source: palm/trunk/SOURCE/init_masks.f90 @ 1438

Last change on this file since 1438 was 1438, checked in by heinze, 7 years ago

+nr, qc, qr for mask output

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 29.2 KB
Line 
1 SUBROUTINE init_masks
2
3!--------------------------------------------------------------------------------!
4! This file is part of PALM.
5!
6! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms
7! of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation,
8! either version 3 of the License, or (at your option) any later version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2014 Leibniz Universitaet Hannover
18!--------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22! +nr, qc, qr
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: init_masks.f90 1438 2014-07-22 14:14:06Z heinze $
27!
28! 1414 2014-05-31 11:19:48Z gronemeier
29! Bugfix: first and last grid points as they appear in 3D volume data can now
30! be included to masked data output
31!
32! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
33! REAL constants provided with KIND-attribute
34!
35! 1324 2014-03-21 09:13:16Z suehring
36! Bugfix: ONLY statement for module netcdf_control removed
37!
38! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
39! ONLY-attribute added to USE-statements,
40! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
41! kinds are defined in new module kinds,
42! revision history before 2012 removed,
43! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
44! all variable declaration statements
45!
46! 1186 2013-06-18 06:22:52Z raasch
47! bugfix: 0.0 replaced by zu(nzb) as the lowest default height level for masks,
48! because a zero value does not work in case of ocean runs
49!
50! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
51! code put under GPL (PALM 3.9)
52!
53! 1032 2012-10-21 13:03:21Z letzel
54! mask locations determined based on scalar positions
55!
56! 1031 2012-10-19 14:35:30Z raasch
57! netCDF4 without parallel file support implemented
58!
59! 996 2012-09-07 10:41:47Z raasch
60! little reformatting
61!
62! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
63! +z0h*
64!
65! 809 2012-01-30 13:32:58Z maronga
66! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
67!
68! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
69! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files
70!
71! 410 2009-12-04 17:05:40Z letzel
72! Initial revision
73!
74!
75! Description:
76! ------------
77! Initialize masked data output
78!------------------------------------------------------------------------------!
79
80    USE arrays_3d,                                                             &
81        ONLY:  zu, zw
82
83    USE control_parameters,                                                    &
84        ONLY:  constant_diffusion, cloud_droplets, cloud_physics,              &
85               data_output_masks, data_output_masks_user,                      &
86               doav, doav_n, domask, domask_no, dz, dz_stretch_level, humidity,&
87               icloud_scheme, mask, masks, mask_scale, mask_i,                 &
88               mask_i_global, mask_j, mask_j_global, mask_k, mask_k_global,    &
89               mask_loop, mask_size, mask_size_l, mask_start_l, mask_x,        &
90               mask_x_loop, mask_xyz_dimension, mask_y, mask_y_loop, mask_z,   &
91               mask_z_loop, max_masks,  message_string, mid,                   &
92               netcdf_data_format, passive_scalar, precipitation, ocean
93
94    USE grid_variables,                                                        &
95        ONLY:  dx, dy
96
97    USE indices,                                                               &
98        ONLY:  nx, nxl, nxr, ny, nyn, nys, nz, nzb, nzt
99
100    USE kinds
101
102    USE netcdf_control
103
104    USE particle_attributes,                                                   &
105        ONLY:  particle_advection
106
107    USE pegrid
108
109    IMPLICIT NONE
110
111    CHARACTER (LEN=6) ::  var  !:
112    CHARACTER (LEN=7) ::  unit !:
113   
114    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,100) ::  do_mask      !:
115    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,100) ::  do_mask_user !:
116
117    INTEGER(iwp) ::  i            !:
118    INTEGER(iwp) ::  ilen         !:
119    INTEGER(iwp) ::  ind(6)       !:
120    INTEGER(iwp) ::  ind_array(1) !:
121    INTEGER(iwp) ::  j            !:
122    INTEGER(iwp) ::  k            !:
123    INTEGER(iwp) ::  n            !:
124    INTEGER(iwp) ::  sender       !:
125   
126    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  tmp_array !:
127
128    LOGICAL ::  found !:
129!
130!-- Allocation and initialization
131    ALLOCATE( tmp_array( MAX(nx,ny,nz)+2 ) )
132
133    ALLOCATE( mask_i(max_masks,nxr-nxl+2), &
134              mask_j(max_masks,nyn-nys+2), &
135              mask_k(max_masks,nzt-nzb+2) )
136!
137!-- internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
138    ALLOCATE( mask(max_masks,3,mask_xyz_dimension), &
139              mask_loop(max_masks,3,3) )
140   
141!
142!-- Parallel mask output not yet tested
143    IF ( netcdf_data_format > 4 )  THEN
144       message_string = 'netCDF file formats '//                         &
145                        '3 (netCDF 4) and 4 (netCDF 4 Classic model)'//  &
146                        '&are currently not supported (not yet tested).'
147       CALL message( 'init_masks', 'PA0328', 1, 2, 0, 6, 0 )
148    ENDIF
149
150!
151!-- Store data output parameters for masked data output in few shared arrays
152    DO  mid = 1, masks
153   
154       do_mask     (mid,:) = data_output_masks(mid,:)
155       do_mask_user(mid,:) = data_output_masks_user(mid,:)
156       mask      (mid,1,:) = mask_x(mid,:) 
157       mask      (mid,2,:) = mask_y(mid,:)
158       mask      (mid,3,:) = mask_z(mid,:) 
159       
160       IF ( mask_x_loop(mid,1) == -1.0_wp  .AND.  mask_x_loop(mid,2) == -1.0_wp&
161            .AND.  mask_x_loop(mid,3) == -1.0_wp )  THEN
162          mask_loop(mid,1,1:2) = -1.0_wp
163          mask_loop(mid,1,3)   =  0.0_wp
164       ELSE
165          mask_loop(mid,1,:) = mask_x_loop(mid,:)
166       ENDIF
167       IF ( mask_y_loop(mid,1) == -1.0_wp  .AND.  mask_y_loop(mid,2) == -1.0_wp&
168            .AND.  mask_y_loop(mid,3) == -1.0_wp )  THEN
169          mask_loop(mid,2,1:2) = -1.0_wp
170          mask_loop(mid,2,3)   =  0.0_wp
171       ELSE
172          mask_loop(mid,2,:) = mask_y_loop(mid,:)
173       ENDIF
174       IF ( mask_z_loop(mid,1) == -1.0_wp  .AND.  mask_z_loop(mid,2) == -1.0_wp&
175            .AND.  mask_z_loop(mid,3) == -1.0_wp )  THEN
176          mask_loop(mid,3,1:2) = -1.0_wp
177          mask_loop(mid,3,3)   =  0.0_wp
178       ELSE
179          mask_loop(mid,3,:) = mask_z_loop(mid,:)
180       ENDIF
181       
182    ENDDO
183   
184    mask_i = -1; mask_j = -1; mask_k = -1
185   
186!
187!-- Global arrays are required by define_netcdf_header.
188    IF ( myid == 0  .OR.  netcdf_data_format > 4 )  THEN
189       ALLOCATE( mask_i_global(max_masks,nx+2), &
190                 mask_j_global(max_masks,ny+2), &
191                 mask_k_global(max_masks,nz+2) )
192       mask_i_global = -1; mask_j_global = -1; mask_k_global = -1
193    ENDIF
194
195!
196!-- Determine variable names for each mask
197    DO  mid = 1, masks
198!
199!--    Append user-defined data output variables to the standard data output
200       IF ( do_mask_user(mid,1) /= ' ' )  THEN
201          i = 1
202          DO  WHILE ( do_mask(mid,i) /= ' '  .AND.  i <= 100 )
203             i = i + 1
204          ENDDO
205          j = 1
206          DO  WHILE ( do_mask_user(mid,j) /= ' '  .AND.  j <= 100 )
207             IF ( i > 100 )  THEN
208                WRITE ( message_string, * ) 'number of output quantitities ', &
209                     'given by data_output_mask and data_output_mask_user ', &
210                     'exceeds the limit of 100'
211                CALL message( 'init_masks', 'PA0329', 1, 2, 0, 6, 0 )
212             ENDIF
213             do_mask(mid,i) = do_mask_user(mid,j)
214             i = i + 1
215             j = j + 1
216          ENDDO
217       ENDIF
218
219!
220!--    Check and set steering parameters for mask data output and averaging
221       i   = 1
222       DO WHILE ( do_mask(mid,i) /= ' '  .AND.  i <= 100 )
223!
224!--       Check for data averaging
225          ilen = LEN_TRIM( do_mask(mid,i) )
226          j = 0                                              ! no data averaging
227          IF ( ilen > 3 )  THEN
228             IF ( do_mask(mid,i)(ilen-2:ilen) == '_av' )  THEN
229                j = 1                                           ! data averaging
230                do_mask(mid,i) = do_mask(mid,i)(1:ilen-3)
231             ENDIF
232          ENDIF
233          var = TRIM( do_mask(mid,i) )
234!
235!--       Check for allowed value and set units
236          SELECT CASE ( TRIM( var ) )
237
238             CASE ( 'e' )
239                IF ( constant_diffusion )  THEN
240                   WRITE ( message_string, * ) 'output of "', TRIM( var ), &
241                        '" requires constant_diffusion = .FALSE.'
242                   CALL message( 'init_masks', 'PA0103', 1, 2, 0, 6, 0 )
243                ENDIF
244                unit = 'm2/s2'
245
246             CASE ( 'lpt' )
247                IF ( .NOT. cloud_physics )  THEN
248                   WRITE ( message_string, * ) 'output of "', TRIM( var ), &
249                        '" requires cloud_physics = .TRUE.'
250                   CALL message( 'init_masks', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
251                ENDIF
252                unit = 'K'
253
254             CASE ( 'nr' )
255                IF ( .NOT. cloud_physics )  THEN
256                   WRITE ( message_string, * ) 'output of "', TRIM( var ), &
257                        '" requires cloud_physics = .TRUE.'
258                   CALL message( 'init_masks', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
259                 ELSEIF ( icloud_scheme /= 0 ) THEN
260                   message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
261                         'res cloud_scheme = seifert_beheng'
262                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0359', 1, 2, 0, 6, 0 )
263                 ELSEIF ( .NOT. precipitation )  THEN
264                   message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
265                                 'res precipitation = .TRUE.'
266                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0112', 1, 2, 0, 6, 0 )
267                ENDIF
268                unit = '1/m3'
269
270             CASE ( 'pc', 'pr' )
271                IF ( .NOT. particle_advection )  THEN
272                   WRITE ( message_string, * ) 'output of "', TRIM( var ), &
273                        '" requires a "particles_par"-NAMELIST in the ', &
274                        'parameter file (PARIN)'
275                   CALL message( 'init_masks', 'PA0104', 1, 2, 0, 6, 0 )
276                ENDIF
277                IF ( TRIM( var ) == 'pc' )  unit = 'number'
278                IF ( TRIM( var ) == 'pr' )  unit = 'm'
279
280             CASE ( 'q', 'vpt' )
281                IF ( .NOT. humidity )  THEN
282                   WRITE ( message_string, * ) 'output of "', TRIM( var ), &
283                        '" requires humidity = .TRUE.'
284                   CALL message( 'init_masks', 'PA0105', 1, 2, 0, 6, 0 )
285                ENDIF
286                IF ( TRIM( var ) == 'q'   )  unit = 'kg/kg'
287                IF ( TRIM( var ) == 'vpt' )  unit = 'K'
288
289             CASE ( 'qc' )
290                IF ( .NOT. cloud_physics )  THEN
291                   message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
292                            'res cloud_physics = .TRUE.'
293                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
294                ELSEIF ( icloud_scheme /= 0 ) THEN
295                   message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
296                            'res cloud_scheme = seifert_beheng'
297                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0359', 1, 2, 0, 6, 0 )
298                ENDIF
299                unit = 'kg/kg'
300
301             CASE ( 'ql' )
302                IF ( .NOT. ( cloud_physics  .OR.  cloud_droplets ) )  THEN
303                   WRITE ( message_string, * ) 'output of "', TRIM( var ), &
304                        '" requires cloud_physics = .TRUE. or cloud_droplets', &
305                        ' = .TRUE.'
306                   CALL message( 'init_masks', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
307                ENDIF
308                unit = 'kg/kg'
309
310             CASE ( 'ql_c', 'ql_v', 'ql_vp' )
311                IF ( .NOT. cloud_droplets )  THEN
312                   WRITE ( message_string, * ) 'output of "', TRIM( var ), &
313                        '" requires cloud_droplets = .TRUE.'
314                   CALL message( 'init_masks', 'PA0107', 1, 2, 0, 6, 0 )
315                ENDIF
316                IF ( TRIM( var ) == 'ql_c'  )  unit = 'kg/kg'
317                IF ( TRIM( var ) == 'ql_v'  )  unit = 'm3'
318                IF ( TRIM( var ) == 'ql_vp' )  unit = 'none'
319
320             CASE ( 'qv' )
321                IF ( .NOT. cloud_physics )  THEN
322                   WRITE ( message_string, * ) 'output of "', TRIM( var ), &
323                        '" requires cloud_physics = .TRUE.'
324                   CALL message( 'init_masks', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
325                ENDIF
326                unit = 'kg/kg'
327
328             CASE ( 'qr' )
329                IF ( .NOT. cloud_physics )  THEN
330                   message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
331                            'res cloud_physics = .TRUE.'
332                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
333                ELSEIF ( icloud_scheme /= 0 ) THEN
334                   message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
335                            'res cloud_scheme = seifert_beheng'
336                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0359', 1, 2, 0, 6, 0 )
337                ELSEIF ( .NOT. precipitation )  THEN
338                   message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
339                                    'res precipitation = .TRUE.'
340                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0112', 1, 2, 0, 6, 0 )
341                ENDIF
342                unit = 'kg/kg'
343
344             CASE ( 'rho' )
345                IF ( .NOT. ocean )  THEN
346                   WRITE ( message_string, * ) 'output of "', TRIM( var ), &
347                        '" requires ocean = .TRUE.'
348                   CALL message( 'init_masks', 'PA0109', 1, 2, 0, 6, 0 )
349                ENDIF
350                unit = 'kg/m3'
351
352             CASE ( 's' )
353                IF ( .NOT. passive_scalar )  THEN
354                   WRITE ( message_string, * ) 'output of "', TRIM( var ), &
355                        '" requires passive_scalar = .TRUE.'
356                   CALL message( 'init_masks', 'PA0110', 1, 2, 0, 6, 0 )
357                ENDIF
358                unit = 'conc'
359
360             CASE ( 'sa' )
361                IF ( .NOT. ocean )  THEN
362                   WRITE ( message_string, * ) 'output of "', TRIM( var ), &
363                        '" requires ocean = .TRUE.'
364                   CALL message( 'init_masks', 'PA0109', 1, 2, 0, 6, 0 )
365                ENDIF
366                unit = 'psu'
367
368             CASE ( 'u*', 't*', 'lwp*', 'pra*', 'prr*', 'z0*', 'z0h*' )
369                WRITE ( message_string, * ) 'illegal value for data_',&
370                     'output: "', TRIM( var ), '" is only allowed', &
371                     'for horizontal cross section'
372                CALL message( 'init_masks', 'PA0111', 1, 2, 0, 6, 0 )
373
374             CASE ( 'p', 'pt', 'u', 'v', 'w' )
375                IF ( TRIM( var ) == 'p'  )  unit = 'Pa'
376                IF ( TRIM( var ) == 'pt' )  unit = 'K'
377                IF ( TRIM( var ) == 'u'  )  unit = 'm/s'
378                IF ( TRIM( var ) == 'v'  )  unit = 'm/s'
379                IF ( TRIM( var ) == 'w'  )  unit = 'm/s'
380                CONTINUE
381
382             CASE DEFAULT
383                CALL user_check_data_output( var, unit )
384
385                IF ( unit == 'illegal' )  THEN
386                   IF ( do_mask_user(mid,1) /= ' ' )  THEN
387                      WRITE ( message_string, * ) 'illegal value for data_',&
388                           'output or data_output_user: "', &
389                           TRIM( do_mask(mid,i) ), '"'
390                      CALL message( 'init_masks', 'PA0114', 1, 2, 0, 6, 0 )
391                   ELSE
392                      WRITE ( message_string, * ) 'illegal value for data_',&
393                           'output: "', TRIM( do_mask(mid,i) ), '"'
394                      CALL message( 'init_masks', 'PA0330', 1, 2, 0, 6, 0 )
395                   ENDIF
396                ENDIF
397
398          END SELECT
399!
400!--       Set the internal steering parameters appropriately
401          domask_no(mid,j)                    = domask_no(mid,j) + 1
402          domask(mid,j,domask_no(mid,j))      = do_mask(mid,i)
403          domask_unit(mid,j,domask_no(mid,j)) = unit
404
405          IF ( j == 1 )  THEN
406!
407!--          Check, if variable is already subject to averaging
408             found = .FALSE.
409             DO  k = 1, doav_n
410                IF ( TRIM( doav(k) ) == TRIM( var ) )  found = .TRUE.
411             ENDDO
412
413             IF ( .NOT. found )  THEN
414                doav_n = doav_n + 1
415                doav(doav_n) = var
416             ENDIF
417          ENDIF
418
419          i = i + 1
420
421       ENDDO   ! do_mask(mid,i)
422    ENDDO   ! mid
423
424
425!
426!-- Determine mask locations for each mask
427    DO  mid = 1, masks
428!
429!--    Set local masks for each subdomain along all three dimensions
430       CALL set_mask_locations( 1, dx, 'dx', nx, 'nx', nxl, nxr )
431       CALL set_mask_locations( 2, dy, 'dy', ny, 'ny', nys, nyn )
432       CALL set_mask_locations( 3, dz, 'dz', nz, 'nz', nzb, nzt )
433!
434!--    Set global masks along all three dimensions (required by
435!--    define_netcdf_header).
436#if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
437!
438!--    PE0 receives partial arrays from all processors of the respective mask
439!--    and outputs them. Here a barrier has to be set, because otherwise
440!--    "-MPI- FATAL: Remote protocol queue full" may occur.
441
442       CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
443
444       IF ( myid == 0 )  THEN
445!
446!--       Local arrays can be relocated directly.
447          mask_i_global(mid,mask_start_l(mid,1): &
448                       mask_start_l(mid,1)+mask_size_l(mid,1)-1) = &
449                       mask_i(mid,:mask_size_l(mid,1))
450          mask_j_global(mid,mask_start_l(mid,2): &
451                       mask_start_l(mid,2)+mask_size_l(mid,2)-1) = &
452                       mask_j(mid,:mask_size_l(mid,2))
453          mask_k_global(mid,mask_start_l(mid,3): &
454                       mask_start_l(mid,3)+mask_size_l(mid,3)-1) = &
455                       mask_k(mid,:mask_size_l(mid,3))
456!
457!--       Receive data from all other PEs.
458          DO  n = 1, numprocs-1
459!
460!--          Receive index limits first, then arrays.
461!--          Index limits are received in arbitrary order from the PEs.
462             CALL MPI_RECV( ind(1), 6, MPI_INTEGER, MPI_ANY_SOURCE, 0,  &
463                  comm2d, status, ierr )
464!
465!--          Not all PEs have data for the mask.
466             IF ( ind(1) /= -9999 )  THEN
467                sender = status(MPI_SOURCE)
468                CALL MPI_RECV( tmp_array(ind(1)), ind(2)-ind(1)+1,  &
469                               MPI_INTEGER, sender, 1, comm2d, status, ierr )
470                mask_i_global(mid,ind(1):ind(2)) = tmp_array(ind(1):ind(2))
471                CALL MPI_RECV( tmp_array(ind(3)), ind(4)-ind(3)+1,  &
472                               MPI_INTEGER, sender, 2, comm2d, status, ierr )
473                mask_j_global(mid,ind(3):ind(4)) = tmp_array(ind(3):ind(4))
474                CALL MPI_RECV( tmp_array(ind(5)), ind(6)-ind(5)+1,  &
475                               MPI_INTEGER, sender, 3, comm2d, status, ierr )
476                mask_k_global(mid,ind(5):ind(6)) = tmp_array(ind(5):ind(6))
477             ENDIF
478          ENDDO
479
480       ELSE
481!
482!--       If at least part of the mask resides on the PE, send the index limits
483!--       for the target array, otherwise send -9999 to PE0.
484          IF ( mask_size_l(mid,1) > 0  .AND.  mask_size_l(mid,2) > 0  .AND.  &
485               mask_size_l(mid,3) > 0  )  THEN
486             ind(1) = mask_start_l(mid,1)
487             ind(2) = mask_start_l(mid,1) + mask_size_l(mid,1) - 1
488             ind(3) = mask_start_l(mid,2)
489             ind(4) = mask_start_l(mid,2) + mask_size_l(mid,2) - 1
490             ind(5) = mask_start_l(mid,3)
491             ind(6) = mask_start_l(mid,3) + mask_size_l(mid,3) - 1
492          ELSE
493             ind(1) = -9999; ind(2) = -9999
494             ind(3) = -9999; ind(4) = -9999
495             ind(5) = -9999; ind(6) = -9999
496          ENDIF
497          CALL MPI_SEND( ind(1), 6, MPI_INTEGER, 0, 0, comm2d, ierr )
498!
499!--       If applicable, send data to PE0.
500          IF ( ind(1) /= -9999 )  THEN
501             tmp_array(:mask_size_l(mid,1)) = mask_i(mid,:mask_size_l(mid,1))
502             CALL MPI_SEND( tmp_array(1), mask_size_l(mid,1),  &
503                            MPI_INTEGER, 0, 1, comm2d, ierr )
504             tmp_array(:mask_size_l(mid,2)) = mask_j(mid,:mask_size_l(mid,2))
505             CALL MPI_SEND( tmp_array(1), mask_size_l(mid,2),  &
506                            MPI_INTEGER, 0, 2, comm2d, ierr )
507             tmp_array(:mask_size_l(mid,3)) = mask_k(mid,:mask_size_l(mid,3))
508             CALL MPI_SEND( tmp_array(1), mask_size_l(mid,3),  &
509                            MPI_INTEGER, 0, 3, comm2d, ierr )
510          ENDIF
511       ENDIF
512!
513!--    A barrier has to be set, because otherwise some PEs may proceed too fast
514!--    so that PE0 may receive wrong data on tag 0.
515       CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
516       
517       IF ( netcdf_data_format > 4 )  THEN
518         
519          CALL MPI_BCAST( mask_i_global(mid,:), nx+2, MPI_INTEGER, 0, comm2d, &
520                          ierr )
521          CALL MPI_BCAST( mask_j_global(mid,:), ny+2, MPI_INTEGER, 0, comm2d, &
522                          ierr )
523          CALL MPI_BCAST( mask_k_global(mid,:), nz+2, MPI_INTEGER, 0, comm2d, &
524                          ierr ) 
525         
526       ENDIF
527
528#elif ! defined ( __parallel )
529!
530!--    Local arrays can be relocated directly.
531       mask_i_global(mid,:) = mask_i(mid,:)
532       mask_j_global(mid,:) = mask_j(mid,:)
533       mask_k_global(mid,:) = mask_k(mid,:)
534#endif
535    ENDDO   ! mid
536
537    DEALLOCATE( tmp_array )
538!
539!-- Internal mask arrays cannot be deallocated on PE 0 because they are
540!-- required for header output on PE 0.
541    IF ( myid /= 0 )  DEALLOCATE( mask, mask_loop )
542
543 CONTAINS
544
545    SUBROUTINE set_mask_locations( dim, dxyz, dxyz_string, nxyz, nxyz_string, &
546                                   lb, ub )
547!------------------------------------------------------------------------------!
548!
549! Description:
550! ------------
551! Set local mask for each subdomain along 'dim' direction.
552!------------------------------------------------------------------------------!
553
554       IMPLICIT NONE
555
556       CHARACTER (LEN=2) ::  dxyz_string !:
557       CHARACTER (LEN=2) ::  nxyz_string !:
558       
559       INTEGER(iwp)  ::  count       !:
560       INTEGER(iwp)  ::  count_l     !:
561       INTEGER(iwp)  ::  dim         !:
562       INTEGER(iwp)  ::  m           !:
563       INTEGER(iwp)  ::  loop_begin  !:
564       INTEGER(iwp)  ::  loop_end    !:
565       INTEGER(iwp)  ::  loop_stride !:
566       INTEGER(iwp)  ::  lb          !:
567       INTEGER(iwp)  ::  nxyz        !:
568       INTEGER(iwp)  ::  ub          !:
569       
570       REAL(wp)      ::  dxyz  !:
571       REAL(wp)      ::  ddxyz !:
572       REAL(wp)      ::  tmp1  !:
573       REAL(wp)      ::  tmp2  !:
574
575       count = 0;  count_l = 0 
576       ddxyz = 1.0_wp / dxyz 
577       tmp1  = 0.0_wp
578       tmp2  = 0.0_wp
579
580       IF ( mask(mid,dim,1) >= 0.0_wp )  THEN
581!
582!--       use predefined mask_* array
583          DO  WHILE ( mask(mid,dim,count+1) >= 0.0_wp )
584             count = count + 1
585             IF ( dim == 1 .OR. dim == 2 )  THEN
586                m = NINT( mask(mid,dim,count) * mask_scale(dim) * ddxyz - 0.5_wp )
587                IF ( m < 0 )  m = 0  ! avoid negative values
588             ELSEIF ( dim == 3 )  THEN
589                ind_array =  &
590                     MINLOC( ABS( mask(mid,dim,count) * mask_scale(dim) - zu ) )
591                m = ind_array(1) - 1 + nzb  ! MINLOC uses lower array bound 1
592             ENDIF
593             IF ( m > (nxyz+1) )  THEN
594                WRITE ( message_string, '(I3,A,I3,A,I1,3A,I3)' )  &
595                     m,' in mask ',mid,' along dimension ',dim,  &
596                     ' exceeds (',nxyz_string,'+1) = ',nxyz+1
597                CALL message( 'init_masks', 'PA0331', 1, 2, 0, 6, 0 )
598             ENDIF
599             IF ( ( m >= lb .AND. m <= ub ) .OR.     &
600                  ( m == (nxyz+1) .AND. ub == nxyz )  )  THEN
601                IF ( count_l == 0 )  mask_start_l(mid,dim) = count
602                count_l = count_l + 1
603                IF ( dim == 1 )  THEN
604                   mask_i(mid,count_l) = m
605                ELSEIF ( dim == 2 )  THEN
606                   mask_j(mid,count_l) = m
607                ELSEIF ( dim == 3 )  THEN
608                   mask_k(mid,count_l) = m
609                ENDIF
610             ENDIF
611             IF ( count == mask_xyz_dimension )  EXIT
612          ENDDO
613          mask_size(mid,dim)   = count
614          mask_size_l(mid,dim) = count_l
615
616       ELSE
617!
618!--       use predefined mask_loop_* array, or use the default (all grid points
619!--       along this direction)
620          IF ( mask_loop(mid,dim,1) < 0.0_wp )  THEN
621             tmp1 = mask_loop(mid,dim,1)
622             mask_loop(mid,dim,1) = zw(nzb)  !   lowest level  (default)
623          ENDIF
624          IF ( dim == 1 .OR. dim == 2 )  THEN
625             IF ( mask_loop(mid,dim,2) < 0.0_wp )  THEN
626                tmp2 = mask_loop(mid,dim,2)
627                mask_loop(mid,dim,2) = (nxyz+1)*dxyz / mask_scale(dim)   ! (default)
628             ENDIF
629             IF ( MAXVAL( mask_loop(mid,dim,1:2) )  &
630                  > (nxyz+1) * dxyz / mask_scale(dim) )  THEN
631                WRITE ( message_string, '(2(A,I3,A,I1,A,F9.3),5A,I1,A,F9.3)' ) &
632                     'mask_loop(',mid,',',dim,',1)=',mask_loop(mid,dim,1), &
633                     ' and/or mask_loop(',mid,',',dim,',2)=', &
634                     mask_loop(mid,dim,2),'&exceed (', &
635                     nxyz_string,'+1)*',dxyz_string,'/mask_scale(',dim,')=', &
636                     (nxyz+1)*dxyz/mask_scale(dim)
637                CALL message( 'init_masks', 'PA0332', 1, 2, 0, 6, 0 )
638             ENDIF
639             loop_begin  = NINT( mask_loop(mid,dim,1) * mask_scale(dim) &
640                  * ddxyz - 0.5_wp )
641             loop_end    = NINT( mask_loop(mid,dim,2) * mask_scale(dim) &
642                  * ddxyz - 0.5_wp )
643             loop_stride = NINT( mask_loop(mid,dim,3) * mask_scale(dim) &
644                  * ddxyz )
645             IF ( loop_begin == -1 )  loop_begin = 0  ! avoid negative values
646          ELSEIF ( dim == 3 )  THEN
647             IF ( mask_loop(mid,dim,2) < 0.0_wp )  THEN
648                tmp2 = mask_loop(mid,dim,2)
649                mask_loop(mid,dim,2) = zu(nz+1) / mask_scale(dim)   ! (default)
650             ENDIF
651             IF ( MAXVAL( mask_loop(mid,dim,1:2) )  &
652                  > zu(nz+1) / mask_scale(dim) )  THEN
653                WRITE ( message_string, '(2(A,I3,A,I1,A,F9.3),A,I1,A,F9.3)' ) &
654                     'mask_loop(',mid,',',dim,',1)=',mask_loop(mid,dim,1), &
655                     ' and/or mask_loop(',mid,',',dim,',2)=', &
656                     mask_loop(mid,dim,2),'&exceed zu(nz+1)/mask_scale(',dim, &
657                     ')=',zu(nz+1)/mask_scale(dim)
658                CALL message( 'init_masks', 'PA0333', 1, 2, 0, 6, 0 )
659             ENDIF
660             ind_array =  &
661                  MINLOC( ABS( mask_loop(mid,dim,1) * mask_scale(dim) - zu ) )
662             loop_begin =  &
663                  ind_array(1) - 1 + nzb ! MINLOC uses lower array bound 1
664             ind_array =  &
665                  MINLOC( ABS( mask_loop(mid,dim,2) * mask_scale(dim) - zu ) )
666             loop_end = ind_array(1) - 1 + nzb ! MINLOC uses lower array bound 1
667!
668!--          The following line assumes a constant vertical grid spacing within
669!--          the vertical mask range; it fails for vertical grid stretching.
670!--          Maybe revise later. Issue warning but continue execution.
671             loop_stride = NINT( mask_loop(mid,dim,3) * mask_scale(dim) * ddxyz )
672
673             IF ( mask_loop(mid,dim,2) * mask_scale(dim) > dz_stretch_level )  &
674                  THEN
675                WRITE ( message_string, '(A,I3,A,I1,A,F9.3,A,F8.2,3A)' ) &
676                     'mask_loop(',mid,',',dim,',2)=', mask_loop(mid,dim,2),&
677                     ' exceeds dz_stretch_level=',dz_stretch_level, &
678                     '.&Vertical mask locations will not ', &
679                     'match the desired heights&within the stretching ', &
680                     'region. Recommendation: use mask instead of mask_loop.'
681                CALL message( 'init_masks', 'PA0334', 0, 1, 0, 6, 0 )
682             ENDIF
683
684          ENDIF
685!
686!--       If necessary, reset mask_loop(mid,dim,1) and mask_loop(mid,dim,2).
687          IF ( tmp1 < 0.0_wp )  mask_loop(mid,dim,1) = tmp1
688          IF ( tmp2 < 0.0_wp )  mask_loop(mid,dim,2) = tmp2
689!
690!--       The default stride +/-1 (every grid point) applies if
691!--       mask_loop(mid,dim,3) is not specified (its default is zero).
692          IF ( loop_stride == 0 )  THEN
693             IF ( loop_end >= loop_begin )  THEN
694                loop_stride =  1
695             ELSE
696                loop_stride = -1
697             ENDIF
698          ENDIF
699          DO  m = loop_begin, loop_end, loop_stride
700             count = count + 1
701             IF ( ( m >= lb  .AND.  m <= ub ) .OR.   &
702                  ( m == (nxyz+1) .AND. ub == nxyz )  )  THEN
703                IF ( count_l == 0 )  mask_start_l(mid,dim) = count
704                count_l = count_l + 1
705                IF ( dim == 1 )  THEN
706                   mask_i(mid,count_l) = m
707                ELSEIF ( dim == 2 )  THEN
708                   mask_j(mid,count_l) = m
709                ELSEIF ( dim == 3 )  THEN
710                   mask_k(mid,count_l) = m
711                ENDIF
712             ENDIF
713          ENDDO
714          mask_size(mid,dim)   = count
715          mask_size_l(mid,dim) = count_l
716
717       ENDIF
718
719    END SUBROUTINE set_mask_locations
720
721 END SUBROUTINE init_masks
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.