source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 1463

Last change on this file since 1463 was 1451, checked in by heinze, 10 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 66.7 KB
Line 
1 MODULE advection
2
3!--------------------------------------------------------------------------------!
4! This file is part of PALM.
5!
6! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms
7! of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation,
8! either version 3 of the License, or (at your option) any later version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2014 Leibniz Universitaet Hannover
18!--------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! ------------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: modules.f90 1451 2014-08-21 07:34:14Z suehring $
27!
28! 1450 2014-08-21 07:31:51Z heinze
29! ntnudge from 100 to 1000 increased to allow longer simulations
30!
31! 1431 2014-07-15 14:47:17Z suehring
32! +var_d
33!
34! 1429 2014-07-15 12:53:45Z knoop
35! +ensemble_member_nr to prepare the random_generator for ensemble runs
36!
37! 1382 2014-04-30 12:15:41Z boeske
38! Renamed variables which store large scale forcing tendencies
39! pt_lsa -> td_lsa_lpt, pt_subs -> td_sub_lpt,
40! q_lsa  -> td_lsa_q,   q_subs  -> td_sub_q
41!
42! 1365 2014-04-22 15:03:56Z boeske
43! Usage of large scale forcing enabled:
44! increase pr_palm from 90 to 100 to allow for more standard profiles
45! + ngp_sums_ls, pt_lsa, pt_subs, q_lsa, q_subs, tmp_tnudge, sums_ls_l,
46! use_subsidence_tendencies
47!
48! 1361 2014-04-16 15:17:48Z hoffmann
49! tend_* removed
50! call_microphysics_at_all_substeps added
51! default of drizzle set to true
52!
53! 1359 2014-04-11 17:15:14Z hoffmann
54! particle_attributes moved to mod_particle_attributes.f90
55!
56! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
57! REAL constants provided with KIND-attribute
58!
59! 1327 2014-03-21 11:00:16Z raasch
60! REAL constants defined as wp-kind
61! -avs_output, data_output_format, do3d_compress, iso2d_output, netcdf_output
62!
63! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
64! ONLY-attribute added to USE-statements,
65! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
66! kinds are defined in new module kinds,
67! old module precision_kind is removed,
68! revision history before 2012 removed,
69! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
70! all variable declaration statements
71!
72! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
73! module cpulog moved to new separate module-file
74! interface for cpu_log removed
75!
76! 1314 2014-03-14 18:25:17Z suehring
77! + log_z_z0, number_of_sublayers, z0_av_global
78! 1308 2014-03-13 14:58:42Z fricke
79! +ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
80!
81! 1257 2013-11-08 15:18:40Z raasch
82! set default values for grid indices of maximum velocity components
83! u|v|w_max_ijk
84!
85! 1241 2013-10-30 11:36:58Z heinze
86! Usage of nudging enabled
87! +nudging, ntnudge, ptnudge, qnudge, tnudge, unudge, vnudge, wnudge
88! increase pr_palm from 80 to 90 to allow for more standard profiles
89!
90! Enable prescribed time depenend surface fluxes and geostrophic wind read in
91! from external file LSF_DATA
92! +large_scale_forcing, lsf_surf, lsf_vert, nlsf, time_surf, shf_surf, qsws_surf,
93!  pt_surf, q_surf, p_surf, time_vert, ug_vert, vg_vert, wsubs_vert
94!
95! 1221 2013-09-10 08:59:13Z raasch
96! wall_flags_0 changed to 32bit int, +wall_flags_00,
97! +rflags_s_inner, rflags_invers
98!
99! 1216 2013-08-26 09:31:42Z raasch
100! +transpose_compute_overlap,
101! several variables are now defined in the serial (non-parallel) case also
102!
103! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
104! +tri
105!
106! 1179 2013-06-14 05:57:58Z raasch
107! +reference_state, ref_state, use_initial_profile_as_reference, vpt_reference,
108! use_reference renamed use_single_reference_value
109!
110! 1159 2013-05-21 11:58:22Z fricke
111! -bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
112! +use_cmax
113!
114! 1128 2013-04-12 06:19:32Z raasch
115! +background_communication, i_left, i_right, j_north, j_south, req, req_count,
116! send_receive, sendrecv_in_background, wait_stat
117!
118! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
119! unused variables removed
120!
121! 1113 2013-03-10 02:48:14Z raasch
122! +on_device
123!
124! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
125! +tric, nr_timesteps_this_run
126!
127! 1106 2013-03-04 05:31:38Z raasch
128! array_kind renamed precision_kind, pdims defined in serial code
129! bugfix: default value assigned to coupling_start_time
130!
131! 1095 2013-02-03 02:21:01Z raasch
132! FORTRAN error in r1092 removed
133!
134! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
135! character length in some derived type changed for better alignment
136!
137! 1065 2012-11-22 17:42:36Z hoffmann
138! + c_sedimentation, limiter_sedimentation, turbulence, a_1, a_2, a_3, b_1, b_2,
139! + b_3, c_1, c_2, c_3, beta_cc
140!
141! bottom boundary condition of qr, nr changed from Dirichlet to Neumann
142!
143! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
144! necessary expansions according to the two new prognostic equations (nr, qr)
145! of the two-moment cloud physics scheme:
146! +*_init, flux_l_*, diss_l_*, flux_s_*, diss_s_*, *sws, *swst, tend_*, *, *_p
147! +t*_m, *_1, *_2, *_3, *_av, bc_*_b, bc_*_t, ibc_*_b, ibc_*_t, bc_*_t_val,
148! +*_vertical_gradient, *_surface_initial_change, *_vertical_gradient_level,
149! +*_vertical_gradient_level_ind, *_surface, constant_waterflux_*, 
150! +cloud_scheme, icloud_scheme, surface_waterflux_*, sums_ws*s_ws_l, wall_*flux
151!
152! constants for the two-moment scheme:
153! +a_vent, a_term, b_vent, b_term, c_evap, c_term, cof, eps_sb, k_cc, k_cr, k_rr,
154! +k_br, kappa_rr, kin_vis_air, mu_constant_value, nc, pirho_l, dpirho_l, rho_1,
155! +schmidt, schmidt_p_1d3, stp, x0, xmin, xmax, dt_precipitation, w_precipitation
156!
157! steering parameters for the two_moment scheme:
158! +mu_constant, ventilation_effect
159!
160! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
161! code put under GPL (PALM 3.9)
162!
163! 1031 2012-10-19 14:35:30Z raasch
164! +output_format_netcdf
165!
166! 1015 2012-09-27 09:23:24Z raasch
167! +acc_rank, num_acc_per_node,
168! -adjust_mixing_length
169!
170! 1010 2012-09-20 07:59:54Z raasch
171! pointer free version can be generated with cpp switch __nopointer
172!
173! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
174! -grid_matching, nxa, nya, etc., nnx_pe, nny_pe, spl_*
175!
176! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
177! -asselin_filter_factor, cut_spline_overshoot, dt_changed, last_dt_change,
178! last_dt_change_1d, long_filter_factor, overshoot_limit_*, ups_limit_*
179! several pointer/target arrays converted to normal ones
180!
181! 996 2012-09-07 10:41:47Z raasch
182! -use_prior_plot1d_parameters
183!
184! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
185! +c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l,
186! +bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
187! -km_damp_x, km_damp_y, km_damp_max, outflow_damping_width
188! +z0h, z0h_av, z0h_factor, z0h1d
189! +ptdf_x, ptdf_y, pt_damping_width, pt_damping_factor
190!
191! 964 2012-07-26 09:14:24Z raasch
192! -cross_linecolors, cross_linestyles, cross_normalized_x, cross_normx_factor,
193! cross_normalized_y, cross_normy_factor, cross_pnc_local,
194! cross_profile_numbers, cross_profile_number_counter, cross_uxmax,
195! cross_uxmax_computed, cross_uxmax_normalized,
196! cross_uxmax_normalized_computed, cross_uxmin, cross_uxmin_computed,
197! cross_uxmin_normalized, cross_uxmin_normalized_computed, cross_uymax,
198! cross_uymin, cross_xtext, dopr_crossindex, dopr_label, linecolors, linestyles,
199! nz_do1d, profil_output, z_max_do1d, z_max_do1d_normalized
200!
201! 951 2012-07-19 14:22:52Z hoffmann
202! changing profile_columns and profile_rows
203!
204! 940 2012-07-09 14:31:00Z raasch
205! +neutral
206!
207! 927 2012-06-06 19:15:04Z raasch
208! +masking_method
209!
210! 880 2012-04-13 06:28:59Z raasch
211! gathered_size, subdomain_size moved to control_parameters
212!
213! 866 2012-03-28 06:44:41Z raasch
214! interface for global_min_max changed
215!
216! 861 2012-03-26 14:18:34Z suehring
217! +wall_flags_0
218! -boundary_flags
219! +nzb_max
220! +adv_sca_1, +adv_mom_1
221!
222! 849 2012-03-15 10:35:09Z raasch
223! +deleted_particles, deleted_tails, tr.._count_sum, tr.._count_recv_sum in
224! particle_attributes,
225! +de_dx, de_dy, de_dz in arrays_3d,
226! first_call_advec_particles renamed first_call_lpm
227!
228! 828 2012-02-21 12:00:36Z raasch
229! +dissipation_classes, radius_classes, use_kernel_tables,
230! particle feature color renamed class
231!
232! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
233! +bfactor, curvature_solution_effects, eps_ros, molecular_weight_of_water,
234! vanthoff, -b_cond in cloud_parameters,
235! dopts_num increased to 29, particle attributes speed_x|y|z_sgs renamed
236! rvar1|2|3
237! wang_collision_kernel and turbulence_effects_on_collision replaced by
238! collision_kernel, hall_kernel, palm_kernel, wang_kernel
239!
240! 809 2012-01-30 13:32:58Z marongas
241! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
242!
243! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
244! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files.
245! New parameter check_restart has been defined which is needed by
246! check_namelist_files only.
247!
248! 805 2012-01-17 15:53:28Z franke
249! Bugfix collective_wait must be out of parallel branch for runs in serial mode
250!
251! 801 2012-01-10 17:30:36Z suehring
252! Dimesion of sums_wsus_ws_l, ! sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
253! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l increased.
254! for thread-safe summation in advec_ws.
255!
256! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
257!
258! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
259! version 3.1b (last under RCS control)
260!
261! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
262! Initial revision
263!
264!
265! Description:
266! ------------
267! Definition of variables for special advection schemes
268!------------------------------------------------------------------------------!
269    USE kinds
270
271    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex
272
273    SAVE
274
275 END MODULE advection
276
277
278
279
280 MODULE arrays_3d
281
282!------------------------------------------------------------------------------!
283! Description:
284! ------------
285! Definition of all arrays defined on the computational grid
286!------------------------------------------------------------------------------!
287
288    USE kinds
289
290    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                     &
291          c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l, ddzu, ddzu_pres,     &
292          dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, lad, l_grid,      &
293          nc_1d, nr_1d, ptdf_x, ptdf_y, p_surf, pt_surf, pt_1d, pt_init,       &
294          qsws_surf, q_1d, q_init, q_surf, qc_1d, qr_1d, rdf, rdf_sc,          & 
295          ref_state, sa_init, shf_surf, timenudge, time_surf, time_vert,       &
296          tmp_tnudge, ug, u_init, u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init,                &
297          v_nzb_p1_for_vfc, w_subs, zu, zw
298
299    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                   &
300          c_u, c_v, c_w, diss_s_e, diss_s_nr, diss_s_pt, diss_s_q,             &
301          diss_s_qr, diss_s_sa, diss_s_u, diss_s_v, diss_s_w, dzu_mg, dzw_mg,  &
302          flux_s_e, flux_s_nr, flux_s_pt, flux_s_q, flux_s_qr, flux_s_sa,      &
303          flux_s_u, flux_s_v, flux_s_w, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                   &
304          mean_inflow_profiles, nrs, nrsws, nrswst, ptnudge, pt_slope_ref,     &
305          qnudge, qs, qsws, qswst, qswst_remote, qrs, qrsws, qrswst, rif,      &
306          saswsb, saswst, shf, tnudge, td_lsa_lpt, td_lsa_q, td_sub_lpt,       &
307          td_sub_q, total_2d_a, total_2d_o, ts, tswst, ug_vert, unudge, us,    &
308          usws, uswst, vnudge, vg_vert, vsws, vswst, wnudge, wsubs_vert, z0, z0h
309
310    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                 &
311          canopy_heat_flux, cdc, d, de_dx, de_dy, de_dz, diss, diss_l_e,       &
312          diss_l_nr, diss_l_pt, diss_l_q, diss_l_qr, diss_l_sa, diss_l_u,      &
313          diss_l_v, diss_l_w, flux_l_e, flux_l_nr, flux_l_pt, flux_l_q,        &
314          flux_l_qr, flux_l_sa, flux_l_u, flux_l_v, flux_l_w, kh, km, lad_s,   &
315          lad_u, lad_v, lad_w, lai, l_wall, p_loc, sec, sls, tend, tric,       &
316          u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l, v_m_n, v_m_r, v_m_s, w_m_l,       &
317          w_m_n, w_m_r, w_m_s
318
319#if defined( __nopointer )
320    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
321          e, e_p, nr, nr_p, p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, ql_v,     &
322          ql_vp, qr, qr_p, rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m,     &
323          tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
324#else
325    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
326          e_1, e_2, e_3, p, prho_1, nr_1, nr_2, nr_3, pt_1, pt_2, pt_3, q_1,   &
327          q_2, q_3, qc_1, ql_v, ql_vp, ql_1, ql_2, qr_1, qr_2, qr_3, rho_1,    &
328          sa_1, sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3, v_1, v_2, v_3, vpt_1, w_1, w_2, w_3
329
330    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                     &
331          e, e_p, nr, nr_p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, qr, qr_p,    &
332          rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m, tsa_m, tu_m, tv_m,   &
333          tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
334#endif
335
336    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall, tri
337
338    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: var_x, var_y, var_z, gamma_x,   &
339                                           gamma_y, gamma_z
340
341
342    SAVE
343
344 END MODULE arrays_3d
345
346
347
348
349 MODULE averaging
350
351!------------------------------------------------------------------------------!
352! Description:
353! ------------
354! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
355!------------------------------------------------------------------------------!
356    USE kinds
357
358    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,   &
359                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av, &
360                                          z0h_av
361
362    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
363          e_av, lpt_av, nr_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, pt_av, q_av, qc_av, &
364          ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av,&
365          u_av, v_av, vpt_av, w_av
366 
367 END MODULE averaging
368
369
370
371 MODULE cloud_parameters
372
373!------------------------------------------------------------------------------!
374! Description:
375! ------------
376! Definition of variables and constants for cloud physics
377!------------------------------------------------------------------------------!
378    USE kinds
379
380    LOGICAL ::  curvature_solution_effects = .FALSE., &
381                limiter_sedimentation = .TRUE., &
382                ventilation_effect = .FALSE.
383               
384
385    REAL(wp) ::  a_1 = 8.69E-4_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
386                 a_2 = -7.38E-5_wp,    & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
387                 a_3 = -1.40E-2_wp,    & !: coef. in turb. parametrization
388                 a_term = 9.65_wp,     & !: coef. for terminal velocity (m s-1)
389                 a_vent = 0.78_wp,     & !: coef. for ventilation effect
390                 b_1 = 11.45E-6_wp,    & !: coef. in turb. parametrization (m)
391                 b_2 = 9.68E-6_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (m)
392                 b_3 = 0.62_wp,        & !: coef. in turb. parametrization
393                 b_term = 9.8_wp,      & !: coef. for terminal velocity (m s-1)
394                 b_vent = 0.308_wp,    & !: coef. for ventilation effect
395                 beta_cc = 3.09E-4_wp, & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
396                 bfactor,              & !: solution effect on diffusional growth
397                 c_1 = 4.82E-6_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (m)
398                 c_2 = 4.8E-6_wp,      & !: coef. in turb. parametrization (m)
399                 c_3 = 0.76_wp,        & !: coef. in turb. parametrization
400                 c_const = 0.93_wp,    & !: const. in Taylor-microscale Reynolds number
401                 c_evap = 0.7_wp,      & !: constant in evaporation
402                 c_sedimentation = 2.0_wp, & !: Courant number of sedimentation process
403                 c_term = 600.0_wp,    & !: coef. for terminal velocity (m-1)
404                 cof(6) = (/ 76.18009172947146_wp,      & !: coefficients in the
405                             -86.50532032941677_wp,     & !: numerical
406                             24.01409824083091_wp,      & !: calculation of the
407                             -1.231739572450155_wp,     & !: gamma function
408                             0.1208650973866179E-2_wp,  &
409                             -0.5395239384953E-5_wp /), &
410                cp = 1005.0_wp,       & !: heat capacity of dry air (J kg-1 K-1)
411                diff_coeff_l = 0.23E-4_wp, & !: diffusivity of water vapor (m2 s-1)
412                effective_coll_efficiency, & !: effective collision efficiency
413                eps_ros = 1.0E-4_wp,  & !: accuracy of Rosenbrock method
414                eps_sb = 1.0E-20_wp,  & !: threshold in two-moments scheme
415                k_cc = 9.44E09_wp,    & !: const. cloud-cloud kernel (m3 kg-2 s-1)
416                k_cr0 = 4.33_wp,      & !: const. cloud-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
417                k_rr = 7.12_wp,       & !: const. rain-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
418                k_br = 1000._wp,      & !: const. in breakup parametrization (m-1)
419                k_st = 1.2E8_wp,      & !: const. in drizzle parametrization (m-1 s-1)
420                kappa_rr = 60.7_wp,   & !: const. in collision kernel (kg-1/3)
421                kin_vis_air = 1.4086E-5_wp, & !: kin. viscosity of air (m2 s-1)
422                l_v = 2.5E+06_wp,     & !: latent heat of vaporization (J kg-1)
423                l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, & !: l_v / cp, l_v / r_d, l_v / r_v
424                mass_of_solute = 1.0E-17_wp, & !: soluted NaCl (kg)
425                molecular_weight_of_solute = 0.05844_wp, & !: mol. m. NaCl (kg mol-1)
426                molecular_weight_of_water = 0.01801528_wp, & !: mol. m. H2O (kg mol-1)
427                nc_const = 70.0E6_wp, & !: cloud droplet concentration
428                prec_time_const = 0.001_wp, & !: coef. in Kessler scheme
429                pirho_l, dpirho_l, & !: pi * rho_l / 6.0; 6.0 / ( pi * rho_l )
430                rho_l = 1.0E3_wp,     & !: density of water (kg m-3)
431                ql_crit = 0.0005_wp,  & !: coef. in Kessler scheme
432                r_d = 287.0_wp,       & !: sp. gas const. dry air (J kg-1 K-1)
433                r_v = 461.51_wp,      & !: sp. gas const. water vapor (J kg-1 K-1)
434                schmidt = 0.71_wp,    & !: Schmidt number
435                schmidt_p_1d3,        & !: schmidt**( 1.0 / 3.0 )
436                sed_qc_const,         & !: const. for sedimentation of cloud water
437                sigma_gc = 1.3_wp,    & !: log-normal geometric standard deviation
438                stp = 2.5066282746310005_wp, & !: parameter in gamma function
439                thermal_conductivity_l = 2.43E-2_wp, & !: therm. cond. air (J m-1 s-1 K-1)
440                vanthoff = 2.0_wp,    & !: van't Hoff factor for NaCl
441                x0 = 2.6E-10_wp,      & !: separating drop mass (kg)
442                xrmin = 2.6E-10_wp,   & !: minimum rain drop size (kg)
443                xrmax = 5.0E-6_wp,    & !: maximum rain drop site (kg)
444                dt_precipitation = 100.0_wp, & !: timestep precipitation (s)
445                w_precipitation = 9.65_wp      !: maximum terminal velocity (m s-1)
446
447    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  hyrho, pt_d_t, t_d_pt 
448
449    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  precipitation_amount, &
450                                                precipitation_rate
451!
452!-- 3D array of precipitation rate
453    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prr
454
455    SAVE
456
457 END MODULE cloud_parameters
458
459
460
461
462 MODULE constants
463
464!------------------------------------------------------------------------------!
465! Description:
466! ------------
467! Definition of general constants
468!------------------------------------------------------------------------------!
469    USE kinds
470
471    REAL(wp)  ::  pi = 3.141592654_wp
472    REAL(wp)  ::  adv_mom_1, adv_mom_3, adv_mom_5, adv_sca_1, adv_sca_3, adv_sca_5
473   
474
475    SAVE
476
477 END MODULE constants
478
479
480
481
482 MODULE control_parameters
483
484!------------------------------------------------------------------------------!
485! Description:
486! ------------
487! Definition of parameters for program control
488!------------------------------------------------------------------------------!
489    USE kinds
490
491    TYPE plot_precision
492       CHARACTER (LEN=8) ::  variable
493       INTEGER(iwp)      ::  precision
494    END TYPE plot_precision
495
496    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
497                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
498                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
499                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
500                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
501
502    TYPE file_status
503       LOGICAL ::  opened, opened_before
504    END TYPE file_status
505   
506    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
507
508    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
509                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
510
511    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
512    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
513    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
514    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
515    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
516    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
517    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
518    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
519                             loop_optimization = 'default', &
520                             momentum_advec = 'ws-scheme', &
521                             psolver = 'poisfft', &
522                             scalar_advec = 'ws-scheme'
523    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
524                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
525                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
526                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
527                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
528                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
529                             bc_sa_t = 'neumann', &
530                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
531                             canopy_mode = 'block', &
532                             cloud_scheme = 'seifert_beheng', &
533                             coupling_mode = 'uncoupled', &
534                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
535                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
536                             fft_method = 'system-specific', &
537                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
538                             random_generator = 'numerical-recipes', &
539                             reference_state = 'initial_profile', &
540                             return_addres, return_username, &
541                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'                             
542    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, output_format_netcdf, &
543                             topography = 'flat'
544    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
545    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
546    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ' 
547    CHARACTER (LEN=110)  ::  run_description_header
548    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
549
550    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
551                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
552    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
553         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
554
555    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
556    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
557    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
558
559    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
560    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
561
562    INTEGER(iwp) ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
563                     average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
564                     coupling_topology = 0, &
565                     dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
566                     disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
567                     dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
568                     dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
569                     do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
570                     dp_level_ind_b = 0, dvrp_filecount = 0, &
571                     dz_stretch_level_index, ensemble_member_nr = 0, gamma_mg, gathered_size, &
572                     grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, &
573                     ibc_pt_b, ibc_pt_t, ibc_q_b, ibc_q_t, &
574                     ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, icloud_scheme, &
575                     inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
576                     intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
577                     io_group = 0, io_blocks = 1, iran = -1234567, &
578                     masks = 0, maximum_grid_level, &
579                     maximum_parallel_io_streams = -1, max_pr_user = 0, &
580                     mgcycles = 0, mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
581                     nlsf = 1000, ntnudge = 1000, netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, &
582                     nr_timesteps_this_run = 0, &
583                     nsor = 20, nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
584                     nz_do3d = -9999, pch_index = 0, prt_time_count = 0, &
585                     recycling_plane, runnr = 0, &
586                     skip_do_avs = 0, subdomain_size, terminate_coupled = 0, &
587                     terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
588
589    INTEGER(iwp) ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
590                     do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
591                     do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
592                     do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
593                     domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
594                     lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
595                     mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
596                     mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
597                     pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
598                     q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
599                     sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
600                     section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
601                     section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
602                     ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
603                     vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
604                     subs_vertical_gradient_level_i(10) = -9999
605
606#if defined ( __check )
607    INTEGER(iwp) :: check_restart = 0
608#endif
609
610    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) :: ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
611
612    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
613
614    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
615    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
616                    mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
617
618    LOGICAL ::  bc_lr_cyc =.TRUE., bc_lr_dirrad = .FALSE., &
619                bc_lr_raddir = .FALSE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
620                bc_ns_dirrad = .FALSE., bc_ns_raddir = .FALSE.,&
621                call_microphysics_at_all_substeps = .FALSE., &
622                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
623                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
624                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
625                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
626                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
627                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
628                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
629                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., & 
630                dissipation_control = .FALSE., disturbance_created = .FALSE., &
631                do2d_at_begin = .FALSE., do3d_at_begin = .FALSE., &
632                do_sum = .FALSE., &
633                dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
634                drizzle = .TRUE., dt_fixed = .FALSE., &
635                dt_3d_reached, dt_3d_reached_l, exchange_mg = .FALSE., &
636                first_call_lpm = .TRUE., &
637                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
638                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
639                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
640                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
641                large_scale_forcing = .FALSE., &
642                large_scale_subsidence = .FALSE., lsf_surf = .TRUE., &
643                lsf_vert = .TRUE., lptnudge = .FALSE., lqnudge = .FALSE., &
644                lunudge = .FALSE., lvnudge = .FALSE., lwnudge = .FALSE., &
645                masking_method = .FALSE., mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
646                neutral = .FALSE., nudging = .FALSE., &
647                ocean = .FALSE., on_device = .FALSE., &
648                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
649                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
650                plant_canopy = .FALSE., prandtl_layer = .TRUE., &
651                precipitation = .FALSE., &
652                radiation = .FALSE., random_heatflux = .FALSE., &
653                run_control_header = .FALSE., run_coupled = .TRUE., &
654                scalar_rayleigh_damping = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
655                stop_dt = .FALSE., synchronous_exchange = .FALSE., &
656                terminate_run = .FALSE., transpose_compute_overlap = .FALSE., &
657                turbulence = .FALSE., turbulent_inflow = .FALSE., &
658                use_cmax = .TRUE., use_initial_profile_as_reference = .FALSE., &
659                use_prescribed_profile_data = .FALSE., &
660                use_single_reference_value = .FALSE., &
661                use_subsidence_tendencies = .FALSE., &
662                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
663                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
664                wall_adjustment = .TRUE., ws_scheme_sca = .FALSE., &
665                ws_scheme_mom = .FALSE.
666
667    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
668                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
669
670    REAL(wp) ::  advected_distance_x = 0.0_wp, advected_distance_y = 0.0_wp, &
671                 alpha_surface = 0.0_wp, atmos_ocean_sign = 1.0_wp, &
672                 averaging_interval = 0.0_wp, averaging_interval_pr = 9999999.9_wp, &
673                 averaging_interval_sp = 9999999.9_wp, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
674                 bottom_salinityflux = 0.0_wp, &
675                 building_height = 50.0_wp, building_length_x = 50.0_wp, &
676                 building_length_y = 50.0_wp, building_wall_left = 9999999.9_wp, &
677                 building_wall_south = 9999999.9_wp, canyon_height = 50.0_wp, &
678                 canyon_width_x = 9999999.9_wp, canyon_width_y = 9999999.9_wp, &
679                 canyon_wall_left = 9999999.9_wp, canyon_wall_south = 9999999.9_wp, &
680                 cthf = 0.0_wp, cfl_factor = -1.0_wp, cos_alpha_surface, &
681                 coupling_start_time = 0.0_wp, disturbance_amplitude = 0.25_wp, &
682                 disturbance_energy_limit = 0.01_wp, &
683                 disturbance_level_b = -9999999.9_wp, &
684                 disturbance_level_t = -9999999.9_wp, &
685                 dp_level_b = 0.0_wp, drag_coefficient = 0.0_wp, &
686                 dt = -1.0_wp, dt_averaging_input = 0.0_wp, &
687                 dt_averaging_input_pr = 9999999.9_wp, dt_coupling = 9999999.9_wp, &
688                 dt_data_output = 9999999.9_wp, &
689                 dt_data_output_av = 9999999.9_wp, dt_disturb = 9999999.9_wp, &
690                 dt_dopr = 9999999.9_wp, dt_dopr_listing = 9999999.9_wp, &
691                 dt_dopts = 9999999.9_wp, dt_dosp = 9999999.9_wp, dt_dots = 9999999.9_wp, &
692                 dt_do2d_xy = 9999999.9_wp, dt_do2d_xz = 9999999.9_wp, &
693                 dt_do2d_yz = 9999999.9_wp, dt_do3d = 9999999.9_wp, dt_dvrp = 9999999.9_wp, &
694                 dt_max = 20.0_wp, dt_micro = -1.0_wp, dt_restart = 9999999.9_wp, &
695                 dt_run_control = 60.0_wp, dt_3d = -1.0_wp, dz = -1.0_wp, &
696                 dz_max = 9999999.9_wp, dz_stretch_factor = 1.08_wp, &
697                 dz_stretch_level = 100000.0_wp, e_init = 0.0_wp, e_min = 0.0_wp, &
698                 end_time = 0.0_wp, &
699                 f = 0.0_wp, fs = 0.0_wp, g = 9.81_wp, inflow_damping_height = 9999999.9_wp, &
700                 inflow_damping_width = 9999999.9_wp, kappa = 0.4_wp, km_constant = -1.0_wp,&
701                 lad_surface = 0.0_wp, leaf_surface_concentration = 0.0_wp, &
702                 mask_scale_x = 1.0_wp, mask_scale_y = 1.0_wp, mask_scale_z = 1.0_wp, &
703                 maximum_cpu_time_allowed = 0.0_wp,  &
704                 molecular_viscosity = 1.461E-5_wp, &
705                 old_dt = 1.0E-10_wp, omega = 7.29212E-5_wp, omega_sor = 1.8_wp, &
706                 particle_maximum_age = 9999999.9_wp, &
707                 phi = 55.0_wp, prandtl_number = 1.0_wp, &
708                 precipitation_amount_interval = 9999999.9_wp, prho_reference, &
709                 pt_damping_factor = 0.0_wp, pt_damping_width = 0.0_wp, &
710                 pt_reference = 9999999.9_wp, pt_slope_offset = 0.0_wp, &
711                 pt_surface = 300.0_wp, pt_surface_initial_change = 0.0_wp, &
712                 q_surface = 0.0_wp, q_surface_initial_change = 0.0_wp, &
713                 rayleigh_damping_factor = -1.0_wp, rayleigh_damping_height = -1.0_wp, &
714                 recycling_width = 9999999.9_wp, residual_limit = 1.0E-4_wp, &
715                 restart_time = 9999999.9_wp, rho_reference, rho_surface, &
716                 rif_max = 1.0_wp, rif_min = -5.0_wp, roughness_length = 0.1_wp, &
717                 sa_surface = 35.0_wp, scalar_exchange_coefficient = 0.0_wp, &
718                 simulated_time = 0.0_wp, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
719                 skip_time_data_output = 0.0_wp, skip_time_data_output_av = 9999999.9_wp,&
720                 skip_time_dopr = 9999999.9_wp, skip_time_dosp = 9999999.9_wp, &
721                 skip_time_do2d_xy = 9999999.9_wp, skip_time_do2d_xz = 9999999.9_wp, &
722                 skip_time_do2d_yz = 9999999.9_wp, skip_time_do3d = 9999999.9_wp, &
723                 surface_heatflux = 9999999.9_wp, surface_pressure = 1013.25_wp, &
724                 surface_scalarflux = 9999999.9_wp, surface_waterflux = 9999999.9_wp, &
725                 s_surface = 0.0_wp, s_surface_initial_change = 0.0_wp, &
726                 termination_time_needed = -1.0_wp, time_coupling = 0.0_wp, &
727                 time_disturb = 0.0_wp, time_dopr = 0.0_wp, time_dopr_av = 0.0_wp, &
728                 time_dopr_listing = 0.0_wp, time_dopts = 0.0_wp, time_dosp = 0.0_wp, &
729                 time_dosp_av = 0.0_wp, time_dots = 0.0_wp, time_do2d_xy = 0.0_wp, &
730                 time_do2d_xz = 0.0_wp, time_do2d_yz = 0.0_wp, time_do3d = 0.0_wp, &
731                 time_do_av = 0.0_wp, time_do_sla = 0.0_wp, time_dvrp = 0.0_wp, &
732                 time_restart = 9999999.9_wp, time_run_control = 0.0_wp,&
733                 time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9_wp, &
734                 top_momentumflux_u = 9999999.9_wp, &
735                 top_momentumflux_v = 9999999.9_wp, top_salinityflux = 9999999.9_wp, &
736                 ug_surface = 0.0_wp, u_bulk = 0.0_wp, u_gtrans = 0.0_wp, &
737                 vg_surface = 0.0_wp, vpt_reference = 9999999.9_wp, &
738                 v_bulk = 0.0_wp, v_gtrans = 0.0_wp, wall_adjustment_factor = 1.8_wp, &
739                 z_max_do2d = -1.0_wp, z0h_factor = 1.0_wp
740
741    REAL(wp) ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0_wp, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0_wp, &
742                 do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0_wp, dpdxy(1:2) = 0.0_wp, &
743                 dt_domask(max_masks) = 9999999.9_wp, lad_vertical_gradient(10) = 0.0_wp,&
744                 lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
745                 mask_scale(3), &
746                 pt_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
747                 pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
748                 q_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
749                 q_vertical_gradient_level(10) = -1.0_wp, &
750                 s_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
751                 s_vertical_gradient_level(10) = -1.0_wp, &
752                 sa_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
753                 sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
754                 skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9_wp, threshold(20) = 0.0_wp, &
755                 time_domask(max_masks) = 0.0_wp, &
756                 tsc(10) = (/ 1.0_wp, 1.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp /), &
757                 u_profile(100) = 9999999.9_wp, uv_heights(100) = 9999999.9_wp, &
758                 v_profile(100) = 9999999.9_wp, &
759                 ug_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
760                 ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
761                 vg_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
762                 vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
763                 volume_flow(1:2) = 0.0_wp, volume_flow_area(1:2) = 0.0_wp, &
764                 volume_flow_initial(1:2) = 0.0_wp, wall_heatflux(0:4) = 0.0_wp, &
765                 wall_humidityflux(0:4) = 0.0_wp, wall_nrflux(0:4) = 0.0_wp, &
766                 wall_qflux(0:4) = 0.0_wp, wall_qrflux(0:4) = 0.0_wp, &
767                 wall_salinityflux(0:4) = 0.0_wp, wall_scalarflux(0:4) = 0.0_wp, &
768                 subs_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
769                 subs_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp
770
771    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
772
773    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
774            mask_x = -1.0_wp, mask_y = -1.0_wp, mask_z = -1.0_wp
775    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
776            mask_x_loop = -1.0_wp, mask_y_loop = -1.0_wp, mask_z_loop = -1.0_wp
777   
778!
779!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
780       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
781
782    SAVE
783
784 END MODULE control_parameters
785
786
787
788 MODULE dvrp_variables
789
790!------------------------------------------------------------------------------!
791! Description:
792! ------------
793! Definition of variables used with dvrp-software
794!------------------------------------------------------------------------------!
795
796     USE kinds
797
798    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
799                           particle_dvrpsize = 'none'
800
801    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
802                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
803
804    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
805                           dvrp_file      = 'default',                    &
806                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
807                           dvrp_password  = '********',                   &
808                           dvrp_username  = ' '
809
810    INTEGER(iwp) ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
811                     dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
812                     nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
813                     nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
814                     pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
815                     pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
816                     vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
817                     vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
818
819    INTEGER(iwp), DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
820
821    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
822                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
823                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
824
825    REAL(wp)    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9_wp, clip_dvrp_n = 9999999.9_wp, &
826                    clip_dvrp_r = 9999999.9_wp, clip_dvrp_s = 9999999.9_wp, &
827                    superelevation = 1.0_wp, superelevation_x = 1.0_wp,     &
828                    superelevation_y = 1.0_wp, vc_alpha = 38.0_wp
829
830    REAL(wp), DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0_wp, 1.0_wp /), &
831                               dvrpsize_interval = (/ 0.0_wp, 1.0_wp /)
832
833    REAL(wp), DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0_wp, 0.6_wp, 0.0_wp /), &
834                               topography_color = (/ 0.8_wp, 0.7_wp, 0.6_wp /)
835
836#if defined( __decalpha )
837    REAL(wp), DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/      &
838                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
839                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
840                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp /), (/ 2, 10 /) )
841
842    REAL(wp), DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                 &
843                                   0.9_wp, 0.9_wp, 0.9_wp,  0.8_wp, 0.1_wp, 0.1_wp,  0.1_wp, 0.1_wp, 0.8_wp, &
844                                   0.1_wp, 0.8_wp, 0.1_wp,  0.6_wp, 0.1_wp, 0.1_wp,  0.1_wp, 0.1_wp, 0.6_wp, &
845                                   0.1_wp, 0.6_wp, 0.1_wp,  0.4_wp, 0.1_wp, 0.1_wp,  0.1_wp, 0.1_wp, 0.4_wp, &
846                                   0.1_wp, 0.4_wp, 0.1_wp /), (/ 3, 10 /) )
847
848    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
849                                   RESHAPE( (/ 270.0_sp, 225.0_sp, 225.0_sp, 180.0_sp,      &
850                                                70.0_sp,  25.0_sp,  25.0_sp, -25.0_sp,      &
851                                               ( 0.0_sp, i9 = 1, 192 ) /),         &
852                                            (/ 2, 100 /) ),                     &
853                                   interval_l_dvrp = 0.5_sp, interval_s_dvrp = 1.0_sp,&
854                                   interval_a_dvrp = 0.0_sp,                       &
855                                   interval_values_dvrp_prt,                    &
856                                   interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
857                                   (/ 270.0_sp, 225.0_sp, 225.0_sp, 180.0_sp, 70.0_sp, 25.0_sp,   &
858                                      25.0_sp, -25.0_sp, ( 0.0_sp, i9 = 1, 192 ) /),     &
859                                                   (/ 2, 100 /) ),              &
860                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5_sp,                   &
861                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0_sp,                   &
862                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0_sp
863#else
864    REAL(wp), DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
865
866    REAL(wp), DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
867
868    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
869                                   interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
870                                   interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5_sp, &
871                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5_sp, interval_s_dvrp = 1.0_sp, &
872                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0_sp, interval_a_dvrp = 0.0_sp, &
873                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0_sp
874
875    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
876                                     -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
877                                     -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
878                                     -1.0_wp, 1.0_wp /
879
880    DATA  isosurface_color / 0.9_wp, 0.9_wp, 0.9_wp,  0.8_wp, 0.1_wp, 0.1_wp,  0.1_wp, 0.1_wp, 0.8_wp, &
881                             0.1_wp, 0.8_wp, 0.1_wp,  0.6_wp, 0.1_wp, 0.1_wp,  0.1_wp, 0.1_wp, 0.6_wp, &
882                             0.1_wp, 0.6_wp, 0.1_wp,  0.4_wp, 0.1_wp, 0.1_wp,  0.1_wp, 0.1_wp, 0.4_wp, &
883                             0.1_wp, 0.4_wp, 0.1_wp /
884
885    DATA  interval_h_dvrp / 270.0_wp, 225.0_wp, 225.0_wp, 180.0_wp, 70.0_wp, 25.0_wp, &
886                            25.0_wp, -25.0_wp, 192 * 0.0_wp /
887
888    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0_wp, 225.0_wp, 225.0_wp, 180.0_wp, 70.0_wp, 25.0_wp, &
889                                25.0_wp, -25.0_wp, 192 * 0.0_wp /
890#endif
891
892    REAL(sp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
893
894    TYPE steering
895       CHARACTER (LEN=24) ::  name
896       REAL(sp)           ::  min, max
897       INTEGER(iwp)       ::  imin, imax
898    END TYPE steering
899
900    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
901
902    SAVE
903
904 END MODULE dvrp_variables
905
906
907
908
909 MODULE grid_variables
910
911!------------------------------------------------------------------------------!
912! Description:
913! ------------
914! Definition of grid spacings
915!------------------------------------------------------------------------------!
916
917    USE kinds
918
919    REAL(wp) ::  ddx, ddx2, dx = 1.0_wp, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0_wp, dy2
920
921    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
922
923    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
924                                              fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
925                                              wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
926                                              zu_s_inner, zw_w_inner
927
928    SAVE
929
930 END MODULE grid_variables
931
932
933
934
935 MODULE indices
936
937!------------------------------------------------------------------------------!
938! Description:
939! ------------
940! Definition of array bounds, number of gridpoints, and wall flag arrays
941!------------------------------------------------------------------------------!
942
943    USE kinds
944
945    INTEGER(iwp) ::  i_left, i_right, j_north, j_south, nbgp = 3, ngp_sums,         &
946                     ngp_sums_ls, nnx, nx = 0, nx_a, nx_o, nxl, nxlg, nxlu, nxr,    &
947                     nxrg, nx_on_file, nny, ny = 0, ny_a, ny_o, nyn, nyng, nys,     &
948                     nysg, nysv, ny_on_file, nnz, nz = 0, nzb, nzb_diff, nzb_max,   &
949                     nzt, nzt_diff
950
951
952    INTEGER(idp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
953                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
954
955    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                  &
956                   ngp_2dh, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
957
958
959    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE :: ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner,  &
960                   mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner, nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u,    &
961                   nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer, nzb_s_inner, nzb_s_outer,    &
962                   nzb_u_inner, nzb_u_outer, nzb_v_inner, nzb_v_outer,            &
963                   nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
964
965    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
966
967    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  wall_flags_0, wall_flags_00
968
969    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE,  TARGET ::                       &
970                   wall_flags_1, wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4,        &
971                   wall_flags_5, wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8,        &
972                   wall_flags_9, wall_flags_10
973
974    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  rflags_s_inner, rflags_invers
975
976    SAVE
977
978 END MODULE indices
979
980
981
982
983 MODULE interfaces
984
985!------------------------------------------------------------------------------!
986! Description:
987! ------------
988! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
989!------------------------------------------------------------------------------!
990
991    INTERFACE
992
993       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, offset, &
994                                   wert, wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
995
996          USE kinds
997
998          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)      ::  mode
999          INTEGER(iwp), INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
1000          INTEGER(iwp)                       ::  wert_ijk(3)
1001          INTEGER(iwp), OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
1002          REAL(wp)                           ::  offset, wert
1003          REAL(wp), OPTIONAL                 ::  wert1
1004          REAL(wp), INTENT(IN)               ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
1005
1006       END SUBROUTINE global_min_max
1007
1008    END INTERFACE
1009
1010    SAVE
1011
1012 END MODULE interfaces
1013
1014
1015
1016 MODULE pointer_interfaces
1017
1018!------------------------------------------------------------------------------!
1019! Description:
1020! ------------
1021! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
1022! prognostic_equations
1023!------------------------------------------------------------------------------!
1024
1025    INTERFACE
1026
1027       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
1028
1029          USE kinds
1030
1031          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
1032#if defined( __nopointer )
1033          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:) ::  sk
1034#else
1035          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
1036#endif
1037       END SUBROUTINE advec_s_bc
1038
1039    END INTERFACE
1040
1041
1042    SAVE
1043
1044 END MODULE pointer_interfaces
1045
1046
1047
1048
1049 MODULE model_1d
1050
1051!------------------------------------------------------------------------------!
1052! Description:
1053! ------------
1054! Definition of variables for the 1D-model
1055!------------------------------------------------------------------------------!
1056
1057    USE kinds
1058
1059    INTEGER(iwp) ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d
1060
1061    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
1062
1063    REAL(wp) ::     damp_level_1d = -1.0_wp, dt_1d = 60.0_wp, dt_max_1d = 300.0_wp, &
1064                    dt_pr_1d = 9999999.9_wp, dt_run_control_1d = 60.0_wp, &
1065                    end_time_1d = 864000.0_wp, old_dt_1d = 1.0E-10_wp, &
1066                    qs1d, simulated_time_1d = 0.0_wp, time_pr_1d = 0.0_wp, &
1067                    time_run_control_1d = 0.0_wp, ts1d, us1d, usws1d, &
1068                    vsws1d, z01d, z0h1d
1069
1070
1071    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_p, kh1d, km1d, l_black, l1d,  &
1072                                            rif1d, te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, &
1073                                            te_vm, u1d, u1d_p, v1d, v1d_p
1074
1075    SAVE
1076
1077 END MODULE model_1d
1078
1079
1080
1081
1082 MODULE netcdf_control
1083
1084!------------------------------------------------------------------------------!
1085! Description:
1086! ------------
1087! Definition of parameters and variables for netcdf control.
1088!------------------------------------------------------------------------------!
1089
1090    USE control_parameters, ONLY: max_masks
1091    USE kinds
1092#if defined( __netcdf )
1093    USE netcdf
1094#endif
1095
1096    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 29, dots_max = 100
1097
1098    INTEGER(iwp) ::  dots_num = 23
1099
1100    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
1101         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
1102            'z_i   ' /)
1103
1104    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
1105         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
1106            'z_i   ' /)
1107
1108    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
1109          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
1110             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
1111             'w_up   ', 'w_down ', 'radius ', 'r_min  ', 'r_max  ', 'npt_max', &
1112             'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', 'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', &
1113             'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', 'w"2    ', 'npt*2  ' /)
1114
1115    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
1116          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
1117             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
1118             'm/s    ', 'm/s    ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'number ', &
1119             'number ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
1120             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'number2' /)
1121
1122    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
1123          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
1124             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
1125             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
1126             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ', 'q*     ',            &
1127             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1128
1129    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
1130          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
1131             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
1132             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
1133             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ', 'kg/kg  ',            &
1134             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1135
1136    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
1137
1138    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
1139
1140    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
1141          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
1142             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
1143             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
1144             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
1145             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
1146             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
1147             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
1148             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1149             'not_used        ' /)
1150
1151    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
1152          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
1153             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1154             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
1155             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1156             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
1157             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
1158             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
1159             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1160             'not_used        ' /)
1161
1162    INTEGER(iwp) ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
1163                     id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
1164                     id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
1165                     id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
1166                     id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
1167                     id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
1168                     id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
1169
1170    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
1171                    id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
1172                    id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
1173                    id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
1174                    id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
1175                    id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
1176                    id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
1177                    id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
1178                    id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
1179                    id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
1180                    id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
1181                    id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
1182                    id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
1183                    id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
1184                    id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
1185                    id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
1186                    id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
1187                    id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
1188
1189    INTEGER(iwp), DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
1190    INTEGER(iwp), DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
1191    INTEGER(iwp), DIMENSION(11)  ::  nc_precision
1192    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1193
1194    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1195    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1196    INTEGER(iwp), DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1197                                               id_var_z_pr
1198    INTEGER(iwp), DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1199
1200!
1201!-- masked output
1202    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1203
1204    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1205
1206    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1207                   id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1208                   id_dim_zw_mask, &
1209                   id_set_mask, &
1210                   id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1211                   id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1212                   id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1213
1214    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1215
1216    SAVE
1217
1218 END MODULE netcdf_control
1219
1220
1221
1222
1223 MODULE pegrid
1224
1225!------------------------------------------------------------------------------!
1226! Description:
1227! ------------
1228! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1229! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1230! MPI-calls.
1231!------------------------------------------------------------------------------!
1232
1233    USE kinds
1234
1235#if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
1236#if defined( __lc )
1237    USE MPI
1238#else
1239    INCLUDE "mpif.h"
1240#endif
1241#endif
1242    CHARACTER(LEN=2) ::  send_receive = 'al'
1243    CHARACTER(LEN=5) ::  myid_char = ''
1244    INTEGER(iwp)          ::  acc_rank, comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter,       &
1245                              comm_palm, id_inflow = 0, id_recycling = 0, ierr,     &
1246                              myid = 0, myidx = 0, myidy = 0, ndim = 2, ngp_a,      &
1247                              ngp_o, ngp_xy, ngp_y, npex = -1, npey = -1,           &
1248                              numprocs = 1, numprocs_previous_run = -1,             &
1249                              num_acc_per_node = 0, pleft, pnorth, pright, psouth,  &
1250                              req_count = 0, sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz,    &
1251                              sendrecvcount_zx, sendrecvcount_zyd,                  &
1252                              sendrecvcount_yxd, target_id, tasks_per_node = -9999, &
1253                              threads_per_task = 1, type_x, type_x_int, type_xy,    &
1254                              type_y, type_y_int
1255
1256    INTEGER(iwp)          ::  pdims(2) = 1, req(100)
1257
1258    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1259                                                  hor_index_bounds_previous_run
1260
1261    LOGICAL ::  background_communication =.FALSE., collective_wait = .FALSE., &
1262                sendrecv_in_background = .FALSE.
1263
1264#if defined( __parallel )
1265#if defined( __mpi2 )
1266    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1267#endif
1268
1269    INTEGER(iwp) ::  ibuf(12), pcoord(2)
1270
1271#if ! defined ( __check )
1272    INTEGER(iwp) ::  status(MPI_STATUS_SIZE)
1273    INTEGER(iwp), DIMENSION(MPI_STATUS_SIZE,100) ::  wait_stat
1274#endif
1275
1276
1277    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz, type_yz
1278
1279    LOGICAL ::  left_border_pe  = .FALSE., north_border_pe = .FALSE., &
1280                reorder = .TRUE., right_border_pe = .FALSE.,          &
1281                south_border_pe = .FALSE.
1282
1283    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1284                              remain_dims
1285#endif
1286
1287    SAVE
1288
1289 END MODULE pegrid
1290
1291
1292
1293
1294 MODULE profil_parameter
1295
1296!------------------------------------------------------------------------------!
1297! Description:
1298! ------------
1299! Definition of variables which control PROFIL-output
1300!------------------------------------------------------------------------------!
1301
1302    USE kinds
1303
1304    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  crmax = 100
1305
1306    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1307                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1308                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1309                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1310                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1311                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1312                              ' L                  ',                         &
1313                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1314
1315    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1316                           (/ ' u v                           ', &
1317                              ' pt                            ', &
1318                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1319                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1320                              ' km kh                         ', &
1321                              ' l                             ', &
1322                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1323
1324    INTEGER(iwp) ::  profile_columns = 2, profile_rows = 3, profile_number = 0
1325
1326    INTEGER(iwp) ::  cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1327                     cross_ts_number_count(crmax) = 0, &
1328                     dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1329                     dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0
1330               
1331
1332    REAL(wp) ::  cross_ts_uymax(20) = &
1333                             (/ 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1334                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1335                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1336                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp /),&
1337                 cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999_wp, &
1338                 cross_ts_uymin(20) = &
1339                             (/ 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,  -5.000_wp, 999.999_wp,   &
1340                                999.999_wp,   0.000_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1341                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1342                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp /),&
1343                 cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999_wp
1344
1345    SAVE
1346
1347 END MODULE profil_parameter
1348
1349
1350
1351
1352 MODULE spectrum
1353
1354!------------------------------------------------------------------------------!
1355! Description:
1356! ------------
1357! Definition of quantities used for computing spectra
1358!------------------------------------------------------------------------------!
1359
1360    USE kinds
1361
1362    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1363                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1364    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1365    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1366    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1367                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1368                                              '-power spectrum of v     ', &
1369                                              '-power spectrum of w     ', &
1370                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1371                                              '-power spectrum of q     ' /)
1372    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1373                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1374                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1375                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1376                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1377                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1378
1379    INTEGER(iwp) ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1380
1381    INTEGER(iwp) ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1382                     lstyles(100) = (/ 0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1383                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1384                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1385                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1386                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1387                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1388                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1389                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1390                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1391                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1392                     plot_spectra_level(100) = 999999
1393
1394    REAL(wp)    ::  time_to_start_sp = 0.0_wp
1395
1396    SAVE
1397
1398 END MODULE spectrum
1399
1400
1401
1402
1403 MODULE statistics
1404
1405!------------------------------------------------------------------------------!
1406! Description:
1407! ------------
1408! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1409!------------------------------------------------------------------------------!
1410
1411    USE kinds
1412
1413    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1414    INTEGER(iwp) ::  pr_palm = 100, statistic_regions = 0
1415    INTEGER(iwp) ::  u_max_ijk(3) = -1, v_max_ijk(3) = -1, w_max_ijk(3) = -1
1416    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1417    REAL(wp) ::     u_max, v_max, w_max
1418    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l,   &
1419                                                  var_d, weight_substep,          &
1420                                                  weight_pres
1421    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value, &
1422                                                  sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, &
1423                                                  sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,   &
1424                                                  sums_ws2_ws_l,                  &
1425                                                  sums_wsnrs_ws_l,                &
1426                                                  sums_wspts_ws_l,                &
1427                                                  sums_wssas_ws_l,                &
1428                                                  sums_wsqs_ws_l,                 &
1429                                                  sums_wsqrs_ws_l,                &
1430                                                  sums_ls_l
1431                                             
1432    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1433                                                  spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1434                                                  sums_up_fraction_l
1435    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1436
1437    SAVE
1438
1439 END MODULE statistics
1440
1441
1442
1443
1444 MODULE transpose_indices
1445
1446!------------------------------------------------------------------------------!
1447! Description:
1448! ------------
1449! Definition of indices for transposed arrays
1450!------------------------------------------------------------------------------!
1451
1452    USE kinds
1453
1454    INTEGER(iwp) ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z,      &
1455                     nys_x, nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_y, nzt_yd
1456               
1457
1458    SAVE
1459
1460 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.