source: palm/trunk/SOURCE/chem_modules.f90 @ 3636

Last change on this file since 3636 was 3636, checked in by raasch, 3 years ago

nopointer option removed

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 11.7 KB
Line 
1!> @file chem_modules.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 2018-2018 Leibniz Universitaet Hannover
18! Copyright 2018-2018 Karlsruhe Institute of Technology
19! Copyright 2018-2018 Freie Universitaet Berlin
20!------------------------------------------------------------------------------!
21!
22! Current revisions:
23! -----------------
24!
25!
26! Former revisions:
27! -----------------
28! $Id: chem_modules.f90 3636 2018-12-19 13:48:34Z raasch $
29! nopointer option removed
30!
31! 3611 2018-12-07 14:14:11Z banzhafs
32! Minor formatting
33!
34! 3458 2018-10-30 14:51:23Z kanani
35! from chemistry branch r3443:
36! ??
37!
38! 3298 2018-10-02 12:21:11Z kanani
39! - Minor formatting
40! - Introduced Variables for Chemistry emissions Module (Russo)
41! - Variables and parameters added for 2d and profile output (basit)
42! - Converted scalar  emission factors  to 1-D array of 99 elements each (basit)
43! - Removed "__chem" directive (basit)
44!
45! 3282 2018-09-27 10:49:12Z basit
46! Initial revision
47!
48! Authors:
49! --------
50! @author Farah Kanani-Suehring
51! @author Basit Khan
52! @author Sabine Banzhaf
53! @author Emmanuele Russo
54!
55!------------------------------------------------------------------------------!
56! Description:
57! ------------
58!> Definition of global PALM-4U chemistry variables
59!------------------------------------------------------------------------------!
60!
61 MODULE chem_modules
62
63    USE chem_gasphase_mod,                                                     &   
64        ONLY: nspec, nvar, spc_names
65
66    USE control_parameters,                                                    &
67        ONLY: varnamelength
68
69    USE kinds
70
71    USE statistics,                                                            &
72        ONLY: pr_palm
73
74
75    IMPLICIT NONE
76
77    PUBLIC nspec
78    PUBLIC nvar
79    PUBLIC spc_names
80
81    INTEGER(iwp), DIMENSION(99) :: cs_pr_index            = 0
82    INTEGER(iwp) ::  ibc_cs_b                                                      !< integer flag for bc_cs_b
83    INTEGER(iwp) ::  ibc_cs_t                                                      !< integer flag for bc_cs_t
84    INTEGER(iwp) ::  cs_pr_count                           = 0 
85    INTEGER(iwp) ::  max_pr_cs                             = 0
86    INTEGER(iwp) ::  cs_vertical_gradient_level_ind(99,10) = -9999                 !< grid index values of cs_vertical_gradient_level_ind(s)
87
88    LOGICAL      ::  constant_top_csflux(99)               = .TRUE.                !< chem spcs at the top  orig .TRUE.
89    LOGICAL      ::  constant_csflux(99)                   = .TRUE.                !< chem spcs at namelist parameter   orig TRUE
90    LOGICAL      ::  call_chem_at_all_substeps             = .FALSE.               !< namelist parameter
91    LOGICAL      ::  chem_debug0                           = .FALSE.               !< namelist parameter flag for minimum print output
92    LOGICAL      ::  chem_debug1                           = .FALSE.               !< namelist parameter flag for print output
93    LOGICAL      ::  chem_debug2                           = .FALSE.               !< namelist parameter flag for further print output
94    LOGICAL      ::  chem_gasphase_on                      = .TRUE.                !< namelist parameter
95    LOGICAL      ::  emission_output_required              = .TRUE.                !< Logical Variable for requiring Emission Outputs
96    LOGICAL      ::  do_emis                               = .FALSE.               !< Flag for turning on chemistry emissions
97    LOGICAL      ::  cs_pr_namelist_found                  = .FALSE.               !< Namelist parameter: Names of t
98    LOGICAL      ::  do_depo                               = .FALSE.               !< namelist parameter for activation of deposition calculation
99
100
101!
102!-- Namelist parameters for creating initial chemistry profiles
103    REAL(wp) ::  wall_csflux (99,0:5)               = 0.0_wp                        !< namelist parameter
104    REAL(wp) ::  cs_vertical_gradient (99,10)       = 0.0_wp                        !< namelist parameter
105    REAL(wp) ::  cs_vertical_gradient_level (99,10) = -999999.9_wp                  !< namelist parameter
106    REAL(wp) ::  top_csflux ( 99 )                  = 0.0_wp                        !< namelist parameter
107    REAL(wp) ::  cs_surface_initial_change(99)      = 0.0_wp                        !< namelist parameter
108    REAL(wp) ::  surface_csflux(99 )                = 0.0_wp                        !< namelist parameter: fluxes where 'surface_csflux_name' is in the namelist
109
110    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE               ::  bc_cs_t_val
111    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE               ::  css                       !< scaling parameter for chem spcs
112    REAL(wp), DIMENSION(99)                           ::  cs_surface = 0.0_wp       !< Namelist parameter: Surface conc of chem spcs'
113    REAL(wp), DIMENSION(99,100)                       ::  cs_heights = 9999999.9_wp !< Namelist parameter: Height lvls(m) for cs_profiles
114    REAL(wp), DIMENSION(99,100)                       ::  cs_profile = 9999999.9_wp !< Namelist parameter: Chem conc for each spcs defined
115
116!
117!-- Use pointers cs, cs_p and tcs_m to point arrays cs_1, cs_2, and cs_3
118    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  cs_1                      !< pointer for swapping of timelevels for respective quantity
119    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  cs_2                      !< pointer for swapping of timelevels for respective quantity
120    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  cs_3                      !< pointer for swapping of timelevels for respective quantity
121    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER               ::  cs                        !< pointer: sgs chem spcs)
122    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER               ::  cs_p                      !< pointer: prognostic value of sgs chem spcs
123    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER               ::  tcs_m                     !< pointer:
124 
125    CHARACTER (LEN=20)                ::  bc_cs_b             = 'dirichlet'         !< namelist parameter
126    CHARACTER (LEN=20)                ::  bc_cs_t             = 'initial_gradient'  !< namelist parameter
127    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(99) ::  cs_name             = 'novalue'           !< Namelist parameter: chem spcs names
128    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(99) ::  cs_profile_name     = 'novalue'           !< Namelist parameter: Names of the chem for profiles
129    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(99) ::  surface_csflux_name = 'novalue'           !< Namelist parameter: chem species surface fluxes names
130                                                                                    !< active chem spcs, default is 'novalue')  ????
131    CHARACTER (LEN=80)                ::  mode_emis           ='PARAMETERIZED'      !< Mode of chemistry emissions: DEFAULT .OR. EXPERT .OR.
132                                                                                    !< PARAMETERIZED
133    CHARACTER (LEN=80)                ::  time_fac_type       ='MDH'                !< Type of time treatment in the emis DEFAULT mode: HOUR .OR. MDH
134    CHARACTER (LEN=80)                ::  daytype_mdh         ='workday'            !< Type of day in the MDH case: workday, weekend, holiday
135    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(99) ::  data_output_pr_cs   = 'novalue'           !< Namelist parameter: Names of the che    m for profile output
136                                                                                    !< by cs_name for each height lvls defined by cs_heights
137!
138!-- Namelist parameters for chem_emissions
139    INTEGER(iwp) ::  main_street_id = 0
140    INTEGER(iwp) ::  max_street_id  = 0
141    INTEGER(iwp) ::  side_street_id = 0
142!
143!-- Constant emission factors
144    REAL(wp) ::  emiss_factor_main ( 99 ) = -9999.0_wp
145    REAL(wp) ::  emiss_factor_side ( 99 ) = -9999.0_wp
146!   
147!-- Other Emissions Variables
148    INTEGER(iwp) ::  nspec_out                                                     !< Output of routine chem_emis_matching with
149                                                                                   !< number of matched species
150    REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:) ::  emis_distribution                 !> Emissions Final Values (main module output)
151
152    INTEGER(iwp),ALLOCATABLE,DIMENSION(:)    ::  match_spec_input                  !< Index of Input chem species for matching routine
153    INTEGER(iwp),ALLOCATABLE,DIMENSION(:)    ::  match_spec_model                  !< Index of Model chem species for matching routine
154    INTEGER(iwp),ALLOCATABLE,DIMENSION(:)    ::  match_spec_voc_input              !< index of VOC input components matching the model's VOCs
155    INTEGER(iwp),ALLOCATABLE,DIMENSION(:)    ::  match_spec_voc_model              !< index of VOC model species matching the input VOCs comp.
156    INTEGER(iwp),DIMENSION(:)                ::  match_spec_pm(1:3)                !< results of matching the input and model's PMs
157    INTEGER(iwp),DIMENSION(:)                ::  match_spec_nox(1:2)               !< results of matching the input and model's NOx
158    INTEGER(iwp),DIMENSION(:)                ::  match_spec_sox(1:2)               !< results of matching the input and model's SOx!
159                                                                                 
160
161!
162!-- Selected atomic/molecular weights:
163    REAL, PARAMETER        ::  xm_H     =    1.00790e-3           !< kg/mol
164    REAL, PARAMETER        ::  xm_N     =   14.00670e-3           !< kg/mol
165    REAL, PARAMETER        ::  xm_C     =   12.01115e-3           !< kg/mol
166    REAL, PARAMETER        ::  xm_S     =   32.06400e-3           !< kg/mol
167    REAL, PARAMETER        ::  xm_O     =   15.99940e-3           !< kg/mol
168    REAL, PARAMETER        ::  xm_F     =   18.99840e-3           !< kg/mol
169    REAL, PARAMETER        ::  xm_Na    =   22.98977e-3           !< kg/mol
170    REAL, PARAMETER        ::  xm_Cl    =   35.45300e-3           !< kg/mol
171    REAL, PARAMETER        ::  xm_Rn222 =  222.00000e-3           !< kg/mol
172    REAL, PARAMETER        ::  xm_Pb210 =  210.00000e-3           !< kg/mol
173    REAL, PARAMETER        ::  xm_Ca    =   40.07800e-3           !< kg/mol
174    REAL, PARAMETER        ::  xm_K     =   39.09800e-3           !< kg/mol
175    REAL, PARAMETER        ::  xm_Mg    =   24.30500e-3           !< kg/mol
176    REAL, PARAMETER        ::  xm_Pb    =  207.20000e-3           !< kg/mol
177    REAL, PARAMETER        ::  xm_Cd    =  112.41000e-3           !< kg/mol
178   
179    REAL, PARAMETER        ::  xm_h2o   = xm_H * 2 + xm_O         !< kg/mol
180    REAL, PARAMETER        ::  xm_o3    = xm_O * 3                !< kg/mol
181    REAL, PARAMETER        ::  xm_N2O5  = xm_N * 2 + xm_O * 5     !< kg/mol
182    REAL, PARAMETER        ::  xm_HNO3  = xm_H + xm_N + xm_O * 3  !< kg/mol
183    REAL, PARAMETER        ::  xm_NH4   = xm_N + xm_H * 4         !< kg/mol
184    REAL, PARAMETER        ::  xm_SO4   = xm_S + xm_O * 4         !< kg/mol
185    REAL, PARAMETER        ::  xm_NO3   = xm_N + xm_O * 3         !< kg/mol
186    REAL, PARAMETER        ::  xm_CO2   = xm_C + xm_O * 2         !< kg/mol
187   
188!
189!-- mass of air
190    REAL, PARAMETER        ::  xm_air   =  28.964e-3              !< kg/mol
191       
192!
193!-- dummy weight, used for complex molecules:
194    REAL, PARAMETER        ::  xm_dummy =  1000.0e-3              ! kg/mol
195
196   
197    SAVE
198 END MODULE chem_modules
199
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.