source: palm/trunk/SOURCE/check_parameters.f90 @ 4186

Last change on this file since 4186 was 4183, checked in by oliver.maas, 5 years ago

simplified steering of recycling of absolute values. Replaced initialization parameter recycle_absolute_quantities by recycling_method_for_thermodynamic_quantities.

  • Property svn:keywords set to Id
  • Property svn:mergeinfo set to False
    /palm/branches/chemistry/SOURCE/check_parameters.f902047-3190,​3218-3297
    /palm/branches/forwind/SOURCE/check_parameters.f901564-1913
    /palm/branches/mosaik_M2/check_parameters.f902360-3471
    /palm/branches/palm4u/SOURCE/check_parameters.f902540-2692
    /palm/branches/rans/SOURCE/check_parameters.f902078-3128
    /palm/branches/resler/SOURCE/check_parameters.f902023-3336
    /palm/branches/salsa/SOURCE/check_parameters.f902503-3581
File size: 137.7 KB
Line 
1!> @file check_parameters.f90
2!------------------------------------------------------------------------------!
3! This file is part of the PALM model system.
4!
5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the
6! terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
7! Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later
8! version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2019 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! 4172 2019-08-20 11:55:33Z oliver.maas
27! removed conversion from recycle_absolute_quantities to raq, added check and
28! error message for correct input of recycling_method_for_thermodynamic_quantities
29!
30! 11:55:33Z oliver.maas
31! Corrected "Former revisions" section
32!
33! 11:55:33Z oliver.maas
34! bugfix error message: replaced PA184 by PA0184
35!
36! 11:55:33Z oliver.maas
37! added conversion from recycle_absolute_quantities to raq for recycling of
38! absolute quantities and added error message PA184 for not implemented quantities
39!
40! 4142 2019-08-05 12:38:31Z suehring
41! Consider spinup in number of output timesteps for averaged 2D output (merge
42! from branch resler).
43!
44! 4069 2019-07-01 14:05:51Z Giersch
45! Masked output running index mid has been introduced as a local variable to
46! avoid runtime error (Loop variable has been modified) in time_integration
47!
48! 4048 2019-06-21 21:00:21Z knoop
49! Moved tcm_check_data_output to module_interface
50!
51! 4039 2019-06-18 10:32:41Z suehring
52! Modularize diagnostic output
53!
54! 4017 2019-06-06 12:16:46Z schwenkel
55! output of turbulence intensity added
56!
57! 3933 2019-04-25 12:33:20Z kanani
58! Alphabetical resorting in CASE, condense settings for theta_2m* into one IF clause
59!
60! 3885 2019-04-11 11:29:34Z kanani
61! Changes related to global restructuring of location messages and introduction
62! of additional debug messages
63!
64! 3766 2019-02-26 16:23:41Z raasch
65! trim added to avoid truncation compiler warnings
66!
67! 3761 2019-02-25 15:31:42Z raasch
68! unused variables removed
69!
70! 3735 2019-02-12 09:52:40Z dom_dwd_user
71! Passing variable j (averaged output?) to
72! module_interface.f90:chem_check_data_output.
73!
74! 3705 2019-01-29 19:56:39Z suehring
75! bugfix: renamed thetav_t to vtheta_t
76!
77! 3702 2019-01-28 13:19:30Z gronemeier
78! most_method removed
79!
80! 3655 2019-01-07 16:51:22Z knoop
81! Formatting
82!
83! Revision 1.1  1997/08/26 06:29:23  raasch
84! Initial revision
85!
86!
87! Description:
88! ------------
89!> Check control parameters and deduce further quantities.
90!------------------------------------------------------------------------------!
91 SUBROUTINE check_parameters
92
93
94    USE arrays_3d
95
96    USE basic_constants_and_equations_mod
97
98    USE bulk_cloud_model_mod,                                                  &
99        ONLY:  bulk_cloud_model
100
101    USE chem_modules
102
103    USE chemistry_model_mod,                                                   &
104        ONLY:  chem_boundary_conds
105
106    USE control_parameters
107
108    USE grid_variables
109
110    USE kinds
111
112    USE indices
113
114    USE model_1d_mod,                                                          &
115        ONLY:  damp_level_1d, damp_level_ind_1d
116
117    USE module_interface,                                                      &
118        ONLY:  module_interface_check_parameters,                              &
119               module_interface_check_data_output_ts,                          &
120               module_interface_check_data_output_pr,                          &
121               module_interface_check_data_output
122
123    USE netcdf_data_input_mod,                                                 &
124        ONLY:  init_model, input_pids_static, netcdf_data_input_check_dynamic, &
125               netcdf_data_input_check_static
126
127    USE netcdf_interface,                                                      &
128        ONLY:  dopr_unit, do2d_unit, do3d_unit, netcdf_data_format,            &
129               netcdf_data_format_string, dots_unit, heatflux_output_unit,     &
130               waterflux_output_unit, momentumflux_output_unit,                &
131               dots_max, dots_num, dots_label
132
133    USE particle_attributes,                                                   &
134        ONLY:  particle_advection, use_sgs_for_particles
135       
136    USE pegrid
137
138    USE pmc_interface,                                                         &
139        ONLY:  cpl_id, nested_run
140
141    USE profil_parameter
142
143    USE statistics
144
145    USE subsidence_mod
146
147    USE transpose_indices
148
149    USE vertical_nesting_mod,                                                  &
150        ONLY:  vnested,                                                        &
151               vnest_check_parameters
152
153
154    IMPLICIT NONE
155
156    CHARACTER (LEN=varnamelength)  ::  var           !< variable name
157    CHARACTER (LEN=7)   ::  unit                     !< unit of variable
158    CHARACTER (LEN=8)   ::  date                     !< current date string
159    CHARACTER (LEN=10)  ::  time                     !< current time string
160    CHARACTER (LEN=20)  ::  ensemble_string          !< string containing number of ensemble member
161    CHARACTER (LEN=15)  ::  nest_string              !< string containing id of nested domain
162    CHARACTER (LEN=40)  ::  coupling_string          !< string containing type of coupling
163    CHARACTER (LEN=100) ::  action                   !< flag string
164
165    INTEGER(iwp) ::  i                               !< loop index
166    INTEGER(iwp) ::  ilen                            !< string length
167    INTEGER(iwp) ::  j                               !< loop index
168    INTEGER(iwp) ::  k                               !< loop index
169    INTEGER(iwp) ::  kk                              !< loop index
170    INTEGER(iwp) ::  mid                             !< masked output running index
171    INTEGER(iwp) ::  netcdf_data_format_save         !< initial value of netcdf_data_format
172    INTEGER(iwp) ::  position                        !< index position of string
173
174    LOGICAL     ::  found                            !< flag, true if output variable is already marked for averaging
175
176    REAL(wp)    ::  dt_spinup_max                    !< maximum spinup timestep in nested domains
177    REAL(wp)    ::  gradient                         !< local gradient
178    REAL(wp)    ::  remote = 0.0_wp                  !< MPI id of remote processor
179    REAL(wp)    ::  spinup_time_max                  !< maximum spinup time in nested domains
180    REAL(wp)    ::  time_to_be_simulated_from_reference_point  !< time to be simulated from reference point
181
182
183    CALL location_message( 'checking parameters', 'start' )
184!
185!-- At first, check static and dynamic input for consistency
186    CALL netcdf_data_input_check_dynamic
187    CALL netcdf_data_input_check_static
188!
189!-- Check for overlap combinations, which are not realized yet
190    IF ( transpose_compute_overlap  .AND. numprocs == 1 )  THEN
191          message_string = 'transpose-compute-overlap not implemented for single PE runs'
192          CALL message( 'check_parameters', 'PA0000', 1, 2, 0, 6, 0 )
193    ENDIF
194
195!
196!-- Check the coupling mode
197    IF ( coupling_mode /= 'uncoupled'            .AND.                         &
198         coupling_mode /= 'precursor_atmos'      .AND.                         &
199         coupling_mode /= 'precursor_ocean'      .AND.                         &
200         coupling_mode /= 'vnested_crse'         .AND.                         &
201         coupling_mode /= 'vnested_fine'         .AND.                         &
202         coupling_mode /= 'atmosphere_to_ocean'  .AND.                         &
203         coupling_mode /= 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
204       message_string = 'illegal coupling mode: ' // TRIM( coupling_mode )
205       CALL message( 'check_parameters', 'PA0002', 1, 2, 0, 6, 0 )
206    ENDIF
207
208!
209!-- Check if humidity is set to TRUE in case of the atmospheric run (for coupled runs)
210    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' .AND. .NOT. humidity) THEN
211       message_string = ' Humidity has to be set to .T. in the _p3d file ' //  &
212                        'for coupled runs between ocean and atmosphere.'
213       CALL message( 'check_parameters', 'PA0476', 1, 2, 0, 6, 0 )
214    ENDIF
215   
216!
217!-- Check dt_coupling, restart_time, dt_restart, end_time, dx, dy, nx and ny
218    IF ( coupling_mode /= 'uncoupled'       .AND.                              &
219         coupling_mode(1:8) /= 'vnested_'   .AND.                              &
220         coupling_mode /= 'precursor_atmos' .AND.                              &
221         coupling_mode /= 'precursor_ocean' )  THEN
222
223       IF ( dt_coupling == 9999999.9_wp )  THEN
224          message_string = 'dt_coupling is not set but required for coup' //   &
225                           'ling mode "' //  TRIM( coupling_mode ) // '"'
226          CALL message( 'check_parameters', 'PA0003', 1, 2, 0, 6, 0 )
227       ENDIF
228
229#if defined( __parallel )
230
231
232       IF ( myid == 0 ) THEN
233          CALL MPI_SEND( dt_coupling, 1, MPI_REAL, target_id, 11, comm_inter,  &
234                         ierr )
235          CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 11, comm_inter,       &
236                         status, ierr )
237       ENDIF
238       CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
239
240       IF ( dt_coupling /= remote )  THEN
241          WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ), &
242                 '": dt_coupling = ', dt_coupling, '& is not equal to ',       &
243                 'dt_coupling_remote = ', remote
244          CALL message( 'check_parameters', 'PA0004', 1, 2, 0, 6, 0 )
245       ENDIF
246       IF ( dt_coupling <= 0.0_wp )  THEN
247
248          IF ( myid == 0  ) THEN
249             CALL MPI_SEND( dt_max, 1, MPI_REAL, target_id, 19, comm_inter, ierr )
250             CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 19, comm_inter,    &
251                            status, ierr )
252          ENDIF
253          CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
254
255          dt_coupling = MAX( dt_max, remote )
256          WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ), &
257                 '": dt_coupling <= 0.0 & is not allowed and is reset to ',    &
258                 'MAX(dt_max(A,O)) = ', dt_coupling
259          CALL message( 'check_parameters', 'PA0005', 0, 1, 0, 6, 0 )
260       ENDIF
261
262       IF ( myid == 0 ) THEN
263          CALL MPI_SEND( restart_time, 1, MPI_REAL, target_id, 12, comm_inter, &
264                         ierr )
265          CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 12, comm_inter,       &
266                         status, ierr )
267       ENDIF
268       CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
269
270       IF ( restart_time /= remote )  THEN
271          WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ), &
272                 '": restart_time = ', restart_time, '& is not equal to ',     &
273                 'restart_time_remote = ', remote
274          CALL message( 'check_parameters', 'PA0006', 1, 2, 0, 6, 0 )
275       ENDIF
276
277       IF ( myid == 0 ) THEN
278          CALL MPI_SEND( dt_restart, 1, MPI_REAL, target_id, 13, comm_inter,   &
279                         ierr )
280          CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 13, comm_inter,       &
281                         status, ierr )
282       ENDIF
283       CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
284
285       IF ( dt_restart /= remote )  THEN
286          WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ), &
287                 '": dt_restart = ', dt_restart, '& is not equal to ',         &
288                 'dt_restart_remote = ', remote
289          CALL message( 'check_parameters', 'PA0007', 1, 2, 0, 6, 0 )
290       ENDIF
291
292       time_to_be_simulated_from_reference_point = end_time-coupling_start_time
293
294       IF  ( myid == 0 ) THEN
295          CALL MPI_SEND( time_to_be_simulated_from_reference_point, 1,         &
296                         MPI_REAL, target_id, 14, comm_inter, ierr )
297          CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 14, comm_inter,       &
298                         status, ierr )
299       ENDIF
300       CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
301
302       IF ( time_to_be_simulated_from_reference_point /= remote )  THEN
303          WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ), &
304                 '": time_to_be_simulated_from_reference_point = ',            &
305                 time_to_be_simulated_from_reference_point, '& is not equal ', &
306                 'to time_to_be_simulated_from_reference_point_remote = ',     &
307                 remote
308          CALL message( 'check_parameters', 'PA0008', 1, 2, 0, 6, 0 )
309       ENDIF
310
311       IF ( myid == 0 ) THEN
312          CALL MPI_SEND( dx, 1, MPI_REAL, target_id, 15, comm_inter, ierr )
313          CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 15, comm_inter,       &
314                                                             status, ierr )
315       ENDIF
316       CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
317
318
319       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean') THEN
320
321          IF ( dx < remote ) THEN
322             WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "',                     &
323                   TRIM( coupling_mode ),                                      &
324           '": dx in Atmosphere is not equal to or not larger than dx in ocean'
325             CALL message( 'check_parameters', 'PA0009', 1, 2, 0, 6, 0 )
326          ENDIF
327
328          IF ( (nx_a+1)*dx /= (nx_o+1)*remote )  THEN
329             WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "',                     &
330                    TRIM( coupling_mode ),                                     &
331             '": Domain size in x-direction is not equal in ocean and atmosphere'
332             CALL message( 'check_parameters', 'PA0010', 1, 2, 0, 6, 0 )
333          ENDIF
334
335       ENDIF
336
337       IF ( myid == 0) THEN
338          CALL MPI_SEND( dy, 1, MPI_REAL, target_id, 16, comm_inter, ierr )
339          CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 16, comm_inter,       &
340                         status, ierr )
341       ENDIF
342       CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
343
344       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean') THEN
345
346          IF ( dy < remote )  THEN
347             WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "',                     &
348                    TRIM( coupling_mode ),                                     &
349                 '": dy in Atmosphere is not equal to or not larger than dy in ocean'
350             CALL message( 'check_parameters', 'PA0011', 1, 2, 0, 6, 0 )
351          ENDIF
352
353          IF ( (ny_a+1)*dy /= (ny_o+1)*remote )  THEN
354             WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "',                     &
355                   TRIM( coupling_mode ),                                      &
356             '": Domain size in y-direction is not equal in ocean and atmosphere'
357             CALL message( 'check_parameters', 'PA0012', 1, 2, 0, 6, 0 )
358          ENDIF
359
360          IF ( MOD(nx_o+1,nx_a+1) /= 0 )  THEN
361             WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "',                     &
362                   TRIM( coupling_mode ),                                      &
363             '": nx+1 in ocean is not divisible by nx+1 in',                   &
364             ' atmosphere without remainder'
365             CALL message( 'check_parameters', 'PA0339', 1, 2, 0, 6, 0 )
366          ENDIF
367
368          IF ( MOD(ny_o+1,ny_a+1) /= 0 )  THEN
369             WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "',                     &
370                   TRIM( coupling_mode ),                                      &
371             '": ny+1 in ocean is not divisible by ny+1 in', &
372             ' atmosphere without remainder'
373
374             CALL message( 'check_parameters', 'PA0340', 1, 2, 0, 6, 0 )
375          ENDIF
376
377       ENDIF
378#else
379       WRITE( message_string, * ) 'coupling requires PALM to be compiled with',&
380            ' cpp-option "-D__parallel"'
381       CALL message( 'check_parameters', 'PA0141', 1, 2, 0, 6, 0 )
382#endif
383    ENDIF
384
385#if defined( __parallel )
386!
387!-- Exchange via intercommunicator
388    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' .AND. myid == 0 )  THEN
389       CALL MPI_SEND( humidity, 1, MPI_LOGICAL, target_id, 19, comm_inter,     &
390                      ierr )
391    ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' .AND. myid == 0)  THEN
392       CALL MPI_RECV( humidity_remote, 1, MPI_LOGICAL, target_id, 19,          &
393                      comm_inter, status, ierr )
394    ENDIF
395    CALL MPI_BCAST( humidity_remote, 1, MPI_LOGICAL, 0, comm2d, ierr)
396
397#endif
398
399!
400!-- User settings for restart times requires that "restart" has been given as
401!-- file activation string. Otherwise, binary output would not be saved by
402!-- palmrun.
403    IF (  ( restart_time /= 9999999.9_wp  .OR.  dt_restart /= 9999999.9_wp )   &
404         .AND.  .NOT. write_binary )  THEN
405       WRITE( message_string, * ) 'manual restart settings requires file ',    &
406                                  'activation string "restart"'
407       CALL message( 'check_parameters', 'PA0001', 1, 2, 0, 6, 0 )
408    ENDIF
409
410
411!
412!-- Generate the file header which is used as a header for most of PALM's
413!-- output files
414    CALL DATE_AND_TIME( date, time, run_zone )
415    run_date = date(1:4)//'-'//date(5:6)//'-'//date(7:8)
416    run_time = time(1:2)//':'//time(3:4)//':'//time(5:6)
417    IF ( coupling_mode == 'uncoupled' )  THEN
418       coupling_string = ''
419    ELSEIF ( coupling_mode == 'vnested_crse' )  THEN
420       coupling_string = ' nested (coarse)'
421    ELSEIF ( coupling_mode == 'vnested_fine' )  THEN
422       coupling_string = ' nested (fine)'
423    ELSEIF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
424       coupling_string = ' coupled (atmosphere)'
425    ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
426       coupling_string = ' coupled (ocean)'
427    ENDIF
428    IF ( ensemble_member_nr /= 0 )  THEN
429       WRITE( ensemble_string, '(2X,A,I2.2)' )  'en-no: ', ensemble_member_nr
430    ELSE
431       ensemble_string = ''
432    ENDIF
433    IF ( nested_run )  THEN
434       WRITE( nest_string, '(2X,A,I2.2)' )  'nest-id: ', cpl_id
435    ELSE
436       nest_string = ''
437    ENDIF
438
439    WRITE ( run_description_header,                                            &
440            '(A,2X,A,2X,A,A,A,I2.2,A,A,A,2X,A,A,2X,A,1X,A)' )                  &
441          TRIM( version ), TRIM( revision ), 'run: ',                          &
442          TRIM( run_identifier ), '.', runnr, TRIM( coupling_string ),         &
443          TRIM( nest_string ), TRIM( ensemble_string), 'host: ', TRIM( host ), &
444          run_date, run_time
445
446!
447!-- Check the general loop optimization method
448    SELECT CASE ( TRIM( loop_optimization ) )
449
450       CASE ( 'cache', 'vector' )
451          CONTINUE
452
453       CASE DEFAULT
454          message_string = 'illegal value given for loop_optimization: "' //   &
455                           TRIM( loop_optimization ) // '"'
456          CALL message( 'check_parameters', 'PA0013', 1, 2, 0, 6, 0 )
457
458    END SELECT
459
460!
461!-- Check topography setting (check for illegal parameter combinations)
462    IF ( topography /= 'flat' )  THEN
463       action = ' '
464       IF ( scalar_advec /= 'pw-scheme' .AND. scalar_advec /= 'ws-scheme'      &
465          )  THEN
466          WRITE( action, '(A,A)' )  'scalar_advec = ', scalar_advec
467       ENDIF
468       IF ( momentum_advec /= 'pw-scheme' .AND. momentum_advec /= 'ws-scheme' )&
469       THEN
470          WRITE( action, '(A,A)' )  'momentum_advec = ', momentum_advec
471       ENDIF
472       IF ( psolver == 'sor' )  THEN
473          WRITE( action, '(A,A)' )  'psolver = ', psolver
474       ENDIF
475       IF ( sloping_surface )  THEN
476          WRITE( action, '(A)' )  'sloping surface = .TRUE.'
477       ENDIF
478       IF ( galilei_transformation )  THEN
479          WRITE( action, '(A)' )  'galilei_transformation = .TRUE.'
480       ENDIF
481       IF ( cloud_droplets )  THEN
482          WRITE( action, '(A)' )  'cloud_droplets = .TRUE.'
483       ENDIF
484       IF ( .NOT. constant_flux_layer )  THEN
485          WRITE( action, '(A)' )  'constant_flux_layer = .FALSE.'
486       ENDIF
487       IF ( action /= ' ' )  THEN
488          message_string = 'a non-flat topography does not allow ' //          &
489                           TRIM( action )
490          CALL message( 'check_parameters', 'PA0014', 1, 2, 0, 6, 0 )
491       ENDIF
492
493    ENDIF
494
495!
496!-- Check approximation
497    IF ( TRIM( approximation ) /= 'boussinesq'   .AND.                         &
498         TRIM( approximation ) /= 'anelastic' )  THEN
499       message_string = 'unknown approximation: approximation = "' //          &
500                        TRIM( approximation ) // '"'
501       CALL message( 'check_parameters', 'PA0446', 1, 2, 0, 6, 0 )
502    ENDIF
503
504!
505!-- Check approximation requirements
506    IF ( TRIM( approximation ) == 'anelastic'   .AND.                          &
507         TRIM( momentum_advec ) /= 'ws-scheme' )  THEN
508       message_string = 'Anelastic approximation requires ' //                 &
509                        'momentum_advec = "ws-scheme"'
510       CALL message( 'check_parameters', 'PA0447', 1, 2, 0, 6, 0 )
511    ENDIF
512    IF ( TRIM( approximation ) == 'anelastic'   .AND.                          &
513         TRIM( psolver ) == 'multigrid' )  THEN
514       message_string = 'Anelastic approximation currently only supports ' //  &
515                        'psolver = "poisfft", ' //                             &
516                        'psolver = "sor" and ' //                              &
517                        'psolver = "multigrid_noopt"'
518       CALL message( 'check_parameters', 'PA0448', 1, 2, 0, 6, 0 )
519    ENDIF
520    IF ( TRIM( approximation ) == 'anelastic'   .AND.                          &
521         conserve_volume_flow )  THEN
522       message_string = 'Anelastic approximation is not allowed with ' //      &
523                        'conserve_volume_flow = .TRUE.'
524       CALL message( 'check_parameters', 'PA0449', 1, 2, 0, 6, 0 )
525    ENDIF
526
527!
528!-- Check flux input mode
529    IF ( TRIM( flux_input_mode ) /= 'dynamic'    .AND.                         &
530         TRIM( flux_input_mode ) /= 'kinematic'  .AND.                         &
531         TRIM( flux_input_mode ) /= 'approximation-specific' )  THEN
532       message_string = 'unknown flux input mode: flux_input_mode = "' //      &
533                        TRIM( flux_input_mode ) // '"'
534       CALL message( 'check_parameters', 'PA0450', 1, 2, 0, 6, 0 )
535    ENDIF
536!
537!-- Set flux input mode according to approximation if applicable
538    IF ( TRIM( flux_input_mode ) == 'approximation-specific' )  THEN
539       IF ( TRIM( approximation ) == 'anelastic' )  THEN
540          flux_input_mode = 'dynamic'
541       ELSEIF ( TRIM( approximation ) == 'boussinesq' )  THEN
542          flux_input_mode = 'kinematic'
543       ENDIF
544    ENDIF
545
546!
547!-- Check flux output mode
548    IF ( TRIM( flux_output_mode ) /= 'dynamic'    .AND.                        &
549         TRIM( flux_output_mode ) /= 'kinematic'  .AND.                        &
550         TRIM( flux_output_mode ) /= 'approximation-specific' )  THEN
551       message_string = 'unknown flux output mode: flux_output_mode = "' //    &
552                        TRIM( flux_output_mode ) // '"'
553       CALL message( 'check_parameters', 'PA0451', 1, 2, 0, 6, 0 )
554    ENDIF
555!
556!-- Set flux output mode according to approximation if applicable
557    IF ( TRIM( flux_output_mode ) == 'approximation-specific' )  THEN
558       IF ( TRIM( approximation ) == 'anelastic' )  THEN
559          flux_output_mode = 'dynamic'
560       ELSEIF ( TRIM( approximation ) == 'boussinesq' )  THEN
561          flux_output_mode = 'kinematic'
562       ENDIF
563    ENDIF
564
565
566!
567!-- When the land- or urban-surface model is used, the flux output must be
568!-- dynamic.
569    IF ( land_surface  .OR.  urban_surface )  THEN
570       flux_output_mode = 'dynamic'
571    ENDIF
572
573!
574!-- Set the flux output units according to flux_output_mode
575    IF ( TRIM( flux_output_mode ) == 'kinematic' ) THEN
576        heatflux_output_unit              = 'K m/s'
577        waterflux_output_unit             = 'kg/kg m/s'
578        momentumflux_output_unit          = 'm2/s2'
579    ELSEIF ( TRIM( flux_output_mode ) == 'dynamic' ) THEN
580        heatflux_output_unit              = 'W/m2'
581        waterflux_output_unit             = 'W/m2'
582        momentumflux_output_unit          = 'N/m2'
583    ENDIF
584
585!
586!-- set time series output units for fluxes
587    dots_unit(14:16) = TRIM( heatflux_output_unit )
588    dots_unit(21)    = TRIM( waterflux_output_unit )
589    dots_unit(19:20) = TRIM( momentumflux_output_unit )
590
591!
592!-- Add other module specific timeseries
593    CALL module_interface_check_data_output_ts( dots_max, dots_num, dots_label, dots_unit )
594
595!
596!-- Check if maximum number of allowed timeseries is exceeded
597    IF ( dots_num > dots_max )  THEN
598       WRITE( message_string, * ) 'number of time series quantities exceeds',  &
599                                  ' its maximum of dots_max = ', dots_max,     &
600                                  '&Please increase dots_max in modules.f90.'
601       CALL message( 'init_3d_model', 'PA0194', 1, 2, 0, 6, 0 )   
602    ENDIF
603
604!
605!-- Check whether there are any illegal values
606!-- Pressure solver:
607    IF ( psolver /= 'poisfft'  .AND.  psolver /= 'sor'  .AND.                  &
608         psolver /= 'multigrid'  .AND.  psolver /= 'multigrid_noopt' )  THEN
609       message_string = 'unknown solver for perturbation pressure: psolver' // &
610                        ' = "' // TRIM( psolver ) // '"'
611       CALL message( 'check_parameters', 'PA0016', 1, 2, 0, 6, 0 )
612    ENDIF
613
614    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
615       IF ( cycle_mg == 'w' )  THEN
616          gamma_mg = 2
617       ELSEIF ( cycle_mg == 'v' )  THEN
618          gamma_mg = 1
619       ELSE
620          message_string = 'unknown multigrid cycle: cycle_mg = "' //          &
621                           TRIM( cycle_mg ) // '"'
622          CALL message( 'check_parameters', 'PA0020', 1, 2, 0, 6, 0 )
623       ENDIF
624    ENDIF
625
626    IF ( fft_method /= 'singleton-algorithm'  .AND.                            &
627         fft_method /= 'temperton-algorithm'  .AND.                            &
628         fft_method /= 'fftw'                 .AND.                            &
629         fft_method /= 'system-specific' )  THEN
630       message_string = 'unknown fft-algorithm: fft_method = "' //             &
631                        TRIM( fft_method ) // '"'
632       CALL message( 'check_parameters', 'PA0021', 1, 2, 0, 6, 0 )
633    ENDIF
634
635    IF( momentum_advec == 'ws-scheme' .AND.                                    &
636        .NOT. call_psolver_at_all_substeps  ) THEN
637        message_string = 'psolver must be called at each RK3 substep when "'// &
638                      TRIM(momentum_advec) // ' "is used for momentum_advec'
639        CALL message( 'check_parameters', 'PA0344', 1, 2, 0, 6, 0 )
640    END IF
641!
642!-- Advection schemes:
643    IF ( momentum_advec /= 'pw-scheme'  .AND.                                  & 
644         momentum_advec /= 'ws-scheme'  .AND.                                  &
645         momentum_advec /= 'up-scheme' )                                       &
646    THEN
647       message_string = 'unknown advection scheme: momentum_advec = "' //      &
648                        TRIM( momentum_advec ) // '"'
649       CALL message( 'check_parameters', 'PA0022', 1, 2, 0, 6, 0 )
650    ENDIF
651    IF ( ( momentum_advec == 'ws-scheme' .OR.  scalar_advec == 'ws-scheme' )   &
652           .AND. ( timestep_scheme == 'euler' .OR.                             &
653                   timestep_scheme == 'runge-kutta-2' ) )                      &
654    THEN
655       message_string = 'momentum_advec or scalar_advec = "'                   &
656         // TRIM( momentum_advec ) // '" is not allowed with ' //              &
657         'timestep_scheme = "' // TRIM( timestep_scheme ) // '"'
658       CALL message( 'check_parameters', 'PA0023', 1, 2, 0, 6, 0 )
659    ENDIF
660    IF ( scalar_advec /= 'pw-scheme'  .AND.  scalar_advec /= 'ws-scheme' .AND. &
661         scalar_advec /= 'bc-scheme' .AND. scalar_advec /= 'up-scheme' )       &
662    THEN
663       message_string = 'unknown advection scheme: scalar_advec = "' //        &
664                        TRIM( scalar_advec ) // '"'
665       CALL message( 'check_parameters', 'PA0024', 1, 2, 0, 6, 0 )
666    ENDIF
667    IF ( scalar_advec == 'bc-scheme'  .AND.  loop_optimization == 'cache' )    &
668    THEN
669       message_string = 'advection_scheme scalar_advec = "'                    &
670         // TRIM( scalar_advec ) // '" not implemented for ' //                &
671         'loop_optimization = "' // TRIM( loop_optimization ) // '"'
672       CALL message( 'check_parameters', 'PA0026', 1, 2, 0, 6, 0 )
673    ENDIF
674
675    IF ( use_sgs_for_particles  .AND.  .NOT. cloud_droplets  .AND.             &
676         .NOT. use_upstream_for_tke  .AND.                                     &
677         scalar_advec /= 'ws-scheme'                                           &
678       )  THEN
679       use_upstream_for_tke = .TRUE.
680       message_string = 'use_upstream_for_tke is set to .TRUE. because ' //    &
681                        'use_sgs_for_particles = .TRUE. '          //          &
682                        'and scalar_advec /= ws-scheme'
683       CALL message( 'check_parameters', 'PA0025', 0, 1, 0, 6, 0 )
684    ENDIF
685
686!
687!-- Set LOGICAL switches to enhance performance
688    IF ( momentum_advec == 'ws-scheme' )  ws_scheme_mom = .TRUE.
689    IF ( scalar_advec   == 'ws-scheme' )  ws_scheme_sca = .TRUE.
690
691
692!
693!-- Timestep schemes:
694    SELECT CASE ( TRIM( timestep_scheme ) )
695
696       CASE ( 'euler' )
697          intermediate_timestep_count_max = 1
698
699       CASE ( 'runge-kutta-2' )
700          intermediate_timestep_count_max = 2
701
702       CASE ( 'runge-kutta-3' )
703          intermediate_timestep_count_max = 3
704
705       CASE DEFAULT
706          message_string = 'unknown timestep scheme: timestep_scheme = "' //   &
707                           TRIM( timestep_scheme ) // '"'
708          CALL message( 'check_parameters', 'PA0027', 1, 2, 0, 6, 0 )
709
710    END SELECT
711
712    IF ( (momentum_advec /= 'pw-scheme' .AND. momentum_advec /= 'ws-scheme')   &
713         .AND. timestep_scheme(1:5) == 'runge' ) THEN
714       message_string = 'momentum advection scheme "' // &
715                        TRIM( momentum_advec ) // '" & does not work with ' // &
716                        'timestep_scheme "' // TRIM( timestep_scheme ) // '"'
717       CALL message( 'check_parameters', 'PA0029', 1, 2, 0, 6, 0 )
718    ENDIF
719!
720!-- Check for proper settings for microphysics
721    IF ( bulk_cloud_model  .AND.  cloud_droplets )  THEN
722       message_string = 'bulk_cloud_model = .TRUE. is not allowed with ' //    &
723                        'cloud_droplets = .TRUE.'
724       CALL message( 'check_parameters', 'PA0442', 1, 2, 0, 6, 0 )
725    ENDIF
726
727!
728!-- Initializing actions must have been set by the user
729    IF ( TRIM( initializing_actions ) == '' )  THEN
730       message_string = 'no value specified for initializing_actions'
731       CALL message( 'check_parameters', 'PA0149', 1, 2, 0, 6, 0 )
732    ENDIF
733
734    IF ( TRIM( initializing_actions ) /= 'read_restart_data'  .AND.            &
735         TRIM( initializing_actions ) /= 'cyclic_fill' )  THEN
736!
737!--    No restart run: several initialising actions are possible
738       action = initializing_actions
739       DO  WHILE ( TRIM( action ) /= '' )
740          position = INDEX( action, ' ' )
741          SELECT CASE ( action(1:position-1) )
742
743             CASE ( 'set_constant_profiles', 'set_1d-model_profiles',          &
744                    'by_user', 'initialize_vortex', 'initialize_ptanom',       &
745                    'initialize_bubble', 'inifor' )
746                action = action(position+1:)
747
748             CASE DEFAULT
749                message_string = 'initializing_action = "' //                  &
750                                 TRIM( action ) // '" unknown or not allowed'
751                CALL message( 'check_parameters', 'PA0030', 1, 2, 0, 6, 0 )
752
753          END SELECT
754       ENDDO
755    ENDIF
756
757    IF ( TRIM( initializing_actions ) == 'initialize_vortex'  .AND.            &
758         conserve_volume_flow ) THEN
759         message_string = 'initializing_actions = "initialize_vortex"' //      &
760                        ' is not allowed with conserve_volume_flow = .T.'
761       CALL message( 'check_parameters', 'PA0343', 1, 2, 0, 6, 0 )
762    ENDIF
763
764
765    IF ( INDEX( initializing_actions, 'set_constant_profiles' ) /= 0  .AND.    &
766         INDEX( initializing_actions, 'set_1d-model_profiles' ) /= 0 )  THEN
767       message_string = 'initializing_actions = "set_constant_profiles"' //    &
768                        ' and "set_1d-model_profiles" are not allowed ' //     &
769                        'simultaneously'
770       CALL message( 'check_parameters', 'PA0031', 1, 2, 0, 6, 0 )
771    ENDIF
772
773    IF ( INDEX( initializing_actions, 'set_constant_profiles' ) /= 0  .AND.    &
774         INDEX( initializing_actions, 'by_user' ) /= 0 )  THEN
775       message_string = 'initializing_actions = "set_constant_profiles"' //    &
776                        ' and "by_user" are not allowed simultaneously'
777       CALL message( 'check_parameters', 'PA0032', 1, 2, 0, 6, 0 )
778    ENDIF
779
780    IF ( INDEX( initializing_actions, 'by_user' ) /= 0  .AND.                  &
781         INDEX( initializing_actions, 'set_1d-model_profiles' ) /= 0 )  THEN
782       message_string = 'initializing_actions = "by_user" and ' //             &
783                        '"set_1d-model_profiles" are not allowed simultaneously'
784       CALL message( 'check_parameters', 'PA0033', 1, 2, 0, 6, 0 )
785    ENDIF
786!
787!-- In case of spinup and nested run, spinup end time must be identical
788!-- in order to have synchronously running simulations.
789    IF ( nested_run )  THEN
790#if defined( __parallel )
791       CALL MPI_ALLREDUCE( spinup_time, spinup_time_max, 1, MPI_REAL,          &
792                           MPI_MAX, MPI_COMM_WORLD, ierr )
793       CALL MPI_ALLREDUCE( dt_spinup,   dt_spinup_max,   1, MPI_REAL,          &
794                           MPI_MAX, MPI_COMM_WORLD, ierr )
795
796       IF ( spinup_time /= spinup_time_max  .OR.  dt_spinup /= dt_spinup_max ) &
797       THEN
798          message_string = 'In case of nesting, spinup_time and ' //           &
799                           'dt_spinup must be identical in all parent ' //     &
800                           'and child domains.'
801          CALL message( 'check_parameters', 'PA0489', 3, 2, 0, 6, 0 )
802       ENDIF
803#endif
804    ENDIF
805
806    IF ( bulk_cloud_model  .AND.  .NOT.  humidity )  THEN
807       WRITE( message_string, * ) 'bulk_cloud_model = ', bulk_cloud_model,     &
808              ' is not allowed with humidity = ', humidity
809       CALL message( 'check_parameters', 'PA0034', 1, 2, 0, 6, 0 )
810    ENDIF
811
812    IF ( humidity  .AND.  sloping_surface )  THEN
813       message_string = 'humidity = .TRUE. and sloping_surface = .TRUE. ' //   &
814                        'are not allowed simultaneously'
815       CALL message( 'check_parameters', 'PA0036', 1, 2, 0, 6, 0 )
816    ENDIF
817
818!-- Check the module settings
819    CALL module_interface_check_parameters
820
821!
822!-- In case of no restart run, check initialising parameters and calculate
823!-- further quantities
824    IF ( TRIM( initializing_actions ) /= 'read_restart_data' )  THEN
825
826!
827!--    Initial profiles for 1D and 3D model, respectively (u,v further below)
828       pt_init = pt_surface
829       IF ( humidity       )  q_init  = q_surface
830       IF ( passive_scalar )  s_init  = s_surface
831
832!--
833!--    If required, compute initial profile of the geostrophic wind
834!--    (component ug)
835       i = 1
836       gradient = 0.0_wp
837
838       IF ( .NOT. ocean_mode )  THEN
839
840          ug_vertical_gradient_level_ind(1) = 0
841          ug(0) = ug_surface
842          DO  k = 1, nzt+1
843             IF ( i < 11 )  THEN
844                IF ( ug_vertical_gradient_level(i) < zu(k)  .AND.              &
845                     ug_vertical_gradient_level(i) >= 0.0_wp )  THEN
846                   gradient = ug_vertical_gradient(i) / 100.0_wp
847                   ug_vertical_gradient_level_ind(i) = k - 1
848                   i = i + 1
849                ENDIF
850             ENDIF
851             IF ( gradient /= 0.0_wp )  THEN
852                IF ( k /= 1 )  THEN
853                   ug(k) = ug(k-1) + dzu(k) * gradient
854                ELSE
855                   ug(k) = ug_surface + dzu(k) * gradient
856                ENDIF
857             ELSE
858                ug(k) = ug(k-1)
859             ENDIF
860          ENDDO
861
862       ELSE
863
864          ug_vertical_gradient_level_ind(1) = nzt+1
865          ug(nzt+1) = ug_surface
866          DO  k = nzt, nzb, -1
867             IF ( i < 11 )  THEN
868                IF ( ug_vertical_gradient_level(i) > zu(k)  .AND.              &
869                     ug_vertical_gradient_level(i) <= 0.0_wp )  THEN
870                   gradient = ug_vertical_gradient(i) / 100.0_wp
871                   ug_vertical_gradient_level_ind(i) = k + 1
872                   i = i + 1
873                ENDIF
874             ENDIF
875             IF ( gradient /= 0.0_wp )  THEN
876                IF ( k /= nzt )  THEN
877                   ug(k) = ug(k+1) - dzu(k+1) * gradient
878                ELSE
879                   ug(k)   = ug_surface - 0.5_wp * dzu(k+1) * gradient
880                   ug(k+1) = ug_surface + 0.5_wp * dzu(k+1) * gradient
881                ENDIF
882             ELSE
883                ug(k) = ug(k+1)
884             ENDIF
885          ENDDO
886
887       ENDIF
888
889!
890!--    In case of no given gradients for ug, choose a zero gradient
891       IF ( ug_vertical_gradient_level(1) == -9999999.9_wp )  THEN
892          ug_vertical_gradient_level(1) = 0.0_wp
893       ENDIF
894
895!
896!--
897!--    If required, compute initial profile of the geostrophic wind
898!--    (component vg)
899       i = 1
900       gradient = 0.0_wp
901
902       IF ( .NOT. ocean_mode )  THEN
903
904          vg_vertical_gradient_level_ind(1) = 0
905          vg(0) = vg_surface
906          DO  k = 1, nzt+1
907             IF ( i < 11 )  THEN
908                IF ( vg_vertical_gradient_level(i) < zu(k)  .AND.              &
909                     vg_vertical_gradient_level(i) >= 0.0_wp )  THEN
910                   gradient = vg_vertical_gradient(i) / 100.0_wp
911                   vg_vertical_gradient_level_ind(i) = k - 1
912                   i = i + 1
913                ENDIF
914             ENDIF
915             IF ( gradient /= 0.0_wp )  THEN
916                IF ( k /= 1 )  THEN
917                   vg(k) = vg(k-1) + dzu(k) * gradient
918                ELSE
919                   vg(k) = vg_surface + dzu(k) * gradient
920                ENDIF
921             ELSE
922                vg(k) = vg(k-1)
923             ENDIF
924          ENDDO
925
926       ELSE
927
928          vg_vertical_gradient_level_ind(1) = nzt+1
929          vg(nzt+1) = vg_surface
930          DO  k = nzt, nzb, -1
931             IF ( i < 11 )  THEN
932                IF ( vg_vertical_gradient_level(i) > zu(k)  .AND.              &
933                     vg_vertical_gradient_level(i) <= 0.0_wp )  THEN
934                   gradient = vg_vertical_gradient(i) / 100.0_wp
935                   vg_vertical_gradient_level_ind(i) = k + 1
936                   i = i + 1
937                ENDIF
938             ENDIF
939             IF ( gradient /= 0.0_wp )  THEN
940                IF ( k /= nzt )  THEN
941                   vg(k) = vg(k+1) - dzu(k+1) * gradient
942                ELSE
943                   vg(k)   = vg_surface - 0.5_wp * dzu(k+1) * gradient
944                   vg(k+1) = vg_surface + 0.5_wp * dzu(k+1) * gradient
945                ENDIF
946             ELSE
947                vg(k) = vg(k+1)
948             ENDIF
949          ENDDO
950
951       ENDIF
952
953!
954!--    In case of no given gradients for vg, choose a zero gradient
955       IF ( vg_vertical_gradient_level(1) == -9999999.9_wp )  THEN
956          vg_vertical_gradient_level(1) = 0.0_wp
957       ENDIF
958
959!
960!--    Let the initial wind profiles be the calculated ug/vg profiles or
961!--    interpolate them from wind profile data (if given)
962       IF ( u_profile(1) == 9999999.9_wp  .AND.  v_profile(1) == 9999999.9_wp )  THEN
963
964          u_init = ug
965          v_init = vg
966
967       ELSEIF ( u_profile(1) == 0.0_wp  .AND.  v_profile(1) == 0.0_wp )  THEN
968
969          IF ( uv_heights(1) /= 0.0_wp )  THEN
970             message_string = 'uv_heights(1) must be 0.0'
971             CALL message( 'check_parameters', 'PA0345', 1, 2, 0, 6, 0 )
972          ENDIF
973
974          IF ( omega /= 0.0_wp )  THEN
975             message_string = 'Coriolis force must be switched off (by setting omega=0.0)' //  &
976                              ' when prescribing the forcing by u_profile and v_profile'
977             CALL message( 'check_parameters', 'PA0347', 1, 2, 0, 6, 0 )
978          ENDIF
979
980          use_prescribed_profile_data = .TRUE.
981
982          kk = 1
983          u_init(0) = 0.0_wp
984          v_init(0) = 0.0_wp
985
986          DO  k = 1, nz+1
987
988             IF ( kk < 200 )  THEN
989                DO  WHILE ( uv_heights(kk+1) <= zu(k) )
990                   kk = kk + 1
991                   IF ( kk == 200 )  EXIT
992                ENDDO
993             ENDIF
994
995             IF ( kk < 200  .AND.  uv_heights(kk+1) /= 9999999.9_wp )  THEN
996                u_init(k) = u_profile(kk) + ( zu(k) - uv_heights(kk) ) /       &
997                                       ( uv_heights(kk+1) - uv_heights(kk) ) * &
998                                       ( u_profile(kk+1) - u_profile(kk) )
999                v_init(k) = v_profile(kk) + ( zu(k) - uv_heights(kk) ) /       &
1000                                       ( uv_heights(kk+1) - uv_heights(kk) ) * &
1001                                       ( v_profile(kk+1) - v_profile(kk) )
1002             ELSE
1003                u_init(k) = u_profile(kk)
1004                v_init(k) = v_profile(kk)
1005             ENDIF
1006
1007          ENDDO
1008
1009       ELSE
1010
1011          message_string = 'u_profile(1) and v_profile(1) must be 0.0'
1012          CALL message( 'check_parameters', 'PA0346', 1, 2, 0, 6, 0 )
1013
1014       ENDIF
1015
1016!
1017!--    Compute initial temperature profile using the given temperature gradients
1018       IF (  .NOT.  neutral )  THEN
1019          CALL init_vertical_profiles( pt_vertical_gradient_level_ind,          &
1020                                       pt_vertical_gradient_level,              &
1021                                       pt_vertical_gradient, pt_init,           &
1022                                       pt_surface, bc_pt_t_val )
1023       ENDIF
1024!
1025!--    Compute initial humidity profile using the given humidity gradients
1026       IF ( humidity )  THEN
1027          CALL init_vertical_profiles( q_vertical_gradient_level_ind,          &
1028                                       q_vertical_gradient_level,              &
1029                                       q_vertical_gradient, q_init,            &
1030                                       q_surface, bc_q_t_val )
1031       ENDIF
1032!
1033!--    Compute initial scalar profile using the given scalar gradients
1034       IF ( passive_scalar )  THEN
1035          CALL init_vertical_profiles( s_vertical_gradient_level_ind,          &
1036                                       s_vertical_gradient_level,              &
1037                                       s_vertical_gradient, s_init,            &
1038                                       s_surface, bc_s_t_val )
1039       ENDIF
1040!
1041!--    TODO
1042!--    Compute initial chemistry profile using the given chemical species gradients
1043!--    Russo: Is done in chem_init --> kanani: Revise
1044
1045    ENDIF
1046
1047!
1048!-- Check if the control parameter use_subsidence_tendencies is used correctly
1049    IF ( use_subsidence_tendencies  .AND.  .NOT.  large_scale_subsidence )  THEN
1050       message_string = 'The usage of use_subsidence_tendencies ' //           &
1051                            'requires large_scale_subsidence = .T..'
1052       CALL message( 'check_parameters', 'PA0396', 1, 2, 0, 6, 0 )
1053    ELSEIF ( use_subsidence_tendencies  .AND.  .NOT. large_scale_forcing )  THEN
1054       message_string = 'The usage of use_subsidence_tendencies ' //           &
1055                            'requires large_scale_forcing = .T..'
1056       CALL message( 'check_parameters', 'PA0397', 1, 2, 0, 6, 0 )
1057    ENDIF
1058
1059!
1060!-- Initialize large scale subsidence if required
1061    If ( large_scale_subsidence )  THEN
1062       IF ( subs_vertical_gradient_level(1) /= -9999999.9_wp  .AND.            &
1063                                     .NOT.  large_scale_forcing )  THEN
1064          CALL init_w_subsidence
1065       ENDIF
1066!
1067!--    In case large_scale_forcing is used, profiles for subsidence velocity
1068!--    are read in from file LSF_DATA
1069
1070       IF ( subs_vertical_gradient_level(1) == -9999999.9_wp  .AND.            &
1071            .NOT.  large_scale_forcing )  THEN
1072          message_string = 'There is no default large scale vertical ' //      &
1073                           'velocity profile set. Specify the subsidence ' //  &
1074                           'velocity profile via subs_vertical_gradient ' //   &
1075                           'and subs_vertical_gradient_level.'
1076          CALL message( 'check_parameters', 'PA0380', 1, 2, 0, 6, 0 )
1077       ENDIF
1078    ELSE
1079        IF ( subs_vertical_gradient_level(1) /= -9999999.9_wp )  THEN
1080           message_string = 'Enable usage of large scale subsidence by ' //    &
1081                            'setting large_scale_subsidence = .T..'
1082          CALL message( 'check_parameters', 'PA0381', 1, 2, 0, 6, 0 )
1083        ENDIF
1084    ENDIF
1085
1086!
1087!-- Overwrite latitude if necessary and compute Coriolis parameter.
1088!-- @todo - move initialization of f and fs to coriolis_mod.
1089    IF ( input_pids_static )  THEN
1090       latitude  = init_model%latitude
1091       longitude = init_model%longitude
1092    ENDIF
1093
1094    f  = 2.0_wp * omega * SIN( latitude / 180.0_wp * pi )
1095    fs = 2.0_wp * omega * COS( latitude / 180.0_wp * pi )
1096
1097!
1098!-- Check and set buoyancy related parameters and switches
1099    IF ( reference_state == 'horizontal_average' )  THEN
1100       CONTINUE
1101    ELSEIF ( reference_state == 'initial_profile' )  THEN
1102       use_initial_profile_as_reference = .TRUE.
1103    ELSEIF ( reference_state == 'single_value' )  THEN
1104       use_single_reference_value = .TRUE.
1105       IF ( pt_reference == 9999999.9_wp )  pt_reference = pt_surface
1106       vpt_reference = pt_reference * ( 1.0_wp + 0.61_wp * q_surface )
1107    ELSE
1108       message_string = 'illegal value for reference_state: "' //              &
1109                        TRIM( reference_state ) // '"'
1110       CALL message( 'check_parameters', 'PA0056', 1, 2, 0, 6, 0 )
1111    ENDIF
1112
1113!
1114!-- In case of a given slope, compute the relevant quantities
1115    IF ( alpha_surface /= 0.0_wp )  THEN
1116       IF ( ABS( alpha_surface ) > 90.0_wp )  THEN
1117          WRITE( message_string, * ) 'ABS( alpha_surface = ', alpha_surface,   &
1118                                     ' ) must be < 90.0'
1119          CALL message( 'check_parameters', 'PA0043', 1, 2, 0, 6, 0 )
1120       ENDIF
1121       sloping_surface = .TRUE.
1122       cos_alpha_surface = COS( alpha_surface / 180.0_wp * pi )
1123       sin_alpha_surface = SIN( alpha_surface / 180.0_wp * pi )
1124    ENDIF
1125
1126!
1127!-- Check time step and cfl_factor
1128    IF ( dt /= -1.0_wp )  THEN
1129       IF ( dt <= 0.0_wp )  THEN
1130          WRITE( message_string, * ) 'dt = ', dt , ' <= 0.0'
1131          CALL message( 'check_parameters', 'PA0044', 1, 2, 0, 6, 0 )
1132       ENDIF
1133       dt_3d = dt
1134       dt_fixed = .TRUE.
1135    ENDIF
1136
1137    IF ( cfl_factor <= 0.0_wp  .OR.  cfl_factor > 1.0_wp )  THEN
1138       IF ( cfl_factor == -1.0_wp )  THEN
1139          IF ( timestep_scheme == 'runge-kutta-2' )  THEN
1140             cfl_factor = 0.8_wp
1141          ELSEIF ( timestep_scheme == 'runge-kutta-3' )  THEN
1142             cfl_factor = 0.9_wp
1143          ELSE
1144             cfl_factor = 0.9_wp
1145          ENDIF
1146       ELSE
1147          WRITE( message_string, * ) 'cfl_factor = ', cfl_factor,              &
1148                 ' out of range &0.0 < cfl_factor <= 1.0 is required'
1149          CALL message( 'check_parameters', 'PA0045', 1, 2, 0, 6, 0 )
1150       ENDIF
1151    ENDIF
1152
1153!
1154!-- Store simulated time at begin
1155    simulated_time_at_begin = simulated_time
1156
1157!
1158!-- Store reference time for coupled runs and change the coupling flag,
1159!-- if ...
1160    IF ( simulated_time == 0.0_wp )  THEN
1161       IF ( coupling_start_time == 0.0_wp )  THEN
1162          time_since_reference_point = 0.0_wp
1163       ELSEIF ( time_since_reference_point < 0.0_wp )  THEN
1164          run_coupled = .FALSE.
1165       ENDIF
1166    ENDIF
1167
1168!
1169!-- Set wind speed in the Galilei-transformed system
1170    IF ( galilei_transformation )  THEN
1171       IF ( use_ug_for_galilei_tr                    .AND.                     &
1172            ug_vertical_gradient_level(1) == 0.0_wp  .AND.                     &
1173            ug_vertical_gradient(1) == 0.0_wp        .AND.                     &
1174            vg_vertical_gradient_level(1) == 0.0_wp  .AND.                     &
1175            vg_vertical_gradient(1) == 0.0_wp )  THEN
1176          u_gtrans = ug_surface * 0.6_wp
1177          v_gtrans = vg_surface * 0.6_wp
1178       ELSEIF ( use_ug_for_galilei_tr  .AND.                                   &
1179                ( ug_vertical_gradient_level(1) /= 0.0_wp  .OR.                &
1180                ug_vertical_gradient(1) /= 0.0_wp ) )  THEN
1181          message_string = 'baroclinity (ug) not allowed simultaneously' //    &
1182                           ' with galilei transformation'
1183          CALL message( 'check_parameters', 'PA0046', 1, 2, 0, 6, 0 )
1184       ELSEIF ( use_ug_for_galilei_tr  .AND.                                   &
1185                ( vg_vertical_gradient_level(1) /= 0.0_wp  .OR.                &
1186                vg_vertical_gradient(1) /= 0.0_wp ) )  THEN
1187          message_string = 'baroclinity (vg) not allowed simultaneously' //    &
1188                           ' with galilei transformation'
1189          CALL message( 'check_parameters', 'PA0047', 1, 2, 0, 6, 0 )
1190       ELSE
1191          message_string = 'variable translation speed used for Galilei-' //   &
1192             'transformation, which may cause & instabilities in stably ' //   &
1193             'stratified regions'
1194          CALL message( 'check_parameters', 'PA0048', 0, 1, 0, 6, 0 )
1195       ENDIF
1196    ENDIF
1197
1198!
1199!-- In case of using a prandtl-layer, calculated (or prescribed) surface
1200!-- fluxes have to be used in the diffusion-terms
1201    IF ( constant_flux_layer )  use_surface_fluxes = .TRUE.
1202
1203!
1204!-- Check boundary conditions and set internal variables:
1205!-- Attention: the lateral boundary conditions have been already checked in
1206!-- parin
1207!
1208!-- Non-cyclic lateral boundaries require the multigrid method and Piascek-
1209!-- Willimas or Wicker - Skamarock advection scheme. Several schemes
1210!-- and tools do not work with non-cyclic boundary conditions.
1211    IF ( bc_lr /= 'cyclic'  .OR.  bc_ns /= 'cyclic' )  THEN
1212       IF ( psolver(1:9) /= 'multigrid' )  THEN
1213          message_string = 'non-cyclic lateral boundaries do not allow ' //    &
1214                           'psolver = "' // TRIM( psolver ) // '"'
1215          CALL message( 'check_parameters', 'PA0051', 1, 2, 0, 6, 0 )
1216       ENDIF
1217       IF ( momentum_advec /= 'pw-scheme'  .AND.                               &
1218            momentum_advec /= 'ws-scheme' )  THEN
1219
1220          message_string = 'non-cyclic lateral boundaries do not allow ' //    &
1221                           'momentum_advec = "' // TRIM( momentum_advec ) // '"'
1222          CALL message( 'check_parameters', 'PA0052', 1, 2, 0, 6, 0 )
1223       ENDIF
1224       IF ( scalar_advec /= 'pw-scheme'  .AND.                                 &
1225            scalar_advec /= 'ws-scheme' )  THEN
1226          message_string = 'non-cyclic lateral boundaries do not allow ' //    &
1227                           'scalar_advec = "' // TRIM( scalar_advec ) // '"'
1228          CALL message( 'check_parameters', 'PA0053', 1, 2, 0, 6, 0 )
1229       ENDIF
1230       IF ( galilei_transformation )  THEN
1231          message_string = 'non-cyclic lateral boundaries do not allow ' //    &
1232                           'galilei_transformation = .T.'
1233          CALL message( 'check_parameters', 'PA0054', 1, 2, 0, 6, 0 )
1234       ENDIF
1235    ENDIF
1236
1237!
1238!-- Bottom boundary condition for the turbulent Kinetic energy
1239    IF ( bc_e_b == 'neumann' )  THEN
1240       ibc_e_b = 1
1241    ELSEIF ( bc_e_b == '(u*)**2+neumann' )  THEN
1242       ibc_e_b = 2
1243       IF ( .NOT. constant_flux_layer )  THEN
1244          bc_e_b = 'neumann'
1245          ibc_e_b = 1
1246          message_string = 'boundary condition bc_e_b changed to "' //         &
1247                           TRIM( bc_e_b ) // '"'
1248          CALL message( 'check_parameters', 'PA0057', 0, 1, 0, 6, 0 )
1249       ENDIF
1250    ELSE
1251       message_string = 'unknown boundary condition: bc_e_b = "' //            &
1252                        TRIM( bc_e_b ) // '"'
1253       CALL message( 'check_parameters', 'PA0058', 1, 2, 0, 6, 0 )
1254    ENDIF
1255
1256!
1257!-- Boundary conditions for perturbation pressure
1258    IF ( bc_p_b == 'dirichlet' )  THEN
1259       ibc_p_b = 0
1260    ELSEIF ( bc_p_b == 'neumann' )  THEN
1261       ibc_p_b = 1
1262    ELSE
1263       message_string = 'unknown boundary condition: bc_p_b = "' //            &
1264                        TRIM( bc_p_b ) // '"'
1265       CALL message( 'check_parameters', 'PA0059', 1, 2, 0, 6, 0 )
1266    ENDIF
1267
1268    IF ( bc_p_t == 'dirichlet' )  THEN
1269       ibc_p_t = 0
1270!-- TO_DO: later set bc_p_t to neumann before, in case of nested domain
1271    ELSEIF ( bc_p_t == 'neumann' .OR. bc_p_t == 'nested' )  THEN
1272       ibc_p_t = 1
1273    ELSE
1274       message_string = 'unknown boundary condition: bc_p_t = "' //            &
1275                        TRIM( bc_p_t ) // '"'
1276       CALL message( 'check_parameters', 'PA0061', 1, 2, 0, 6, 0 )
1277    ENDIF
1278
1279!
1280!-- Boundary conditions for potential temperature
1281    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
1282       ibc_pt_b = 2
1283    ELSE
1284       IF ( bc_pt_b == 'dirichlet' )  THEN
1285          ibc_pt_b = 0
1286       ELSEIF ( bc_pt_b == 'neumann' )  THEN
1287          ibc_pt_b = 1
1288       ELSE
1289          message_string = 'unknown boundary condition: bc_pt_b = "' //        &
1290                           TRIM( bc_pt_b ) // '"'
1291          CALL message( 'check_parameters', 'PA0062', 1, 2, 0, 6, 0 )
1292       ENDIF
1293    ENDIF
1294
1295    IF ( bc_pt_t == 'dirichlet' )  THEN
1296       ibc_pt_t = 0
1297    ELSEIF ( bc_pt_t == 'neumann' )  THEN
1298       ibc_pt_t = 1
1299    ELSEIF ( bc_pt_t == 'initial_gradient' )  THEN
1300       ibc_pt_t = 2
1301    ELSEIF ( bc_pt_t == 'nested'  .OR.  bc_pt_t == 'nesting_offline' )  THEN
1302       ibc_pt_t = 3
1303    ELSE
1304       message_string = 'unknown boundary condition: bc_pt_t = "' //           &
1305                        TRIM( bc_pt_t ) // '"'
1306       CALL message( 'check_parameters', 'PA0063', 1, 2, 0, 6, 0 )
1307    ENDIF
1308
1309    IF ( ANY( wall_heatflux /= 0.0_wp )  .AND.                        &
1310         surface_heatflux == 9999999.9_wp )  THEN
1311       message_string = 'wall_heatflux additionally requires ' //     &
1312                        'setting of surface_heatflux'
1313       CALL message( 'check_parameters', 'PA0443', 1, 2, 0, 6, 0 )
1314    ENDIF
1315
1316!
1317!   This IF clause needs revision, got too complex!!
1318    IF ( surface_heatflux == 9999999.9_wp  )  THEN
1319       constant_heatflux = .FALSE.
1320       IF ( large_scale_forcing  .OR.  land_surface  .OR.  urban_surface )  THEN
1321          IF ( ibc_pt_b == 0 )  THEN
1322             constant_heatflux = .FALSE.
1323          ELSEIF ( ibc_pt_b == 1 )  THEN
1324             constant_heatflux = .TRUE.
1325             surface_heatflux = 0.0_wp
1326          ENDIF
1327       ENDIF
1328    ELSE
1329       constant_heatflux = .TRUE.
1330    ENDIF
1331
1332    IF ( top_heatflux     == 9999999.9_wp )  constant_top_heatflux = .FALSE.
1333
1334    IF ( neutral )  THEN
1335
1336       IF ( surface_heatflux /= 0.0_wp  .AND.                                  &
1337            surface_heatflux /= 9999999.9_wp )  THEN
1338          message_string = 'heatflux must not be set for pure neutral flow'
1339          CALL message( 'check_parameters', 'PA0351', 1, 2, 0, 6, 0 )
1340       ENDIF
1341
1342       IF ( top_heatflux /= 0.0_wp  .AND.  top_heatflux /= 9999999.9_wp )      &
1343       THEN
1344          message_string = 'heatflux must not be set for pure neutral flow'
1345          CALL message( 'check_parameters', 'PA0351', 1, 2, 0, 6, 0 )
1346       ENDIF
1347
1348    ENDIF
1349
1350    IF ( top_momentumflux_u /= 9999999.9_wp  .AND.                             &
1351         top_momentumflux_v /= 9999999.9_wp )  THEN
1352       constant_top_momentumflux = .TRUE.
1353    ELSEIF (  .NOT. ( top_momentumflux_u == 9999999.9_wp  .AND.                &
1354           top_momentumflux_v == 9999999.9_wp ) )  THEN
1355       message_string = 'both, top_momentumflux_u AND top_momentumflux_v ' //  &
1356                        'must be set'
1357       CALL message( 'check_parameters', 'PA0064', 1, 2, 0, 6, 0 )
1358    ENDIF
1359
1360!
1361!-- A given surface temperature implies Dirichlet boundary condition for
1362!-- temperature. In this case specification of a constant heat flux is
1363!-- forbidden.
1364    IF ( ibc_pt_b == 0  .AND.  constant_heatflux  .AND.                        &
1365         surface_heatflux /= 0.0_wp )  THEN
1366       message_string = 'boundary_condition: bc_pt_b = "' // TRIM( bc_pt_b ) //&
1367                        '& is not allowed with constant_heatflux = .TRUE.'
1368       CALL message( 'check_parameters', 'PA0065', 1, 2, 0, 6, 0 )
1369    ENDIF
1370    IF ( constant_heatflux  .AND.  pt_surface_initial_change /= 0.0_wp )  THEN
1371       WRITE ( message_string, * )  'constant_heatflux = .TRUE. is not allo',  &
1372               'wed with pt_surface_initial_change (/=0) = ',                  &
1373               pt_surface_initial_change
1374       CALL message( 'check_parameters', 'PA0066', 1, 2, 0, 6, 0 )
1375    ENDIF
1376
1377!
1378!-- A given temperature at the top implies Dirichlet boundary condition for
1379!-- temperature. In this case specification of a constant heat flux is
1380!-- forbidden.
1381    IF ( ibc_pt_t == 0  .AND.  constant_top_heatflux  .AND.                    &
1382         top_heatflux /= 0.0_wp )  THEN
1383       message_string = 'boundary_condition: bc_pt_t = "' // TRIM( bc_pt_t ) //&
1384                        '" is not allowed with constant_top_heatflux = .TRUE.'
1385       CALL message( 'check_parameters', 'PA0067', 1, 2, 0, 6, 0 )
1386    ENDIF
1387
1388!
1389!-- Set boundary conditions for total water content
1390    IF ( humidity )  THEN
1391
1392       IF ( ANY( wall_humidityflux /= 0.0_wp )  .AND.                        &
1393            surface_waterflux == 9999999.9_wp )  THEN
1394          message_string = 'wall_humidityflux additionally requires ' //     &
1395                           'setting of surface_waterflux'
1396          CALL message( 'check_parameters', 'PA0444', 1, 2, 0, 6, 0 )
1397       ENDIF
1398
1399       CALL set_bc_scalars( 'q', bc_q_b, bc_q_t, ibc_q_b, ibc_q_t,           &
1400                            'PA0071', 'PA0072' )
1401
1402       IF ( surface_waterflux == 9999999.9_wp  )  THEN
1403          constant_waterflux = .FALSE.
1404          IF ( large_scale_forcing .OR. land_surface )  THEN
1405             IF ( ibc_q_b == 0 )  THEN
1406                constant_waterflux = .FALSE.
1407             ELSEIF ( ibc_q_b == 1 )  THEN
1408                constant_waterflux = .TRUE.
1409             ENDIF
1410          ENDIF
1411       ELSE
1412          constant_waterflux = .TRUE.
1413       ENDIF
1414
1415       CALL check_bc_scalars( 'q', bc_q_b, ibc_q_b, 'PA0073', 'PA0074',        &
1416                              constant_waterflux, q_surface_initial_change )
1417
1418    ENDIF
1419
1420    IF ( passive_scalar )  THEN
1421
1422       IF ( ANY( wall_scalarflux /= 0.0_wp )  .AND.                            &
1423            surface_scalarflux == 9999999.9_wp )  THEN
1424          message_string = 'wall_scalarflux additionally requires ' //         &
1425                           'setting of surface_scalarflux'
1426          CALL message( 'check_parameters', 'PA0445', 1, 2, 0, 6, 0 )
1427       ENDIF
1428
1429       IF ( surface_scalarflux == 9999999.9_wp )  constant_scalarflux = .FALSE.
1430
1431       CALL set_bc_scalars( 's', bc_s_b, bc_s_t, ibc_s_b, ibc_s_t,             &
1432                            'PA0071', 'PA0072' )
1433
1434       CALL check_bc_scalars( 's', bc_s_b, ibc_s_b, 'PA0073', 'PA0074',        &
1435                              constant_scalarflux, s_surface_initial_change )
1436
1437       IF ( top_scalarflux == 9999999.9_wp )  constant_top_scalarflux = .FALSE.
1438!
1439!--    A fixed scalar concentration at the top implies Dirichlet boundary
1440!--    condition for scalar. Hence, in this case specification of a constant
1441!--    scalar flux is forbidden.
1442       IF ( ( ibc_s_t == 0 .OR. ibc_s_t == 2 )  .AND.  constant_top_scalarflux &
1443               .AND.  top_scalarflux /= 0.0_wp )  THEN
1444          message_string = 'boundary condition: bc_s_t = "' //                 &
1445                           TRIM( bc_s_t ) // '" is not allowed with ' //       &
1446                           'top_scalarflux /= 0.0'
1447          CALL message( 'check_parameters', 'PA0441', 1, 2, 0, 6, 0 )
1448       ENDIF
1449    ENDIF
1450
1451!
1452!-- Boundary conditions for chemical species
1453    IF ( air_chemistry )  CALL chem_boundary_conds( 'init' )
1454
1455!
1456!-- Boundary conditions for horizontal components of wind speed
1457    IF ( bc_uv_b == 'dirichlet' )  THEN
1458       ibc_uv_b = 0
1459    ELSEIF ( bc_uv_b == 'neumann' )  THEN
1460       ibc_uv_b = 1
1461       IF ( constant_flux_layer )  THEN
1462          message_string = 'boundary condition: bc_uv_b = "' //                &
1463               TRIM( bc_uv_b ) // '" is not allowed with constant_flux_layer'  &
1464               // ' = .TRUE.'
1465          CALL message( 'check_parameters', 'PA0075', 1, 2, 0, 6, 0 )
1466       ENDIF
1467    ELSE
1468       message_string = 'unknown boundary condition: bc_uv_b = "' //           &
1469                        TRIM( bc_uv_b ) // '"'
1470       CALL message( 'check_parameters', 'PA0076', 1, 2, 0, 6, 0 )
1471    ENDIF
1472!
1473!-- In case of coupled simulations u and v at the ground in atmosphere will be
1474!-- assigned with the u and v values of the ocean surface
1475    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
1476       ibc_uv_b = 2
1477    ENDIF
1478
1479    IF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
1480       bc_uv_t = 'neumann'
1481       ibc_uv_t = 1
1482    ELSE
1483       IF ( bc_uv_t == 'dirichlet' .OR. bc_uv_t == 'dirichlet_0' )  THEN
1484          ibc_uv_t = 0
1485          IF ( bc_uv_t == 'dirichlet_0' )  THEN
1486!
1487!--          Velocities for the initial u,v-profiles are set zero at the top
1488!--          in case of dirichlet_0 conditions
1489             u_init(nzt+1)    = 0.0_wp
1490             v_init(nzt+1)    = 0.0_wp
1491          ENDIF
1492       ELSEIF ( bc_uv_t == 'neumann' )  THEN
1493          ibc_uv_t = 1
1494       ELSEIF ( bc_uv_t == 'nested'  .OR.  bc_uv_t == 'nesting_offline' )  THEN
1495          ibc_uv_t = 3
1496       ELSE
1497          message_string = 'unknown boundary condition: bc_uv_t = "' //        &
1498                           TRIM( bc_uv_t ) // '"'
1499          CALL message( 'check_parameters', 'PA0077', 1, 2, 0, 6, 0 )
1500       ENDIF
1501    ENDIF
1502
1503!
1504!-- Compute and check, respectively, the Rayleigh Damping parameter
1505    IF ( rayleigh_damping_factor == -1.0_wp )  THEN
1506       rayleigh_damping_factor = 0.0_wp
1507    ELSE
1508       IF ( rayleigh_damping_factor < 0.0_wp  .OR.                             &
1509            rayleigh_damping_factor > 1.0_wp )  THEN
1510          WRITE( message_string, * )  'rayleigh_damping_factor = ',            &
1511                              rayleigh_damping_factor, ' out of range [0.0,1.0]'
1512          CALL message( 'check_parameters', 'PA0078', 1, 2, 0, 6, 0 )
1513       ENDIF
1514    ENDIF
1515
1516    IF ( rayleigh_damping_height == -1.0_wp )  THEN
1517       IF (  .NOT.  ocean_mode )  THEN
1518          rayleigh_damping_height = 0.66666666666_wp * zu(nzt)
1519       ELSE
1520          rayleigh_damping_height = 0.66666666666_wp * zu(nzb)
1521       ENDIF
1522    ELSE
1523       IF (  .NOT.  ocean_mode )  THEN
1524          IF ( rayleigh_damping_height < 0.0_wp  .OR.                          &
1525               rayleigh_damping_height > zu(nzt) )  THEN
1526             WRITE( message_string, * )  'rayleigh_damping_height = ',         &
1527                   rayleigh_damping_height, ' out of range [0.0,', zu(nzt), ']'
1528             CALL message( 'check_parameters', 'PA0079', 1, 2, 0, 6, 0 )
1529          ENDIF
1530       ELSE
1531          IF ( rayleigh_damping_height > 0.0_wp  .OR.                          &
1532               rayleigh_damping_height < zu(nzb) )  THEN
1533             WRITE( message_string, * )  'rayleigh_damping_height = ',         &
1534                   rayleigh_damping_height, ' out of range [0.0,', zu(nzb), ']'
1535             CALL message( 'check_parameters', 'PA0079', 1, 2, 0, 6, 0 )
1536          ENDIF
1537       ENDIF
1538    ENDIF
1539
1540!
1541!-- Check number of chosen statistic regions
1542    IF ( statistic_regions < 0 )  THEN
1543       WRITE ( message_string, * ) 'number of statistic_regions = ',           &
1544                   statistic_regions+1, ' is not allowed'
1545       CALL message( 'check_parameters', 'PA0082', 1, 2, 0, 6, 0 )
1546    ENDIF
1547    IF ( normalizing_region > statistic_regions  .OR.                          &
1548         normalizing_region < 0)  THEN
1549       WRITE ( message_string, * ) 'normalizing_region = ',                    &
1550                normalizing_region, ' must be >= 0 and <= ',statistic_regions, &
1551                ' (value of statistic_regions)'
1552       CALL message( 'check_parameters', 'PA0083', 1, 2, 0, 6, 0 )
1553    ENDIF
1554
1555!
1556!-- Set the default intervals for data output, if necessary
1557!-- NOTE: dt_dosp has already been set in spectra_parin
1558    IF ( dt_data_output /= 9999999.9_wp )  THEN
1559       IF ( dt_dopr           == 9999999.9_wp )  dt_dopr           = dt_data_output
1560       IF ( dt_dopts          == 9999999.9_wp )  dt_dopts          = dt_data_output
1561       IF ( dt_do2d_xy        == 9999999.9_wp )  dt_do2d_xy        = dt_data_output
1562       IF ( dt_do2d_xz        == 9999999.9_wp )  dt_do2d_xz        = dt_data_output
1563       IF ( dt_do2d_yz        == 9999999.9_wp )  dt_do2d_yz        = dt_data_output
1564       IF ( dt_do3d           == 9999999.9_wp )  dt_do3d           = dt_data_output
1565       IF ( dt_data_output_av == 9999999.9_wp )  dt_data_output_av = dt_data_output
1566       DO  mid = 1, max_masks
1567          IF ( dt_domask(mid) == 9999999.9_wp )  dt_domask(mid)    = dt_data_output
1568       ENDDO
1569    ENDIF
1570
1571!
1572!-- Set the default skip time intervals for data output, if necessary
1573    IF ( skip_time_dopr    == 9999999.9_wp )                                   &
1574                                       skip_time_dopr    = skip_time_data_output
1575    IF ( skip_time_do2d_xy == 9999999.9_wp )                                   &
1576                                       skip_time_do2d_xy = skip_time_data_output
1577    IF ( skip_time_do2d_xz == 9999999.9_wp )                                   &
1578                                       skip_time_do2d_xz = skip_time_data_output
1579    IF ( skip_time_do2d_yz == 9999999.9_wp )                                   &
1580                                       skip_time_do2d_yz = skip_time_data_output
1581    IF ( skip_time_do3d    == 9999999.9_wp )                                   &
1582                                       skip_time_do3d    = skip_time_data_output
1583    IF ( skip_time_data_output_av == 9999999.9_wp )                            &
1584                                skip_time_data_output_av = skip_time_data_output
1585    DO  mid = 1, max_masks
1586       IF ( skip_time_domask(mid) == 9999999.9_wp )                            &
1587                                skip_time_domask(mid)    = skip_time_data_output
1588    ENDDO
1589
1590!
1591!-- Check the average intervals (first for 3d-data, then for profiles)
1592    IF ( averaging_interval > dt_data_output_av )  THEN
1593       WRITE( message_string, * )  'averaging_interval = ',                    &
1594             averaging_interval, ' must be <= dt_data_output_av = ',           &
1595             dt_data_output_av
1596       CALL message( 'check_parameters', 'PA0085', 1, 2, 0, 6, 0 )
1597    ENDIF
1598
1599    IF ( averaging_interval_pr == 9999999.9_wp )  THEN
1600       averaging_interval_pr = averaging_interval
1601    ENDIF
1602
1603    IF ( averaging_interval_pr > dt_dopr )  THEN
1604       WRITE( message_string, * )  'averaging_interval_pr = ',                 &
1605             averaging_interval_pr, ' must be <= dt_dopr = ', dt_dopr
1606       CALL message( 'check_parameters', 'PA0086', 1, 2, 0, 6, 0 )
1607    ENDIF
1608
1609!
1610!-- Set the default interval for profiles entering the temporal average
1611    IF ( dt_averaging_input_pr == 9999999.9_wp )  THEN
1612       dt_averaging_input_pr = dt_averaging_input
1613    ENDIF
1614
1615!
1616!-- Set the default interval for the output of timeseries to a reasonable
1617!-- value (tries to minimize the number of calls of flow_statistics)
1618    IF ( dt_dots == 9999999.9_wp )  THEN
1619       IF ( averaging_interval_pr == 0.0_wp )  THEN
1620          dt_dots = MIN( dt_run_control, dt_dopr )
1621       ELSE
1622          dt_dots = MIN( dt_run_control, dt_averaging_input_pr )
1623       ENDIF
1624    ENDIF
1625
1626!
1627!-- Check the sample rate for averaging (first for 3d-data, then for profiles)
1628    IF ( dt_averaging_input > averaging_interval )  THEN
1629       WRITE( message_string, * )  'dt_averaging_input = ',                    &
1630                dt_averaging_input, ' must be <= averaging_interval = ',       &
1631                averaging_interval
1632       CALL message( 'check_parameters', 'PA0088', 1, 2, 0, 6, 0 )
1633    ENDIF
1634
1635    IF ( dt_averaging_input_pr > averaging_interval_pr )  THEN
1636       WRITE( message_string, * )  'dt_averaging_input_pr = ',                 &
1637                dt_averaging_input_pr, ' must be <= averaging_interval_pr = ', &
1638                averaging_interval_pr
1639       CALL message( 'check_parameters', 'PA0089', 1, 2, 0, 6, 0 )
1640    ENDIF
1641
1642!
1643!-- Determine the number of output profiles and check whether they are
1644!-- permissible
1645    DO  WHILE ( data_output_pr(dopr_n+1) /= '          ' )
1646
1647       dopr_n = dopr_n + 1
1648       i = dopr_n
1649
1650!
1651!--    Determine internal profile number (for hom, homs)
1652!--    and store height levels
1653       SELECT CASE ( TRIM( data_output_pr(i) ) )
1654
1655          CASE ( 'u', '#u' )
1656             dopr_index(i) = 1
1657             dopr_unit(i)  = 'm/s'
1658             hom(:,2,1,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1659             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1660                dopr_initial_index(i) = 5
1661                hom(:,2,5,:)          = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1662                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1663             ENDIF
1664
1665          CASE ( 'v', '#v' )
1666             dopr_index(i) = 2
1667             dopr_unit(i)  = 'm/s'
1668             hom(:,2,2,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1669             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1670                dopr_initial_index(i) = 6
1671                hom(:,2,6,:)          = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1672                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1673             ENDIF
1674
1675          CASE ( 'w' )
1676             dopr_index(i) = 3
1677             dopr_unit(i)  = 'm/s'
1678             hom(:,2,3,:)  = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1679
1680          CASE ( 'theta', '#theta' )
1681             IF ( .NOT. bulk_cloud_model ) THEN
1682                dopr_index(i) = 4
1683                dopr_unit(i)  = 'K'
1684                hom(:,2,4,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1685                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1686                   dopr_initial_index(i) = 7
1687                   hom(:,2,7,:)          = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1688                   hom(nzb,2,7,:)        = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
1689                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1690                ENDIF
1691             ELSE
1692                dopr_index(i) = 43
1693                dopr_unit(i)  = 'K'
1694                hom(:,2,43,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1695                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1696                   dopr_initial_index(i) = 28
1697                   hom(:,2,28,:)         = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1698                   hom(nzb,2,28,:)       = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
1699                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1700                ENDIF
1701             ENDIF
1702
1703          CASE ( 'e', '#e' )
1704             dopr_index(i)  = 8
1705             dopr_unit(i)   = 'm2/s2'
1706             hom(:,2,8,:)   = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1707             hom(nzb,2,8,:) = 0.0_wp
1708             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1709                dopr_initial_index(i) = 8
1710                hom(:,2,8,:)          = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1711                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1712             ENDIF
1713
1714          CASE ( 'km', '#km' )
1715             dopr_index(i)  = 9
1716             dopr_unit(i)   = 'm2/s'
1717             hom(:,2,9,:)   = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1718             hom(nzb,2,9,:) = 0.0_wp
1719             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1720                dopr_initial_index(i) = 23
1721                hom(:,2,23,:)         = hom(:,2,9,:)
1722                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1723             ENDIF
1724
1725          CASE ( 'kh', '#kh' )
1726             dopr_index(i)   = 10
1727             dopr_unit(i)    = 'm2/s'
1728             hom(:,2,10,:)   = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1729             hom(nzb,2,10,:) = 0.0_wp
1730             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1731                dopr_initial_index(i) = 24
1732                hom(:,2,24,:)         = hom(:,2,10,:)
1733                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1734             ENDIF
1735
1736          CASE ( 'l', '#l' )
1737             dopr_index(i)   = 11
1738             dopr_unit(i)    = 'm'
1739             hom(:,2,11,:)   = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1740             hom(nzb,2,11,:) = 0.0_wp
1741             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1742                dopr_initial_index(i) = 25
1743                hom(:,2,25,:)         = hom(:,2,11,:)
1744                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1745             ENDIF
1746
1747          CASE ( 'w"u"' )
1748             dopr_index(i) = 12
1749             dopr_unit(i)  = TRIM ( momentumflux_output_unit )
1750             hom(:,2,12,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1751             IF ( constant_flux_layer )  hom(nzb,2,12,:) = zu(1)
1752
1753          CASE ( 'w*u*' )
1754             dopr_index(i) = 13
1755             dopr_unit(i)  = TRIM ( momentumflux_output_unit )
1756             hom(:,2,13,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1757
1758          CASE ( 'w"v"' )
1759             dopr_index(i) = 14
1760             dopr_unit(i)  = TRIM ( momentumflux_output_unit )
1761             hom(:,2,14,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1762             IF ( constant_flux_layer )  hom(nzb,2,14,:) = zu(1)
1763
1764          CASE ( 'w*v*' )
1765             dopr_index(i) = 15
1766             dopr_unit(i)  = TRIM ( momentumflux_output_unit )
1767             hom(:,2,15,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1768
1769          CASE ( 'w"theta"' )
1770             dopr_index(i) = 16
1771             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
1772             hom(:,2,16,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1773
1774          CASE ( 'w*theta*' )
1775             dopr_index(i) = 17
1776             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
1777             hom(:,2,17,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1778
1779          CASE ( 'wtheta' )
1780             dopr_index(i) = 18
1781             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
1782             hom(:,2,18,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1783
1784          CASE ( 'wu' )
1785             dopr_index(i) = 19
1786             dopr_unit(i)  = TRIM ( momentumflux_output_unit )
1787             hom(:,2,19,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1788             IF ( constant_flux_layer )  hom(nzb,2,19,:) = zu(1)
1789
1790          CASE ( 'wv' )
1791             dopr_index(i) = 20
1792             dopr_unit(i)  = TRIM ( momentumflux_output_unit )
1793             hom(:,2,20,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1794             IF ( constant_flux_layer )  hom(nzb,2,20,:) = zu(1)
1795
1796          CASE ( 'w*theta*BC' )
1797             dopr_index(i) = 21
1798             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
1799             hom(:,2,21,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1800
1801          CASE ( 'wthetaBC' )
1802             dopr_index(i) = 22
1803             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
1804             hom(:,2,22,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1805
1806          CASE ( 'u*2' )
1807             dopr_index(i) = 30
1808             dopr_unit(i)  = 'm2/s2'
1809             hom(:,2,30,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1810
1811          CASE ( 'v*2' )
1812             dopr_index(i) = 31
1813             dopr_unit(i)  = 'm2/s2'
1814             hom(:,2,31,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1815
1816          CASE ( 'w*2' )
1817             dopr_index(i) = 32
1818             dopr_unit(i)  = 'm2/s2'
1819             hom(:,2,32,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1820
1821          CASE ( 'theta*2' )
1822             dopr_index(i) = 33
1823             dopr_unit(i)  = 'K2'
1824             hom(:,2,33,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1825
1826          CASE ( 'e*' )
1827             dopr_index(i) = 34
1828             dopr_unit(i)  = 'm2/s2'
1829             hom(:,2,34,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1830
1831          CASE ( 'w*2theta*' )
1832             dopr_index(i) = 35
1833             dopr_unit(i)  = 'K m2/s2'
1834             hom(:,2,35,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1835
1836          CASE ( 'w*theta*2' )
1837             dopr_index(i) = 36
1838             dopr_unit(i)  = 'K2 m/s'
1839             hom(:,2,36,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1840
1841          CASE ( 'w*e*' )
1842             dopr_index(i) = 37
1843             dopr_unit(i)  = 'm3/s3'
1844             hom(:,2,37,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1845
1846          CASE ( 'w*3' )
1847             dopr_index(i) = 38
1848             dopr_unit(i)  = 'm3/s3'
1849             hom(:,2,38,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1850
1851          CASE ( 'Sw' )
1852             dopr_index(i) = 39
1853             dopr_unit(i)  = 'none'
1854             hom(:,2,39,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1855
1856          CASE ( 'p' )
1857             dopr_index(i) = 40
1858             dopr_unit(i)  = 'Pa'
1859             hom(:,2,40,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1860
1861          CASE ( 'q', '#q' )
1862             IF ( .NOT. humidity )  THEN
1863                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
1864                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
1865                                 'lemented for humidity = .FALSE.'
1866                CALL message( 'check_parameters', 'PA0092', 1, 2, 0, 6, 0 )
1867             ELSE
1868                dopr_index(i) = 41
1869                dopr_unit(i)  = 'kg/kg'
1870                hom(:,2,41,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1871                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1872                   dopr_initial_index(i) = 26
1873                   hom(:,2,26,:)         = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1874                   hom(nzb,2,26,:)       = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
1875                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1876                ENDIF
1877             ENDIF
1878
1879          CASE ( 's', '#s' )
1880             IF ( .NOT. passive_scalar )  THEN
1881                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
1882                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
1883                                 'lemented for passive_scalar = .FALSE.'
1884                CALL message( 'check_parameters', 'PA0093', 1, 2, 0, 6, 0 )
1885             ELSE
1886                dopr_index(i) = 115
1887                dopr_unit(i)  = 'kg/m3'
1888                hom(:,2,115,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1889                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1890                   dopr_initial_index(i) = 121
1891                   hom(:,2,121,:)        = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1892                   hom(nzb,2,121,:)      = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
1893                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1894                ENDIF
1895             ENDIF
1896
1897          CASE ( 'qv', '#qv' )
1898             IF ( .NOT. bulk_cloud_model ) THEN
1899                dopr_index(i) = 41
1900                dopr_unit(i)  = 'kg/kg'
1901                hom(:,2,41,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1902                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1903                   dopr_initial_index(i) = 26
1904                   hom(:,2,26,:)         = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1905                   hom(nzb,2,26,:)       = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
1906                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1907                ENDIF
1908             ELSE
1909                dopr_index(i) = 42
1910                dopr_unit(i)  = 'kg/kg'
1911                hom(:,2,42,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1912                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1913                   dopr_initial_index(i) = 27
1914                   hom(:,2,27,:)         = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1915                   hom(nzb,2,27,:)       = 0.0_wp   ! because zu(nzb) is negative
1916                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1917                ENDIF
1918             ENDIF
1919
1920          CASE ( 'thetal', '#thetal' )
1921             IF ( .NOT. bulk_cloud_model ) THEN
1922                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
1923                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
1924                                 'lemented for bulk_cloud_model = .FALSE.'
1925                CALL message( 'check_parameters', 'PA0094', 1, 2, 0, 6, 0 )
1926             ELSE
1927                dopr_index(i) = 4
1928                dopr_unit(i)  = 'K'
1929                hom(:,2,4,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1930                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1931                   dopr_initial_index(i) = 7
1932                   hom(:,2,7,:)          = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1933                   hom(nzb,2,7,:)        = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
1934                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1935                ENDIF
1936             ENDIF
1937
1938          CASE ( 'thetav', '#thetav' )
1939             dopr_index(i) = 44
1940             dopr_unit(i)  = 'K'
1941             hom(:,2,44,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1942             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1943                dopr_initial_index(i) = 29
1944                hom(:,2,29,:)         = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1945                hom(nzb,2,29,:)       = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
1946                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1947             ENDIF
1948
1949          CASE ( 'w"thetav"' )
1950             dopr_index(i) = 45
1951             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
1952             hom(:,2,45,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1953
1954          CASE ( 'w*thetav*' )
1955             dopr_index(i) = 46
1956             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
1957             hom(:,2,46,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1958
1959          CASE ( 'wthetav' )
1960             dopr_index(i) = 47
1961             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
1962             hom(:,2,47,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1963
1964          CASE ( 'w"q"' )
1965             IF (  .NOT.  humidity )  THEN
1966                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
1967                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
1968                                 'lemented for humidity = .FALSE.'
1969                CALL message( 'check_parameters', 'PA0092', 1, 2, 0, 6, 0 )
1970             ELSE
1971                dopr_index(i) = 48
1972                dopr_unit(i)  = TRIM ( waterflux_output_unit )
1973                hom(:,2,48,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1974             ENDIF
1975
1976          CASE ( 'w*q*' )
1977             IF (  .NOT.  humidity )  THEN
1978                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
1979                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
1980                                 'lemented for humidity = .FALSE.'
1981                CALL message( 'check_parameters', 'PA0092', 1, 2, 0, 6, 0 )
1982             ELSE
1983                dopr_index(i) = 49
1984                dopr_unit(i)  = TRIM ( waterflux_output_unit )
1985                hom(:,2,49,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1986             ENDIF
1987
1988          CASE ( 'wq' )
1989             IF (  .NOT.  humidity )  THEN
1990                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
1991                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
1992                                 'lemented for humidity = .FALSE.'
1993                CALL message( 'check_parameters', 'PA0092', 1, 2, 0, 6, 0 )
1994             ELSE
1995                dopr_index(i) = 50
1996                dopr_unit(i)  = TRIM ( waterflux_output_unit )
1997                hom(:,2,50,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1998             ENDIF
1999
2000          CASE ( 'w"s"' )
2001             IF (  .NOT.  passive_scalar )  THEN
2002                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2003                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2004                                 'lemented for passive_scalar = .FALSE.'
2005                CALL message( 'check_parameters', 'PA0093', 1, 2, 0, 6, 0 )
2006             ELSE
2007                dopr_index(i) = 117
2008                dopr_unit(i)  = 'kg/m3 m/s'
2009                hom(:,2,117,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2010             ENDIF
2011
2012          CASE ( 'w*s*' )
2013             IF (  .NOT.  passive_scalar )  THEN
2014                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2015                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2016                                 'lemented for passive_scalar = .FALSE.'
2017                CALL message( 'check_parameters', 'PA0093', 1, 2, 0, 6, 0 )
2018             ELSE
2019                dopr_index(i) = 114
2020                dopr_unit(i)  = 'kg/m3 m/s'
2021                hom(:,2,114,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2022             ENDIF
2023
2024          CASE ( 'ws' )
2025             IF (  .NOT.  passive_scalar )  THEN
2026                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2027                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2028                                 'lemented for passive_scalar = .FALSE.'
2029                CALL message( 'check_parameters', 'PA0093', 1, 2, 0, 6, 0 )
2030             ELSE
2031                dopr_index(i) = 118
2032                dopr_unit(i)  = 'kg/m3 m/s'
2033                hom(:,2,118,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2034             ENDIF
2035
2036          CASE ( 'w"qv"' )
2037             IF ( humidity  .AND.  .NOT.  bulk_cloud_model )  THEN
2038                dopr_index(i) = 48
2039                dopr_unit(i)  = TRIM ( waterflux_output_unit )
2040                hom(:,2,48,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2041             ELSEIF ( humidity  .AND.  bulk_cloud_model )  THEN
2042                dopr_index(i) = 51
2043                dopr_unit(i)  = TRIM ( waterflux_output_unit )
2044                hom(:,2,51,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2045             ELSE
2046                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2047                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2048                                 'lemented for bulk_cloud_model = .FALSE. ' // &
2049                                 'and humidity = .FALSE.'
2050                CALL message( 'check_parameters', 'PA0095', 1, 2, 0, 6, 0 )
2051             ENDIF
2052
2053          CASE ( 'w*qv*' )
2054             IF ( humidity  .AND.  .NOT. bulk_cloud_model )  THEN
2055                dopr_index(i) = 49
2056                dopr_unit(i)  = TRIM ( waterflux_output_unit )
2057                hom(:,2,49,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2058             ELSEIF( humidity .AND. bulk_cloud_model ) THEN
2059                dopr_index(i) = 52
2060                dopr_unit(i)  = TRIM ( waterflux_output_unit )
2061                hom(:,2,52,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2062             ELSE
2063                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2064                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2065                                 'lemented for bulk_cloud_model = .FALSE. ' // &
2066                                 'and humidity = .FALSE.'
2067                CALL message( 'check_parameters', 'PA0095', 1, 2, 0, 6, 0 )
2068             ENDIF
2069
2070          CASE ( 'wqv' )
2071             IF ( humidity  .AND.  .NOT.  bulk_cloud_model )  THEN
2072                dopr_index(i) = 50
2073                dopr_unit(i)  = TRIM ( waterflux_output_unit )
2074                hom(:,2,50,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2075             ELSEIF ( humidity  .AND.  bulk_cloud_model )  THEN
2076                dopr_index(i) = 53
2077                dopr_unit(i)  = TRIM ( waterflux_output_unit )
2078                hom(:,2,53,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2079             ELSE
2080                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2081                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2082                                 'lemented for bulk_cloud_model = .FALSE. ' // &
2083                                 'and humidity = .FALSE.'
2084                CALL message( 'check_parameters', 'PA0095', 1, 2, 0, 6, 0 )
2085             ENDIF
2086
2087          CASE ( 'ql' )
2088             IF (  .NOT.  bulk_cloud_model  .AND.  .NOT.  cloud_droplets )  THEN
2089                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2090                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2091                                 'lemented for bulk_cloud_model = .FALSE. ' // &
2092                                 'and cloud_droplets = .FALSE.'
2093                CALL message( 'check_parameters', 'PA0096', 1, 2, 0, 6, 0 )
2094             ELSE
2095                dopr_index(i) = 54
2096                dopr_unit(i)  = 'kg/kg'
2097                hom(:,2,54,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2098             ENDIF
2099
2100          CASE ( 'w*u*u*:dz' )
2101             dopr_index(i) = 55
2102             dopr_unit(i)  = 'm2/s3'
2103             hom(:,2,55,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2104
2105          CASE ( 'w*p*:dz' )
2106             dopr_index(i) = 56
2107             dopr_unit(i)  = 'm2/s3'
2108             hom(:,2,56,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2109
2110          CASE ( 'w"e:dz' )
2111             dopr_index(i) = 57
2112             dopr_unit(i)  = 'm2/s3'
2113             hom(:,2,57,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2114
2115          CASE ( 'u"theta"' )
2116             dopr_index(i) = 58
2117             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
2118             hom(:,2,58,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2119
2120          CASE ( 'u*theta*' )
2121             dopr_index(i) = 59
2122             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
2123             hom(:,2,59,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2124
2125          CASE ( 'utheta_t' )
2126             dopr_index(i) = 60
2127             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
2128             hom(:,2,60,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2129
2130          CASE ( 'v"theta"' )
2131             dopr_index(i) = 61
2132             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
2133             hom(:,2,61,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2134
2135          CASE ( 'v*theta*' )
2136             dopr_index(i) = 62
2137             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
2138             hom(:,2,62,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2139
2140          CASE ( 'vtheta_t' )
2141             dopr_index(i) = 63
2142             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
2143             hom(:,2,63,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2144
2145          CASE ( 'w*p*' )
2146             dopr_index(i) = 68
2147             dopr_unit(i)  = 'm3/s3'
2148             hom(:,2,68,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2149
2150          CASE ( 'w"e' )
2151             dopr_index(i) = 69
2152             dopr_unit(i)  = 'm3/s3'
2153             hom(:,2,69,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2154
2155          CASE ( 'q*2' )
2156             IF (  .NOT.  humidity )  THEN
2157                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2158                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2159                                 'lemented for humidity = .FALSE.'
2160                CALL message( 'check_parameters', 'PA0092', 1, 2, 0, 6, 0 )
2161             ELSE
2162                dopr_index(i) = 70
2163                dopr_unit(i)  = 'kg2/kg2'
2164                hom(:,2,70,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2165             ENDIF
2166
2167          CASE ( 'hyp' )
2168             dopr_index(i) = 72
2169             dopr_unit(i)  = 'hPa'
2170             hom(:,2,72,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2171
2172          CASE ( 'rho' )
2173             dopr_index(i)  = 119
2174             dopr_unit(i)   = 'kg/m3'
2175             hom(:,2,119,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2176
2177          CASE ( 'rho_zw' )
2178             dopr_index(i)  = 120
2179             dopr_unit(i)   = 'kg/m3'
2180             hom(:,2,120,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2181
2182          CASE ( 'ug' )
2183             dopr_index(i) = 78
2184             dopr_unit(i)  = 'm/s'
2185             hom(:,2,78,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2186
2187          CASE ( 'vg' )
2188             dopr_index(i) = 79
2189             dopr_unit(i)  = 'm/s'
2190             hom(:,2,79,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2191
2192          CASE ( 'w_subs' )
2193             IF (  .NOT.  large_scale_subsidence )  THEN
2194                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2195                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2196                                 'lemented for large_scale_subsidence = .FALSE.'
2197                CALL message( 'check_parameters', 'PA0382', 1, 2, 0, 6, 0 )
2198             ELSE
2199                dopr_index(i) = 80
2200                dopr_unit(i)  = 'm/s'
2201                hom(:,2,80,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2202             ENDIF
2203
2204          CASE ( 's*2' )
2205             IF (  .NOT.  passive_scalar )  THEN
2206                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2207                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2208                                 'lemented for passive_scalar = .FALSE.'
2209                CALL message( 'check_parameters', 'PA0185', 1, 2, 0, 6, 0 )
2210             ELSE
2211                dopr_index(i) = 116
2212                dopr_unit(i)  = 'kg2/m6'
2213                hom(:,2,116,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2214             ENDIF
2215
2216          CASE DEFAULT
2217             unit = 'illegal'
2218!
2219!--          Check for other modules
2220             CALL module_interface_check_data_output_pr( data_output_pr(i), i, &
2221                                                         unit, dopr_unit(i) )
2222
2223!
2224!--          No valid quantity found
2225             IF ( unit == 'illegal' )  THEN
2226                IF ( data_output_pr_user(1) /= ' ' )  THEN
2227                   message_string = 'illegal value for data_output_pr or ' //  &
2228                                    'data_output_pr_user = "' //               &
2229                                    TRIM( data_output_pr(i) ) // '"'
2230                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0097', 1, 2, 0, 6, 0 )
2231                ELSE
2232                   message_string = 'illegal value for data_output_pr = "' //  &
2233                                    TRIM( data_output_pr(i) ) // '"'
2234                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0098', 1, 2, 0, 6, 0 )
2235                ENDIF
2236             ENDIF
2237
2238       END SELECT
2239
2240    ENDDO
2241
2242
2243!
2244!-- Append user-defined data output variables to the standard data output
2245    IF ( data_output_user(1) /= ' ' )  THEN
2246       i = 1
2247       DO  WHILE ( data_output(i) /= ' '  .AND.  i <= 500 )
2248          i = i + 1
2249       ENDDO
2250       j = 1
2251       DO  WHILE ( data_output_user(j) /= ' '  .AND.  j <= 500 )
2252          IF ( i > 500 )  THEN
2253             message_string = 'number of output quantitities given by data' // &
2254                '_output and data_output_user exceeds the limit of 500'
2255             CALL message( 'check_parameters', 'PA0102', 1, 2, 0, 6, 0 )
2256          ENDIF
2257          data_output(i) = data_output_user(j)
2258          i = i + 1
2259          j = j + 1
2260       ENDDO
2261    ENDIF
2262
2263!
2264!-- Check and set steering parameters for 2d/3d data output and averaging
2265    i   = 1
2266    DO  WHILE ( data_output(i) /= ' '  .AND.  i <= 500 )
2267!
2268!--    Check for data averaging
2269       ilen = LEN_TRIM( data_output(i) )
2270       j = 0                                                 ! no data averaging
2271       IF ( ilen > 3 )  THEN
2272          IF ( data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_av' )  THEN
2273             j = 1                                           ! data averaging
2274             data_output(i) = data_output(i)(1:ilen-3)
2275          ENDIF
2276       ENDIF
2277!
2278!--    Check for cross section or volume data
2279       ilen = LEN_TRIM( data_output(i) )
2280       k = 0                                                   ! 3d data
2281       var = data_output(i)(1:ilen)
2282       IF ( ilen > 3 )  THEN
2283          IF ( data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_xy'  .OR.                      &
2284               data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_xz'  .OR.                      &
2285               data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_yz' )  THEN
2286             k = 1                                             ! 2d data
2287             var = data_output(i)(1:ilen-3)
2288          ENDIF
2289       ENDIF
2290
2291!
2292!--    Check for allowed value and set units
2293       SELECT CASE ( TRIM( var ) )
2294
2295          CASE ( 'e' )
2296             IF ( constant_diffusion )  THEN
2297                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2298                                 'res constant_diffusion = .FALSE.'
2299                CALL message( 'check_parameters', 'PA0103', 1, 2, 0, 6, 0 )
2300             ENDIF
2301             unit = 'm2/s2'
2302
2303          CASE ( 'thetal' )
2304             IF (  .NOT.  bulk_cloud_model )  THEN
2305                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2306                         'res bulk_cloud_model = .TRUE.'
2307                CALL message( 'check_parameters', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
2308             ENDIF
2309             unit = 'K'
2310
2311          CASE ( 'pc', 'pr' )
2312             IF (  .NOT.  particle_advection )  THEN
2313                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requir' // &
2314                   'es a "particle_parameters"-NAMELIST in the parameter ' //  &
2315                   'file (PARIN)'
2316                CALL message( 'check_parameters', 'PA0104', 1, 2, 0, 6, 0 )
2317             ENDIF
2318             IF ( TRIM( var ) == 'pc' )  unit = 'number'
2319             IF ( TRIM( var ) == 'pr' )  unit = 'm'
2320
2321          CASE ( 'q', 'thetav' )
2322             IF (  .NOT.  humidity )  THEN
2323                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2324                                 'res humidity = .TRUE.'
2325                CALL message( 'check_parameters', 'PA0105', 1, 2, 0, 6, 0 )
2326             ENDIF
2327             IF ( TRIM( var ) == 'q'   )  unit = 'kg/kg'
2328             IF ( TRIM( var ) == 'thetav' )  unit = 'K'
2329
2330          CASE ( 'ql' )
2331             IF ( .NOT.  ( bulk_cloud_model  .OR.  cloud_droplets ) )  THEN
2332                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2333                      'res bulk_cloud_model = .TRUE. or cloud_droplets = .TRUE.'
2334                CALL message( 'check_parameters', 'PA0106', 1, 2, 0, 6, 0 )
2335             ENDIF
2336             unit = 'kg/kg'
2337
2338          CASE ( 'ql_c', 'ql_v', 'ql_vp' )
2339             IF (  .NOT.  cloud_droplets )  THEN
2340                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2341                                 'res cloud_droplets = .TRUE.'
2342                CALL message( 'check_parameters', 'PA0107', 1, 2, 0, 6, 0 )
2343             ENDIF
2344             IF ( TRIM( var ) == 'ql_c'  )  unit = 'kg/kg'
2345             IF ( TRIM( var ) == 'ql_v'  )  unit = 'm3'
2346             IF ( TRIM( var ) == 'ql_vp' )  unit = 'none'
2347
2348          CASE ( 'qv' )
2349             IF (  .NOT.  bulk_cloud_model )  THEN
2350                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2351                                 'res bulk_cloud_model = .TRUE.'
2352                CALL message( 'check_parameters', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
2353             ENDIF
2354             unit = 'kg/kg'
2355
2356          CASE ( 's' )
2357             IF (  .NOT.  passive_scalar )  THEN
2358                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2359                                 'res passive_scalar = .TRUE.'
2360                CALL message( 'check_parameters', 'PA0110', 1, 2, 0, 6, 0 )
2361             ENDIF
2362             unit = 'kg/m3'
2363
2364          CASE ( 'p', 'theta', 'u', 'v', 'w' )
2365             IF ( TRIM( var ) == 'p'  )  unit = 'Pa'
2366             IF ( TRIM( var ) == 'theta' )  unit = 'K'
2367             IF ( TRIM( var ) == 'u'  )  unit = 'm/s'
2368             IF ( TRIM( var ) == 'v'  )  unit = 'm/s'
2369             IF ( TRIM( var ) == 'w'  )  unit = 'm/s'
2370             CONTINUE
2371
2372          CASE ( 'ghf*', 'lwp*', 'ol*', 'qsws*', 'r_a*',                       &
2373                 'shf*', 'ssws*', 't*', 'theta_2m*', 'tsurf*', 'us*',          &
2374                 'z0*', 'z0h*', 'z0q*' )
2375             IF ( k == 0  .OR.  data_output(i)(ilen-2:ilen) /= '_xy' )  THEN
2376                message_string = 'illegal value for data_output: "' //         &
2377                                 TRIM( var ) // '" & only 2d-horizontal ' //   &
2378                                 'cross sections are allowed for this value'
2379                CALL message( 'check_parameters', 'PA0111', 1, 2, 0, 6, 0 )
2380             ENDIF
2381
2382             IF ( TRIM( var ) == 'lwp*'  .AND.  .NOT. bulk_cloud_model )  THEN
2383                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2384                                 'res bulk_cloud_model = .TRUE.'
2385                CALL message( 'check_parameters', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
2386             ENDIF
2387             IF ( TRIM( var ) == 'qsws*'  .AND.  .NOT.  humidity )  THEN
2388                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2389                                 'res humidity = .TRUE.'
2390                CALL message( 'check_parameters', 'PA0322', 1, 2, 0, 6, 0 )
2391             ENDIF
2392
2393             IF ( TRIM( var ) == 'ghf*'  .AND.  .NOT.  land_surface )  THEN
2394                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2395                                 'res land_surface = .TRUE.'
2396                CALL message( 'check_parameters', 'PA0404', 1, 2, 0, 6, 0 )
2397             ENDIF
2398
2399             IF ( ( TRIM( var ) == 'r_a*' .OR.  TRIM( var ) == 'ghf*' )        &
2400                 .AND.  .NOT.  land_surface  .AND.  .NOT.  urban_surface )     &         
2401             THEN
2402                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2403                                 'res land_surface = .TRUE. or ' //            &
2404                                 'urban_surface = .TRUE.'
2405                CALL message( 'check_parameters', 'PA0404', 1, 2, 0, 6, 0 )
2406             ENDIF
2407             
2408             IF ( TRIM( var ) == 'ssws*'  .AND.  .NOT.  passive_scalar )  THEN
2409                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2410                                 'res passive_scalar = .TRUE.'
2411                CALL message( 'check_parameters', 'PA0361', 1, 2, 0, 6, 0 )
2412             ENDIF
2413!
2414!--          Activate calculation of 2m temperature if output is requested
2415             IF ( TRIM( var ) == 'theta_2m*' )  THEN
2416                do_output_at_2m = .TRUE.
2417                unit = 'K'
2418             ENDIF
2419
2420             IF ( TRIM( var ) == 'ghf*'   )  unit = 'W/m2'
2421             IF ( TRIM( var ) == 'lwp*'   )  unit = 'kg/m2'
2422             IF ( TRIM( var ) == 'ol*'    )  unit = 'm'
2423             IF ( TRIM( var ) == 'qsws*'  )  unit = 'kgm/kgs'
2424             IF ( TRIM( var ) == 'r_a*'   )  unit = 's/m'
2425             IF ( TRIM( var ) == 'shf*'   )  unit = 'K*m/s'
2426             IF ( TRIM( var ) == 'ssws*'  )  unit = 'kg/m2*s'
2427             IF ( TRIM( var ) == 't*'     )  unit = 'K'
2428             IF ( TRIM( var ) == 'tsurf*' )  unit = 'K'
2429             IF ( TRIM( var ) == 'us*'    )  unit = 'm/s'
2430             IF ( TRIM( var ) == 'z0*'    )  unit = 'm'
2431             IF ( TRIM( var ) == 'z0h*'   )  unit = 'm'
2432!
2433!--          Output of surface latent and sensible heat flux will be in W/m2
2434!--          in case of natural- and urban-type surfaces, even if
2435!--          flux_output_mode is set to kinematic units.
2436             IF ( land_surface  .OR.  urban_surface )  THEN
2437                IF ( TRIM( var ) == 'shf*'   )  unit = 'W/m2'
2438                IF ( TRIM( var ) == 'qsws*'  )  unit = 'W/m2'
2439             ENDIF
2440
2441          CASE DEFAULT
2442!
2443!--          Check for other modules
2444             CALL module_interface_check_data_output( var, unit, i, j, ilen, k )
2445
2446             IF ( unit == 'illegal' )  THEN
2447                IF ( data_output_user(1) /= ' ' )  THEN
2448                   message_string = 'illegal value for data_output or ' //     &
2449                         'data_output_user = "' // TRIM( data_output(i) ) // '"'
2450                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0114', 1, 2, 0, 6, 0 )
2451                ELSE
2452                   message_string = 'illegal value for data_output = "' //     &
2453                                    TRIM( data_output(i) ) // '"'
2454                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0115', 1, 2, 0, 6, 0 )
2455                ENDIF
2456             ENDIF
2457
2458       END SELECT
2459!
2460!--    Set the internal steering parameters appropriately
2461       IF ( k == 0 )  THEN
2462          do3d_no(j)              = do3d_no(j) + 1
2463          do3d(j,do3d_no(j))      = data_output(i)
2464          do3d_unit(j,do3d_no(j)) = unit
2465       ELSE
2466          do2d_no(j)              = do2d_no(j) + 1
2467          do2d(j,do2d_no(j))      = data_output(i)
2468          do2d_unit(j,do2d_no(j)) = unit
2469          IF ( data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_xy' )  THEN
2470             data_output_xy(j) = .TRUE.
2471          ENDIF
2472          IF ( data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_xz' )  THEN
2473             data_output_xz(j) = .TRUE.
2474          ENDIF
2475          IF ( data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_yz' )  THEN
2476             data_output_yz(j) = .TRUE.
2477          ENDIF
2478       ENDIF
2479
2480       IF ( j == 1 )  THEN
2481!
2482!--       Check, if variable is already subject to averaging
2483          found = .FALSE.
2484          DO  k = 1, doav_n
2485             IF ( TRIM( doav(k) ) == TRIM( var ) )  found = .TRUE.
2486          ENDDO
2487
2488          IF ( .NOT. found )  THEN
2489             doav_n = doav_n + 1
2490             doav(doav_n) = var
2491          ENDIF
2492       ENDIF
2493
2494       i = i + 1
2495    ENDDO
2496
2497!
2498!-- Averaged 2d or 3d output requires that an averaging interval has been set
2499    IF ( doav_n > 0  .AND.  averaging_interval == 0.0_wp )  THEN
2500       WRITE( message_string, * )  'output of averaged quantity "',            &
2501                                   TRIM( doav(1) ), '_av" requires to set a ', &
2502                                   'non-zero averaging interval'
2503       CALL message( 'check_parameters', 'PA0323', 1, 2, 0, 6, 0 )
2504    ENDIF
2505
2506!
2507!-- Check sectional planes and store them in one shared array
2508    IF ( ANY( section_xy > nz + 1 ) )  THEN
2509       WRITE( message_string, * )  'section_xy must be <= nz + 1 = ', nz + 1
2510       CALL message( 'check_parameters', 'PA0319', 1, 2, 0, 6, 0 )
2511    ENDIF
2512    IF ( ANY( section_xz > ny + 1 ) )  THEN
2513       WRITE( message_string, * )  'section_xz must be <= ny + 1 = ', ny + 1
2514       CALL message( 'check_parameters', 'PA0320', 1, 2, 0, 6, 0 )
2515    ENDIF
2516    IF ( ANY( section_yz > nx + 1 ) )  THEN
2517       WRITE( message_string, * )  'section_yz must be <= nx + 1 = ', nx + 1
2518       CALL message( 'check_parameters', 'PA0321', 1, 2, 0, 6, 0 )
2519    ENDIF
2520    section(:,1) = section_xy
2521    section(:,2) = section_xz
2522    section(:,3) = section_yz
2523
2524!
2525!-- Upper plot limit for 3D arrays
2526    IF ( nz_do3d == -9999 )  nz_do3d = nzt + 1
2527
2528!
2529!-- Set output format string (used in header)
2530    SELECT CASE ( netcdf_data_format )
2531       CASE ( 1 )
2532          netcdf_data_format_string = 'netCDF classic'
2533       CASE ( 2 )
2534          netcdf_data_format_string = 'netCDF 64bit offset'
2535       CASE ( 3 )
2536          netcdf_data_format_string = 'netCDF4/HDF5'
2537       CASE ( 4 )
2538          netcdf_data_format_string = 'netCDF4/HDF5 classic'
2539       CASE ( 5 )
2540          netcdf_data_format_string = 'parallel netCDF4/HDF5'
2541       CASE ( 6 )
2542          netcdf_data_format_string = 'parallel netCDF4/HDF5 classic'
2543
2544    END SELECT
2545
2546!
2547!-- Check mask conditions
2548    DO mid = 1, max_masks
2549       IF ( data_output_masks(mid,1) /= ' '  .OR.                              &
2550            data_output_masks_user(mid,1) /= ' ' ) THEN
2551          masks = masks + 1
2552       ENDIF
2553    ENDDO
2554
2555    IF ( masks < 0  .OR.  masks > max_masks )  THEN
2556       WRITE( message_string, * )  'illegal value: masks must be >= 0 and ',   &
2557            '<= ', max_masks, ' (=max_masks)'
2558       CALL message( 'check_parameters', 'PA0325', 1, 2, 0, 6, 0 )
2559    ENDIF
2560    IF ( masks > 0 )  THEN
2561       mask_scale(1) = mask_scale_x
2562       mask_scale(2) = mask_scale_y
2563       mask_scale(3) = mask_scale_z
2564       IF ( ANY( mask_scale <= 0.0_wp ) )  THEN
2565          WRITE( message_string, * )                                           &
2566               'illegal value: mask_scale_x, mask_scale_y and mask_scale_z',   &
2567               'must be > 0.0'
2568          CALL message( 'check_parameters', 'PA0326', 1, 2, 0, 6, 0 )
2569       ENDIF
2570!
2571!--    Generate masks for masked data output
2572!--    Parallel netcdf output is not tested so far for masked data, hence
2573!--    netcdf_data_format is switched back to non-parallel output.
2574       netcdf_data_format_save = netcdf_data_format
2575       IF ( netcdf_data_format > 4 )  THEN
2576          IF ( netcdf_data_format == 5 ) netcdf_data_format = 3
2577          IF ( netcdf_data_format == 6 ) netcdf_data_format = 4
2578          message_string = 'netCDF file formats '//                            &
2579                           '5 (parallel netCDF 4) and ' //                     &
2580                           '6 (parallel netCDF 4 Classic model) '//            &
2581                           '& are currently not supported (not yet tested) ' //&
2582                           'for masked data. &Using respective non-parallel' //&
2583                           ' output for masked data.'
2584          CALL message( 'check_parameters', 'PA0383', 0, 0, 0, 6, 0 )
2585       ENDIF
2586       CALL init_masks
2587       netcdf_data_format = netcdf_data_format_save
2588    ENDIF
2589
2590!
2591!-- Check the NetCDF data format
2592    IF ( netcdf_data_format > 2 )  THEN
2593#if defined( __netcdf4 )
2594       CONTINUE
2595#else
2596       message_string = 'netCDF: netCDF4 format requested but no ' //          &
2597                        'cpp-directive __netcdf4 given & switch '  //          &
2598                        'back to 64-bit offset format'
2599       CALL message( 'check_parameters', 'PA0171', 0, 1, 0, 6, 0 )
2600       netcdf_data_format = 2
2601#endif
2602    ENDIF
2603    IF ( netcdf_data_format > 4 )  THEN
2604#if defined( __netcdf4 ) && defined( __netcdf4_parallel )
2605       CONTINUE
2606#else
2607       message_string = 'netCDF: netCDF4 parallel output requested but no ' // &
2608                        'cpp-directive __netcdf4_parallel given & switch '   //&
2609                        'back to netCDF4 non-parallel output'
2610       CALL message( 'check_parameters', 'PA0099', 0, 1, 0, 6, 0 )
2611       netcdf_data_format = netcdf_data_format - 2
2612#endif
2613    ENDIF
2614
2615!
2616!-- Calculate fixed number of output time levels for parallel netcdf output.
2617!-- The time dimension has to be defined as limited for parallel output,
2618!-- because otherwise the I/O performance drops significantly.
2619    IF ( netcdf_data_format > 4 )  THEN
2620
2621!
2622!--    Check if any of the follwoing data output interval is 0.0s, which is
2623!--    not allowed for parallel output.
2624       CALL check_dt_do( dt_do3d,           'dt_do3d'           )
2625       CALL check_dt_do( dt_do2d_xy,        'dt_do2d_xy'        )
2626       CALL check_dt_do( dt_do2d_xz,        'dt_do2d_xz'        )
2627       CALL check_dt_do( dt_do2d_yz,        'dt_do2d_yz'        )
2628       CALL check_dt_do( dt_data_output_av, 'dt_data_output_av' )
2629
2630!--    Set needed time levels (ntdim) to
2631!--    saved time levels + to be saved time levels.
2632       ntdim_3d(0) = do3d_time_count(0) + CEILING(                                    &
2633                     ( end_time - MAX(                                                &
2634                         MERGE(skip_time_do3d, skip_time_do3d + spinup_time,          &
2635                               data_output_during_spinup ),                           &
2636                         simulated_time_at_begin )                                    &
2637                     ) / dt_do3d )
2638       IF ( do3d_at_begin ) ntdim_3d(0) = ntdim_3d(0) + 1
2639
2640       ntdim_3d(1) = do3d_time_count(1) + CEILING(                                    &
2641                     ( end_time - MAX(                                                &
2642                         MERGE(   skip_time_data_output_av, skip_time_data_output_av  &
2643                                + spinup_time, data_output_during_spinup ),           &
2644                         simulated_time_at_begin )                                    &
2645                     ) / dt_data_output_av )
2646
2647       ntdim_2d_xy(0) = do2d_xy_time_count(0) + CEILING(                              &
2648                        ( end_time - MAX(                                             &
2649                           MERGE(skip_time_do2d_xy, skip_time_do2d_xy + spinup_time,  &
2650                                 data_output_during_spinup ),                         &
2651                           simulated_time_at_begin )                                  &
2652                        ) / dt_do2d_xy )
2653
2654       ntdim_2d_xz(0) = do2d_xz_time_count(0) + CEILING(                              &
2655                        ( end_time - MAX(                                             &
2656                         MERGE(skip_time_do2d_xz, skip_time_do2d_xz + spinup_time,    &
2657                               data_output_during_spinup ),                           &
2658                         simulated_time_at_begin )                                    &
2659                        ) / dt_do2d_xz )
2660
2661       ntdim_2d_yz(0) = do2d_yz_time_count(0) + CEILING(                              &
2662                        ( end_time - MAX(                                             &
2663                         MERGE(skip_time_do2d_yz, skip_time_do2d_yz + spinup_time,    &
2664                               data_output_during_spinup ),                           &
2665                         simulated_time_at_begin )                                    &
2666                        ) / dt_do2d_yz )
2667
2668       IF ( do2d_at_begin )  THEN
2669          ntdim_2d_xy(0) = ntdim_2d_xy(0) + 1
2670          ntdim_2d_xz(0) = ntdim_2d_xz(0) + 1
2671          ntdim_2d_yz(0) = ntdim_2d_yz(0) + 1
2672       ENDIF
2673!
2674!--    Please note, for averaged 2D data skip_time_data_output_av is the relavant
2675!--    output control parameter.
2676       ntdim_2d_xy(1) = do2d_xy_time_count(1) + CEILING(                              &
2677                     ( end_time - MAX( MERGE( skip_time_data_output_av,               &
2678                                              skip_time_data_output_av + spinup_time, &
2679                                              data_output_during_spinup ),            &
2680                                       simulated_time_at_begin )                      &
2681                     ) / dt_data_output_av )
2682
2683       ntdim_2d_xz(1) = do2d_xz_time_count(1) + CEILING(                              &
2684                     ( end_time - MAX( MERGE( skip_time_data_output_av,               &
2685                                              skip_time_data_output_av + spinup_time, &
2686                                              data_output_during_spinup ),            &
2687                                       simulated_time_at_begin )                      &
2688                     ) / dt_data_output_av )
2689
2690       ntdim_2d_yz(1) = do2d_yz_time_count(1) + CEILING(                              &
2691                     ( end_time - MAX( MERGE( skip_time_data_output_av,               &
2692                                              skip_time_data_output_av + spinup_time, &
2693                                              data_output_during_spinup ),            &
2694                                       simulated_time_at_begin )                      &
2695                     ) / dt_data_output_av )
2696
2697    ENDIF
2698
2699!
2700!-- Check, whether a constant diffusion coefficient shall be used
2701    IF ( km_constant /= -1.0_wp )  THEN
2702       IF ( km_constant < 0.0_wp )  THEN
2703          WRITE( message_string, * )  'km_constant = ', km_constant, ' < 0.0'
2704          CALL message( 'check_parameters', 'PA0121', 1, 2, 0, 6, 0 )
2705       ELSE
2706          IF ( prandtl_number < 0.0_wp )  THEN
2707             WRITE( message_string, * )  'prandtl_number = ', prandtl_number,  &
2708                                         ' < 0.0'
2709             CALL message( 'check_parameters', 'PA0122', 1, 2, 0, 6, 0 )
2710          ENDIF
2711          constant_diffusion = .TRUE.
2712
2713          IF ( constant_flux_layer )  THEN
2714             message_string = 'constant_flux_layer is not allowed with fixed ' &
2715                              // 'value of km'
2716             CALL message( 'check_parameters', 'PA0123', 1, 2, 0, 6, 0 )
2717          ENDIF
2718       ENDIF
2719    ENDIF
2720
2721!
2722!-- In case of non-cyclic lateral boundaries and a damping layer for the
2723!-- potential temperature, check the width of the damping layer
2724    IF ( bc_lr /= 'cyclic' ) THEN
2725       IF ( pt_damping_width < 0.0_wp  .OR.                                    &
2726            pt_damping_width > REAL( (nx+1) * dx ) )  THEN
2727          message_string = 'pt_damping_width out of range'
2728          CALL message( 'check_parameters', 'PA0124', 1, 2, 0, 6, 0 )
2729       ENDIF
2730    ENDIF
2731
2732    IF ( bc_ns /= 'cyclic' )  THEN
2733       IF ( pt_damping_width < 0.0_wp  .OR.                                    &
2734            pt_damping_width > REAL( (ny+1) * dy ) )  THEN
2735          message_string = 'pt_damping_width out of range'
2736          CALL message( 'check_parameters', 'PA0124', 1, 2, 0, 6, 0 )
2737       ENDIF
2738    ENDIF
2739
2740!
2741!-- Check value range for zeta = z/L
2742    IF ( zeta_min >= zeta_max )  THEN
2743       WRITE( message_string, * )  'zeta_min = ', zeta_min, ' must be less ',  &
2744                                   'than zeta_max = ', zeta_max
2745       CALL message( 'check_parameters', 'PA0125', 1, 2, 0, 6, 0 )
2746    ENDIF
2747
2748!
2749!-- Check random generator
2750    IF ( (random_generator /= 'system-specific'      .AND.                     &
2751          random_generator /= 'random-parallel'   )  .AND.                     &
2752          random_generator /= 'numerical-recipes' )  THEN
2753       message_string = 'unknown random generator: random_generator = "' //    &
2754                        TRIM( random_generator ) // '"'
2755       CALL message( 'check_parameters', 'PA0135', 1, 2, 0, 6, 0 )
2756    ENDIF
2757
2758!
2759!-- Determine upper and lower hight level indices for random perturbations
2760    IF ( disturbance_level_b == -9999999.9_wp )  THEN
2761       IF ( ocean_mode )  THEN
2762          disturbance_level_b     = zu((nzt*2)/3)
2763          disturbance_level_ind_b = ( nzt * 2 ) / 3
2764       ELSE
2765          disturbance_level_b     = zu(nzb+3)
2766          disturbance_level_ind_b = nzb + 3
2767       ENDIF
2768    ELSEIF ( disturbance_level_b < zu(3) )  THEN
2769       WRITE( message_string, * )  'disturbance_level_b = ',                   &
2770                           disturbance_level_b, ' must be >= ', zu(3), '(zu(3))'
2771       CALL message( 'check_parameters', 'PA0126', 1, 2, 0, 6, 0 )
2772    ELSEIF ( disturbance_level_b > zu(nzt-2) )  THEN
2773       WRITE( message_string, * )  'disturbance_level_b = ',                   &
2774                   disturbance_level_b, ' must be <= ', zu(nzt-2), '(zu(nzt-2))'
2775       CALL message( 'check_parameters', 'PA0127', 1, 2, 0, 6, 0 )
2776    ELSE
2777       DO  k = 3, nzt-2
2778          IF ( disturbance_level_b <= zu(k) )  THEN
2779             disturbance_level_ind_b = k
2780             EXIT
2781          ENDIF
2782       ENDDO
2783    ENDIF
2784
2785    IF ( disturbance_level_t == -9999999.9_wp )  THEN
2786       IF ( ocean_mode )  THEN
2787          disturbance_level_t     = zu(nzt-3)
2788          disturbance_level_ind_t = nzt - 3
2789       ELSE
2790          disturbance_level_t     = zu(nzt/3)
2791          disturbance_level_ind_t = nzt / 3
2792       ENDIF
2793    ELSEIF ( disturbance_level_t > zu(nzt-2) )  THEN
2794       WRITE( message_string, * )  'disturbance_level_t = ',                   &
2795                   disturbance_level_t, ' must be <= ', zu(nzt-2), '(zu(nzt-2))'
2796       CALL message( 'check_parameters', 'PA0128', 1, 2, 0, 6, 0 )
2797    ELSEIF ( disturbance_level_t < disturbance_level_b )  THEN
2798       WRITE( message_string, * )  'disturbance_level_t = ',                   &
2799                   disturbance_level_t, ' must be >= disturbance_level_b = ',  &
2800                   disturbance_level_b
2801       CALL message( 'check_parameters', 'PA0129', 1, 2, 0, 6, 0 )
2802    ELSE
2803       DO  k = 3, nzt-2
2804          IF ( disturbance_level_t <= zu(k) )  THEN
2805             disturbance_level_ind_t = k
2806             EXIT
2807          ENDIF
2808       ENDDO
2809    ENDIF
2810
2811!
2812!-- Check again whether the levels determined this way are ok.
2813!-- Error may occur at automatic determination and too few grid points in
2814!-- z-direction.
2815    IF ( disturbance_level_ind_t < disturbance_level_ind_b )  THEN
2816       WRITE( message_string, * )  'disturbance_level_ind_t = ',               &
2817                disturbance_level_ind_t, ' must be >= ',                       &
2818                'disturbance_level_ind_b = ', disturbance_level_ind_b
2819       CALL message( 'check_parameters', 'PA0130', 1, 2, 0, 6, 0 )
2820    ENDIF
2821
2822!
2823!-- Determine the horizontal index range for random perturbations.
2824!-- In case of non-cyclic horizontal boundaries, no perturbations are imposed
2825!-- near the inflow and the perturbation area is further limited to ...(1)
2826!-- after the initial phase of the flow.
2827
2828    IF ( bc_lr /= 'cyclic' )  THEN
2829       IF ( inflow_disturbance_begin == -1 )  THEN
2830          inflow_disturbance_begin = MIN( 10, nx/2 )
2831       ENDIF
2832       IF ( inflow_disturbance_begin < 0  .OR.  inflow_disturbance_begin > nx )&
2833       THEN
2834          message_string = 'inflow_disturbance_begin out of range'
2835          CALL message( 'check_parameters', 'PA0131', 1, 2, 0, 6, 0 )
2836       ENDIF
2837       IF ( inflow_disturbance_end == -1 )  THEN
2838          inflow_disturbance_end = MIN( 100, 3*nx/4 )
2839       ENDIF
2840       IF ( inflow_disturbance_end < 0  .OR.  inflow_disturbance_end > nx )    &
2841       THEN
2842          message_string = 'inflow_disturbance_end out of range'
2843          CALL message( 'check_parameters', 'PA0132', 1, 2, 0, 6, 0 )
2844       ENDIF
2845    ELSEIF ( bc_ns /= 'cyclic' )  THEN
2846       IF ( inflow_disturbance_begin == -1 )  THEN
2847          inflow_disturbance_begin = MIN( 10, ny/2 )
2848       ENDIF
2849       IF ( inflow_disturbance_begin < 0  .OR.  inflow_disturbance_begin > ny )&
2850       THEN
2851          message_string = 'inflow_disturbance_begin out of range'
2852          CALL message( 'check_parameters', 'PA0131', 1, 2, 0, 6, 0 )
2853       ENDIF
2854       IF ( inflow_disturbance_end == -1 )  THEN
2855          inflow_disturbance_end = MIN( 100, 3*ny/4 )
2856       ENDIF
2857       IF ( inflow_disturbance_end < 0  .OR.  inflow_disturbance_end > ny )    &
2858       THEN
2859          message_string = 'inflow_disturbance_end out of range'
2860          CALL message( 'check_parameters', 'PA0132', 1, 2, 0, 6, 0 )
2861       ENDIF
2862    ENDIF
2863
2864    IF ( random_generator == 'random-parallel' )  THEN
2865       dist_nxl = nxl;  dist_nxr = nxr
2866       dist_nys = nys;  dist_nyn = nyn
2867       IF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
2868          dist_nxr    = MIN( nx - inflow_disturbance_begin, nxr )
2869          dist_nxl(1) = MAX( nx - inflow_disturbance_end, nxl )
2870       ELSEIF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
2871          dist_nxl    = MAX( inflow_disturbance_begin, nxl )
2872          dist_nxr(1) = MIN( inflow_disturbance_end, nxr )
2873       ELSEIF ( bc_lr == 'nested'  .OR.  bc_lr == 'nesting_offline' )  THEN
2874          dist_nxl    = MAX( inflow_disturbance_begin, nxl )
2875          dist_nxr    = MIN( nx - inflow_disturbance_begin, nxr )
2876       ENDIF
2877       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
2878          dist_nyn    = MIN( ny - inflow_disturbance_begin, nyn )
2879          dist_nys(1) = MAX( ny - inflow_disturbance_end, nys )
2880       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
2881          dist_nys    = MAX( inflow_disturbance_begin, nys )
2882          dist_nyn(1) = MIN( inflow_disturbance_end, nyn )
2883       ELSEIF ( bc_ns == 'nested'  .OR.  bc_ns == 'nesting_offline' )  THEN
2884          dist_nys    = MAX( inflow_disturbance_begin, nys )
2885          dist_nyn    = MIN( ny - inflow_disturbance_begin, nyn )
2886       ENDIF
2887    ELSE
2888       dist_nxl = 0;  dist_nxr = nx
2889       dist_nys = 0;  dist_nyn = ny
2890       IF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
2891          dist_nxr    = nx - inflow_disturbance_begin
2892          dist_nxl(1) = nx - inflow_disturbance_end
2893       ELSEIF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
2894          dist_nxl    = inflow_disturbance_begin
2895          dist_nxr(1) = inflow_disturbance_end
2896       ELSEIF ( bc_lr == 'nested'  .OR.  bc_lr == 'nesting_offline' )  THEN
2897          dist_nxr    = nx - inflow_disturbance_begin
2898          dist_nxl    = inflow_disturbance_begin
2899       ENDIF
2900       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
2901          dist_nyn    = ny - inflow_disturbance_begin
2902          dist_nys(1) = ny - inflow_disturbance_end
2903       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
2904          dist_nys    = inflow_disturbance_begin
2905          dist_nyn(1) = inflow_disturbance_end
2906       ELSEIF ( bc_ns == 'nested'  .OR.  bc_ns == 'nesting_offline' )  THEN
2907          dist_nyn    = ny - inflow_disturbance_begin
2908          dist_nys    = inflow_disturbance_begin
2909       ENDIF
2910    ENDIF
2911
2912!
2913!-- A turbulent inflow requires Dirichlet conditions at the respective inflow
2914!-- boundary (so far, a turbulent inflow is realized from the left side only)
2915    IF ( turbulent_inflow  .AND.  bc_lr /= 'dirichlet/radiation' )  THEN
2916       message_string = 'turbulent_inflow = .T. requires a Dirichlet ' //      &
2917                        'condition at the inflow boundary'
2918       CALL message( 'check_parameters', 'PA0133', 1, 2, 0, 6, 0 )
2919    ENDIF
2920
2921!
2922!-- Turbulent inflow requires that 3d arrays have been cyclically filled with
2923!-- data from prerun in the first main run
2924    IF ( turbulent_inflow  .AND.  initializing_actions /= 'cyclic_fill'  .AND. &
2925         initializing_actions /= 'read_restart_data' )  THEN
2926       message_string = 'turbulent_inflow = .T. requires ' //                  &
2927                        'initializing_actions = ''cyclic_fill'' or ' //        &
2928                        'initializing_actions = ''read_restart_data'' '
2929       CALL message( 'check_parameters', 'PA0055', 1, 2, 0, 6, 0 )
2930    ENDIF
2931
2932!
2933!-- In case of turbulent inflow
2934    IF ( turbulent_inflow )  THEN
2935
2936!
2937!--    Calculate the index of the recycling plane
2938       IF ( recycling_width <= dx  .OR.  recycling_width >= nx * dx )  THEN
2939          WRITE( message_string, * )  'illegal value for recycling_width: ',   &
2940                                      recycling_width
2941          CALL message( 'check_parameters', 'PA0134', 1, 2, 0, 6, 0 )
2942       ENDIF
2943!
2944!--    Calculate the index
2945       recycling_plane = recycling_width / dx
2946!
2947!--    Because the y-shift is done with a distance of INT( npey / 2 ) no shift
2948!--    is possible if there is only one PE in y direction.
2949       IF ( recycling_yshift .AND. pdims(2) < 2 )  THEN
2950          WRITE( message_string, * )  'recycling_yshift = .T. requires more',  &
2951                                      ' than one processor in y direction'
2952          CALL message( 'check_parameters', 'PA0421', 1, 2, 0, 6, 0 )
2953       ENDIF
2954
2955!
2956!--   Check for correct input of recycling method for thermodynamic quantities
2957       IF ( TRIM( recycling_method_for_thermodynamic_quantities ) /= 'turbulent_fluctuation' .AND. &
2958            TRIM( recycling_method_for_thermodynamic_quantities ) /= 'absolute_value' )  THEN
2959          WRITE( message_string, * )  'unknown recycling method for thermodynamic quantities: ',   &
2960               TRIM( recycling_method_for_thermodynamic_quantities )
2961          CALL message( 'check_parameters', 'PA0184', 1, 2, 0, 6, 0 )
2962       ENDIF
2963
2964    ENDIF
2965
2966
2967    IF ( turbulent_outflow )  THEN
2968!
2969!--    Turbulent outflow requires Dirichlet conditions at the respective inflow
2970!--    boundary (so far, a turbulent outflow is realized at the right side only)
2971       IF ( bc_lr /= 'dirichlet/radiation' )  THEN
2972          message_string = 'turbulent_outflow = .T. requires ' //              &
2973                           'bc_lr = "dirichlet/radiation"'
2974          CALL message( 'check_parameters', 'PA0038', 1, 2, 0, 6, 0 )
2975       ENDIF
2976!
2977!--    The ouflow-source plane must lay inside the model domain
2978       IF ( outflow_source_plane < dx  .OR.  &
2979            outflow_source_plane > nx * dx )  THEN
2980          WRITE( message_string, * )  'illegal value for outflow_source'//     &
2981                                      '_plane: ', outflow_source_plane
2982          CALL message( 'check_parameters', 'PA0145', 1, 2, 0, 6, 0 )
2983       ENDIF
2984    ENDIF
2985
2986!
2987!-- Determine damping level index for 1D model
2988    IF ( INDEX( initializing_actions, 'set_1d-model_profiles' ) /= 0 )  THEN
2989       IF ( damp_level_1d == -1.0_wp )  THEN
2990          damp_level_1d     = zu(nzt+1)
2991          damp_level_ind_1d = nzt + 1
2992       ELSEIF ( damp_level_1d < 0.0_wp  .OR.  damp_level_1d > zu(nzt+1) )  THEN
2993          WRITE( message_string, * )  'damp_level_1d = ', damp_level_1d,       &
2994                 ' must be >= 0.0 and <= ', zu(nzt+1), '(zu(nzt+1))'
2995          CALL message( 'check_parameters', 'PA0136', 1, 2, 0, 6, 0 )
2996       ELSE
2997          DO  k = 1, nzt+1
2998             IF ( damp_level_1d <= zu(k) )  THEN
2999                damp_level_ind_1d = k
3000                EXIT
3001             ENDIF
3002          ENDDO
3003       ENDIF
3004    ENDIF
3005
3006!
3007!-- Check some other 1d-model parameters
3008    IF ( TRIM( mixing_length_1d ) /= 'as_in_3d_model'  .AND.                   &
3009         TRIM( mixing_length_1d ) /= 'blackadar' )  THEN
3010       message_string = 'mixing_length_1d = "' // TRIM( mixing_length_1d ) //  &
3011                        '" is unknown'
3012       CALL message( 'check_parameters', 'PA0137', 1, 2, 0, 6, 0 )
3013    ENDIF
3014    IF ( TRIM( dissipation_1d ) /= 'as_in_3d_model'  .AND.                     &
3015         TRIM( dissipation_1d ) /= 'detering'  .AND.                           &
3016         TRIM( dissipation_1d ) /= 'prognostic' )  THEN
3017       message_string = 'dissipation_1d = "' // TRIM( dissipation_1d ) //      &
3018                        '" is unknown'
3019       CALL message( 'check_parameters', 'PA0138', 1, 2, 0, 6, 0 )
3020    ENDIF
3021    IF ( TRIM( mixing_length_1d ) /= 'as_in_3d_model'  .AND.                   &
3022         TRIM( dissipation_1d ) == 'as_in_3d_model' )  THEN
3023       message_string = 'dissipation_1d = "' // TRIM( dissipation_1d ) //      &
3024                        '" requires mixing_length_1d = "as_in_3d_model"'
3025       CALL message( 'check_parameters', 'PA0485', 1, 2, 0, 6, 0 )
3026    ENDIF
3027
3028!
3029!-- Set time for the next user defined restart (time_restart is the
3030!-- internal parameter for steering restart events)
3031    IF ( restart_time /= 9999999.9_wp )  THEN
3032       IF ( restart_time > time_since_reference_point )  THEN
3033          time_restart = restart_time
3034       ENDIF
3035    ELSE
3036!
3037!--    In case of a restart run, set internal parameter to default (no restart)
3038!--    if the NAMELIST-parameter restart_time is omitted
3039       time_restart = 9999999.9_wp
3040    ENDIF
3041
3042!
3043!-- Check pressure gradient conditions
3044    IF ( dp_external  .AND.  conserve_volume_flow )  THEN
3045       WRITE( message_string, * )  'Both dp_external and conserve_volume_flo', &
3046            'w are .TRUE. but one of them must be .FALSE.'
3047       CALL message( 'check_parameters', 'PA0150', 1, 2, 0, 6, 0 )
3048    ENDIF
3049    IF ( dp_external )  THEN
3050       IF ( dp_level_b < zu(nzb)  .OR.  dp_level_b > zu(nzt) )  THEN
3051          WRITE( message_string, * )  'dp_level_b = ', dp_level_b, ' is out ', &
3052               ' of range [zu(nzb), zu(nzt)]'
3053          CALL message( 'check_parameters', 'PA0151', 1, 2, 0, 6, 0 )
3054       ENDIF
3055       IF ( .NOT. ANY( dpdxy /= 0.0_wp ) )  THEN
3056          WRITE( message_string, * )  'dp_external is .TRUE. but dpdxy is ze', &
3057               'ro, i.e. the external pressure gradient will not be applied'
3058          CALL message( 'check_parameters', 'PA0152', 0, 1, 0, 6, 0 )
3059       ENDIF
3060    ENDIF
3061    IF ( ANY( dpdxy /= 0.0_wp )  .AND.  .NOT.  dp_external )  THEN
3062       WRITE( message_string, * )  'dpdxy is nonzero but dp_external is ',     &
3063            '.FALSE., i.e. the external pressure gradient & will not be applied'
3064       CALL message( 'check_parameters', 'PA0153', 0, 1, 0, 6, 0 )
3065    ENDIF
3066    IF ( conserve_volume_flow )  THEN
3067       IF ( TRIM( conserve_volume_flow_mode ) == 'default' )  THEN
3068
3069          conserve_volume_flow_mode = 'initial_profiles'
3070
3071       ELSEIF ( TRIM( conserve_volume_flow_mode ) /= 'initial_profiles' .AND.  &
3072            TRIM( conserve_volume_flow_mode ) /= 'bulk_velocity' )  THEN
3073          WRITE( message_string, * )  'unknown conserve_volume_flow_mode: ',   &
3074               conserve_volume_flow_mode
3075          CALL message( 'check_parameters', 'PA0154', 1, 2, 0, 6, 0 )
3076       ENDIF
3077       IF ( (bc_lr /= 'cyclic'  .OR.  bc_ns /= 'cyclic')  .AND.                &
3078          TRIM( conserve_volume_flow_mode ) == 'bulk_velocity' )  THEN
3079          WRITE( message_string, * )  'non-cyclic boundary conditions ',       &
3080               'require  conserve_volume_flow_mode = ''initial_profiles'''
3081          CALL message( 'check_parameters', 'PA0155', 1, 2, 0, 6, 0 )
3082       ENDIF
3083    ENDIF
3084    IF ( ( u_bulk /= 0.0_wp  .OR.  v_bulk /= 0.0_wp )  .AND.                   &
3085         ( .NOT. conserve_volume_flow  .OR.                                    &
3086         TRIM( conserve_volume_flow_mode ) /= 'bulk_velocity' ) )  THEN
3087       WRITE( message_string, * )  'nonzero bulk velocity requires ',          &
3088            'conserve_volume_flow = .T. and ',                                 &
3089            'conserve_volume_flow_mode = ''bulk_velocity'''
3090       CALL message( 'check_parameters', 'PA0157', 1, 2, 0, 6, 0 )
3091    ENDIF
3092   
3093!
3094!-- Prevent empty time records in volume, cross-section and masked data in case
3095!-- of non-parallel netcdf-output in restart runs
3096    IF ( netcdf_data_format < 5 )  THEN
3097       IF ( TRIM( initializing_actions ) == 'read_restart_data' )  THEN
3098          do3d_time_count    = 0
3099          do2d_xy_time_count = 0
3100          do2d_xz_time_count = 0
3101          do2d_yz_time_count = 0
3102          domask_time_count  = 0
3103       ENDIF
3104    ENDIF
3105
3106
3107!
3108!-- Check roughness length, which has to be smaller than dz/2
3109    IF ( ( constant_flux_layer .OR.  &
3110           INDEX( initializing_actions, 'set_1d-model_profiles' ) /= 0 )       &
3111         .AND. roughness_length >= 0.5 * dz(1) )  THEN
3112       message_string = 'roughness_length must be smaller than dz/2'
3113       CALL message( 'check_parameters', 'PA0424', 1, 2, 0, 6, 0 )
3114    ENDIF
3115
3116!
3117!-- Vertical nesting: check fine and coarse grid compatibility for data exchange
3118    IF ( vnested )  CALL vnest_check_parameters
3119
3120!
3121!-- Check if topography is read from file in case of complex terrain simulations
3122    IF ( complex_terrain  .AND.  TRIM( topography ) /= 'read_from_file' )  THEN
3123       message_string = 'complex_terrain requires topography' //               &
3124                        ' = ''read_from_file'''
3125       CALL message( 'check_parameters', 'PA0295', 1, 2, 0, 6, 0 )
3126    ENDIF
3127
3128!
3129!-- Check if vertical grid stretching is switched off in case of complex
3130!-- terrain simulations
3131    IF ( complex_terrain  .AND.                                                &
3132         ANY( dz_stretch_level_start /= -9999999.9_wp ) )  THEN
3133       message_string = 'Vertical grid stretching is not allowed for ' //      &
3134                        'complex_terrain = .T.'
3135       CALL message( 'check_parameters', 'PA0473', 1, 2, 0, 6, 0 )
3136    ENDIF
3137
3138    CALL location_message( 'checking parameters', 'finished' )
3139
3140 CONTAINS
3141
3142!------------------------------------------------------------------------------!
3143! Description:
3144! ------------
3145!> Check the length of data output intervals. In case of parallel NetCDF output
3146!> the time levels of the output files need to be fixed. Therefore setting the
3147!> output interval to 0.0s (usually used to output each timestep) is not
3148!> possible as long as a non-fixed timestep is used.
3149!------------------------------------------------------------------------------!
3150
3151    SUBROUTINE check_dt_do( dt_do, dt_do_name )
3152
3153       IMPLICIT NONE
3154
3155       CHARACTER (LEN=*), INTENT (IN) :: dt_do_name !< parin variable name
3156
3157       REAL(wp), INTENT (INOUT)       :: dt_do      !< data output interval
3158
3159       IF ( dt_do == 0.0_wp )  THEN
3160          IF ( dt_fixed )  THEN
3161             WRITE( message_string, '(A,F9.4,A)' )  'Output at every '  //     &
3162                    'timestep is wanted (' // dt_do_name // ' = 0.0).&'//      &
3163                    'The output interval is set to the fixed timestep dt '//   &
3164                    '= ', dt, 's.'
3165             CALL message( 'check_parameters', 'PA0060', 0, 0, 0, 6, 0 )
3166             dt_do = dt
3167          ELSE
3168             message_string = dt_do_name // ' = 0.0 while using a ' //         &
3169                              'variable timestep and parallel netCDF4 ' //     &
3170                              'is not allowed.'
3171             CALL message( 'check_parameters', 'PA0081', 1, 2, 0, 6, 0 )
3172          ENDIF
3173       ENDIF
3174
3175    END SUBROUTINE check_dt_do
3176
3177
3178
3179!------------------------------------------------------------------------------!
3180! Description:
3181! ------------
3182!> Set the bottom and top boundary conditions for humidity and scalars.
3183!------------------------------------------------------------------------------!
3184
3185    SUBROUTINE set_bc_scalars( sq, bc_b, bc_t, ibc_b, ibc_t, err_nr_b, err_nr_t )
3186
3187
3188       IMPLICIT NONE
3189
3190       CHARACTER (LEN=1)   ::  sq         !< name of scalar quantity
3191       CHARACTER (LEN=*)   ::  bc_b       !< bottom boundary condition
3192       CHARACTER (LEN=*)   ::  bc_t       !< top boundary condition
3193       CHARACTER (LEN=*)   ::  err_nr_b   !< error number if bottom bc is unknown
3194       CHARACTER (LEN=*)   ::  err_nr_t   !< error number if top bc is unknown
3195
3196       INTEGER(iwp)        ::  ibc_b      !< index for bottom boundary condition
3197       INTEGER(iwp)        ::  ibc_t      !< index for top boundary condition
3198
3199!
3200!--    Set Integer flags and check for possilbe errorneous settings for bottom
3201!--    boundary condition
3202       IF ( bc_b == 'dirichlet' )  THEN
3203          ibc_b = 0
3204       ELSEIF ( bc_b == 'neumann' )  THEN
3205          ibc_b = 1
3206       ELSE
3207          message_string = 'unknown boundary condition: bc_' // TRIM( sq ) //  &
3208                           '_b ="' // TRIM( bc_b ) // '"'
3209          CALL message( 'check_parameters', err_nr_b, 1, 2, 0, 6, 0 )
3210       ENDIF
3211!
3212!--    Set Integer flags and check for possilbe errorneous settings for top
3213!--    boundary condition
3214       IF ( bc_t == 'dirichlet' )  THEN
3215          ibc_t = 0
3216       ELSEIF ( bc_t == 'neumann' )  THEN
3217          ibc_t = 1
3218       ELSEIF ( bc_t == 'initial_gradient' )  THEN
3219          ibc_t = 2
3220       ELSEIF ( bc_t == 'nested'  .OR.  bc_t == 'nesting_offline' )  THEN
3221          ibc_t = 3
3222       ELSE
3223          message_string = 'unknown boundary condition: bc_' // TRIM( sq ) //  &
3224                           '_t ="' // TRIM( bc_t ) // '"'
3225          CALL message( 'check_parameters', err_nr_t, 1, 2, 0, 6, 0 )
3226       ENDIF
3227
3228
3229    END SUBROUTINE set_bc_scalars
3230
3231
3232
3233!------------------------------------------------------------------------------!
3234! Description:
3235! ------------
3236!> Check for consistent settings of bottom boundary conditions for humidity
3237!> and scalars.
3238!------------------------------------------------------------------------------!
3239
3240    SUBROUTINE check_bc_scalars( sq, bc_b, ibc_b,                      &
3241                                 err_nr_1, err_nr_2,                   &
3242                                 constant_flux, surface_initial_change )
3243
3244
3245       IMPLICIT NONE
3246
3247       CHARACTER (LEN=1)   ::  sq                       !< name of scalar quantity
3248       CHARACTER (LEN=*)   ::  bc_b                     !< bottom boundary condition
3249       CHARACTER (LEN=*)   ::  err_nr_1                 !< error number of first error
3250       CHARACTER (LEN=*)   ::  err_nr_2                 !< error number of second error
3251
3252       INTEGER(iwp)        ::  ibc_b                    !< index of bottom boundary condition
3253
3254       LOGICAL             ::  constant_flux            !< flag for constant-flux layer
3255
3256       REAL(wp)            ::  surface_initial_change   !< value of initial change at the surface
3257
3258!
3259!--    A given surface value implies Dirichlet boundary condition for
3260!--    the respective quantity. In this case specification of a constant flux is
3261!--    forbidden. However, an exception is made for large-scale forcing as well
3262!--    as land-surface model.
3263       IF ( .NOT. land_surface  .AND.  .NOT. large_scale_forcing )  THEN
3264          IF ( ibc_b == 0  .AND.  constant_flux )  THEN
3265             message_string = 'boundary condition: bc_' // TRIM( sq ) //       &
3266                              '_b ' // '= "' // TRIM( bc_b ) //                &
3267                              '" is not allowed with prescribed surface flux'
3268             CALL message( 'check_parameters', err_nr_1, 1, 2, 0, 6, 0 )
3269          ENDIF
3270       ENDIF
3271       IF ( constant_flux  .AND.  surface_initial_change /= 0.0_wp )  THEN
3272          WRITE( message_string, * )  'a prescribed surface flux is not allo', &
3273                 'wed with ', sq, '_surface_initial_change (/=0) = ',          &
3274                 surface_initial_change
3275          CALL message( 'check_parameters', err_nr_2, 1, 2, 0, 6, 0 )
3276       ENDIF
3277
3278
3279    END SUBROUTINE check_bc_scalars
3280
3281
3282
3283 END SUBROUTINE check_parameters
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.