source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 869

Last change on this file since 869 was 867, checked in by raasch, 13 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 67.2 KB
Line 
1 MODULE advection
2
3!------------------------------------------------------------------------------!
4! Current revisions:
5! -----------------
6!
7!
8! Former revisions:
9! -----------------
10! $Id: modules.f90 867 2012-03-28 06:54:50Z raasch $
11!
12! 866 2012-03-28 06:44:41Z raasch
13! interface for global_min_max changed
14!
15! 861 2012-03-26 14:18:34Z suehring
16! +wall_flags_0
17! -boundary_flags
18! +nzb_max
19! +adv_sca_1, +adv_mom_1
20!
21! 849 2012-03-15 10:35:09Z raasch
22! +deleted_particles, deleted_tails, tr.._count_sum, tr.._count_recv_sum in
23! particle_attributes,
24! +de_dx, de_dy, de_dz in arrays_3d,
25! first_call_advec_particles renamed first_call_lpm
26!
27! 828 2012-02-21 12:00:36Z raasch
28! +dissipation_classes, radius_classes, use_kernel_tables,
29! particle feature color renamed class
30!
31! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
32! +bfactor, curvature_solution_effects, eps_ros, molecular_weight_of_water,
33! vanthoff, -b_cond in cloud_parameters,
34! dopts_num increased to 29, particle attributes speed_x|y|z_sgs renamed
35! rvar1|2|3
36! wang_collision_kernel and turbulence_effects_on_collision replaced by
37! collision_kernel, hall_kernel, palm_kernel, wang_kernel
38!
39! 809 2012-01-30 13:32:58Z marongas
40! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
41!
42! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
43! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files.
44! New parameter check_restart has been defined which is needed by
45! check_namelist_files only.
46!
47! 805 2012-01-17 15:53:28Z franke
48! Bugfix collective_wait must be out of parallel branch for runs in serial mode
49!
50! 801 2012-01-10 17:30:36Z suehring
51! Dimesion of sums_wsus_ws_l, ! sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
52! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l increased.
53! for thread-safe summation in advec_ws.
54!
55! 792 2011-12-01 01:23:23Z raasch
56! particle arrays (particles, parrticles_temp) implemented as pointers,
57! +particles_1, particles_2, sort_count
58!
59! 790 2011-11-29 03:11:20Z raasch
60! +turbulence_effects_on_collision, wang_collision_kernel
61!
62! 785 2011-11-28 09:47:19Z raasch
63! +scalar_rayleigh_damping, rdf_sc
64!
65! 778 2011-11-07 14:18:25Z fricke
66! +gathered_size, subdomain_size
67!
68! 771 2011-10-27 10:56:21Z heinze
69! +lpt_av
70!
71! 767 2011-10-14 06:39:12Z raasch
72! +u_profile, v_profile, uv_heights, use_prescribed_profile_data
73!
74! 759 2011-09-15 13:58:31Z raasch
75! +io_blocks, io_group, maximum_parallel_io_streams,
76! synchronous_exchange moved to control_parameters
77!
78! 743 2011-08-18 16:10:16Z suehring
79! Dimension of sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
80! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wssas_ws_l,sums_wsqs_ws_l needed for
81! statistical evaluation of turbulent fluxes in WS-scheme decreased.
82! 736 2011-08-17 14:13:26Z suehring
83! Dimension of fluxes needed for WS-scheme increased.
84!
85! 722 2011-04-11 06:21:09Z raasch
86! Bugfix: default value for south_border_pe changed to .F.
87!
88! 707 2011-03-29 11:39:40Z raasch
89! +bc_lr_dirrad, bc_lr_raddir, bc_ns_dirrad, bc_ns_raddir, left_border_pe,
90! north_border_pe, right_border_pe, south_border_pe
91! p_sub renamed p_loc
92!
93! 683 2011-02-09 14:25:15Z raasch
94! +synchronous_exchange
95!
96! 673 2011-01-18 16:19:48Z suehring
97! +weight_pres to weight the respective contribution of the Runge-Kutta
98! substeps. +p_sub to buffer the intermediate contributions for Multigrid and
99! SOR.
100!
101! 667 2010-12-23 12:06:00Z suehring/gryschka
102! Removed u_nzb_p1_for_vfc and v_nzb_p1_for_vfc
103! For coupling with different resolution in ocean and atmophere:
104! +nx_a, +nx_o, ny_a, +ny_o, ngp_a, ngp_o, +total_2d_o, +total_2d_a,
105! +coupling_topology
106! Buffer arrays for the left sided advective fluxes added in arrays_3d.
107! +flux_s_u, +flux_s_v, +flux_s_w, +diss_s_u, +diss_s_v, +diss_s_w,
108! +flux_s_pt, +diss_s_pt, +flux_s_e, +diss_s_e, +flux_s_q, +diss_s_q,
109! +flux_s_sa, +diss_s_sa
110! 3d arrays for dissipation control added. (only necessary for vector arch.)
111! +var_x, +var_y, +var_z, +gamma_x, +gamma_y, +gamma_z
112! Default of momentum_advec and scalar_advec changed to 'ws-scheme' .
113! +exchange_mg added in control_parameters to steer the data exchange.
114! Parameters +nbgp, +nxlg, +nxrg, +nysg, +nyng added in indices.
115! flag array +boundary_flags added in indices to steer the degradation of order
116! of the advective fluxes when non-cyclic boundaries are used.
117! MPI-datatypes +type_y, +type_y_int and +type_yz for data_exchange added in
118! pegrid.
119! +sums_wsus_ws_l, +sums_wsvs_ws_l, +sums_us2_ws_l, +sums_vs2_ws_l,
120! +sums_ws2_ws_l, +sums_wspts_ws_l, +sums_wssas_ws_l, +sums_wsqs_ws_l
121! and +weight_substep added in statistics to steer the statistical evaluation
122! of turbulent fluxes in the advection routines.
123! LOGICALS +ws_scheme_sca and +ws_scheme_mom added to get a better performance
124! in prognostic_equations.
125! LOGICAL +dissipation_control control added to steer numerical dissipation
126! in ws-scheme.
127! Changed length of string run_description_header
128!
129! 622 2010-12-10 08:08:13Z raasch
130! +collective_wait in pegrid
131!
132! 600 2010-11-24 16:10:51Z raasch
133! default values of surface_scalarflux and surface_waterflux changed
134! to 9999999.9
135!
136! 580 2010-10-05 13:59:11Z heinze
137! Renaming of ws_vertical_gradient to subs_vertical_gradient,
138! ws_vertical_gradient_level to subs_vertical_gradient_level and
139! ws_vertical_gradient_level_ind to subs_vertical_gradient_level_i
140!
141! 564 2010-09-30 13:18:59Z helmke
142! nc_precision and netcdf_precision dimension changed to 11, all default
143! values of mask_xyz_loop changed to -1.0, dimension of openfile changed to
144! 200+2*max_masks, max_masks changed to 50
145!
146! 553 2010-09-01 14:09:06Z weinreis
147! parameters for masked output are replaced by arrays
148!
149! 531 2010-04-21 06:47:21Z heinze
150! character length of dopr_unit enlarged
151!
152! 519 2010-03-19 05:30:02Z raasch
153! -replace_char, replace_by
154!
155! 493 2010-03-01 08:30:24Z raasch
156! +netcdf_data_format, -netcdf_64bit, -netcdf_64bit_3d, -netcdf_format_mask*,
157! -nc_format_mask, -format_parallel_io
158!
159! 485 2010-02-05 10:57:51Z raasch
160! ngp_3d, ngp_3d_inner changed to 64 bit
161!
162! 449 2010-02-02 11:23:59Z raasch
163! -var_ts: replaced by dots_max,
164! initial data assignments to some dvrp arrays changed due to error messages
165! from gfortran compiler
166! +large_scale_subsidence, ws_vertical_gradient, ws_vertical_gradient_level,
167! ws_vertical_gradient_level_ind, w_subs
168!
169! 388 2009-09-23 09:40:33Z raasch
170! +prho, prho_1
171! +bc_lr_cyc, bc_ns_cyc
172! +output_for_t0
173! translation error of actual -> current revisions fixed
174! +q* in dots_label, dots_unit. increased dots_num respectively
175! typographical error in dots_unit fixed
176! +clip_dvrp_*, cluster_size, color_interval, dvrpsize_interval, dvrp_overlap,
177! dvrp_total_overlap, groundplate_color, local_dvrserver_running, n*_dvrp,
178! interval_*_dvrp_prt, isosurface_color, particle_color, particle_dvrpsize,
179! topography color in dvrp_variables,
180! vertical_particle_advection is a 1d-array,
181! +canyon_height, canyon_width_x, canyon_width_y, canyon_wall_left,
182! canyon_wall_south, conserve_volume_flow_mode, coupling_start_time,
183! dp_external, dp_level_b, dp_level_ind_b, dp_smooth, dp_smooth_factor, dpdxy,
184! run_coupled, time_since_reference_point, u_bulk, v_bulk in control_parameters,
185! default value of grid_matching changed to strict
186! +shf_av, qsws_av
187!
188! 217 2008-12-09 18:00:48Z letzel
189! +topography_grid_convention
190! some dvrp-variables changed to single precision, variables for dvrp-mode
191! pathlines added, +target_id, abort_mode, message_string
192!
193! 197 2008-09-16 15:29:03Z raasch
194! allow 100 spectra levels instead of 10 for consistency with
195! define_netcdf_header, +canopy_heat_flux, cthf, lai,
196! +leaf_surface_concentration, scalar_exchange_coefficient, sec, sls
197! +hor_index_bounds, hor_index_bounds_previous_run, id_inflow, id_recycling,
198! inflow_damping_*, mean_inflow_profiles, numprocs_previous_run, nx_on_file,
199! ny_on_file, offset_ocean_*, recycling_plane, recycling_width, turbulent_inflow
200! -myid_char_14
201!
202! 138 2007-11-28 10:03:58Z letzel
203! +drag_coefficient, pch_index, lad_surface, lad_vertical_gradient,
204! lad_vertical_gradient_level, plant_canopy, lad, lad_s, lad_u, lad_v,
205! lad_w, cdc, lad_vertical_gradient_level_ind, canopy_mode
206! +dt_sort_particles, ngp_2dh_s_inner, time_sort_particles, flags,
207! wall_flags_1..10, wall_humidityflux(0:4), wall_qflux(0:4),
208! wall_salinityflux(0:4), wall_scalarflux(0:4)
209!
210! 108 2007-08-24 15:10:38Z letzel
211! +comm_inter, constant_top_momentumflux, coupling_char, coupling_mode,
212! coupling_mode_remote, c_u, c_v, c_w, dt_coupling, e_init, humidity_remote,
213! ngp_xy, nxlu, nysv, port_name, qswst_remote, terminate_coupled,
214! terminate_coupled_remote, time_coupling, top_momentumflux_u|v, type_xy,
215! uswst*, vswst*
216!
217! 97 2007-06-21 08:23:15Z raasch
218! +atmos_ocean_sign, ocean, r, + salinity variables
219! defaults of .._vertical_gradient_levels changed from -1.0 to -9999999.9
220! hydro_press renamed hyp, use_pt_reference renamed use_reference
221!
222! 89 2007-05-25 12:08:31Z raasch
223! +data_output_pr_user, max_pr_user, size of data_output_pr, dopr_index,
224! dopr_initial_index and dopr_unit enlarged,
225! var_hom and var_sum renamed pr_palm
226!
227! 82 2007-04-16 15:40:52Z raasch
228! +return_addres, return_username
229! Cpp-directive lcmuk renamed lc
230!
231! 75 2007-03-22 09:54:05Z raasch
232! +arrays precipitation_amount, precipitation_rate, precipitation_rate_av,
233! rif_wall, z0_av, +arrays u_m_l, u_m_r, etc. for radiation boundary conditions,
234! +loop_optimization, netcdf_64bit_3d, zu_s_inner, zw_w_inner, id_var_zusi_*,
235! id_var_zwwi_*, ts_value, u_nzb_p1_for_vfc, v_nzb_p1_for_vfc, pt_reference,
236! use_pt_reference, precipitation_amount_interval, revision
237! +age_m in particle_type, moisture renamed humidity,
238! -data_output_ts, dots_n, uvmean_outflow, uxrp, vynp,
239! arrays dots_label and dots_unit now dimensioned with dots_max,
240! setting of palm version moved to main program
241!
242! 37 2007-03-01 08:33:54Z raasch
243! +constant_top_heatflux, top_heatflux, use_top_fluxes, +arrays for top fluxes,
244! +nzt_diff, default of bc_pt_t renamed "initial_gradient"
245! Bugfix: p is not a pointer
246!
247! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
248!
249! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
250! version 3.1b (last under RCS control)
251!
252! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
253! Initial revision
254!
255!
256! Description:
257! ------------
258! Definition of variables for special advection schemes
259!------------------------------------------------------------------------------!
260
261    REAL ::  spl_gamma_x, spl_gamma_y
262
263    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex, spl_z_x, spl_z_y
264    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  spl_tri_x, spl_tri_y, spl_tri_zu, &
265                                          spl_tri_zw
266
267    SAVE
268
269 END MODULE advection
270
271
272
273
274 MODULE array_kind
275
276!------------------------------------------------------------------------------!
277! Description:
278! ------------
279! Definition of type parameters (used for the definition of single or double
280! precision variables)
281!------------------------------------------------------------------------------!
282
283    INTEGER, PARAMETER ::  dpk = SELECTED_REAL_KIND( 12 ), &
284                           spk = SELECTED_REAL_KIND( 6 )
285
286    SAVE
287
288 END MODULE array_kind
289
290
291
292
293 MODULE arrays_3d
294
295!------------------------------------------------------------------------------!
296! Description:
297! ------------
298! Definition of all arrays defined on the computational grid
299!------------------------------------------------------------------------------!
300
301    USE array_kind
302
303    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                         &
304          ddzu, ddzu_pres, dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor,  &
305          km_damp_x, km_damp_y, lad, l_grid, pt_init, q_init, rdf, rdf_sc,     &
306          sa_init, ug, u_init, u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, &
307          w_subs, zu, zw
308
309    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                       &
310          c_u, c_v, c_w, dzu_mg, dzw_mg, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                  &
311          mean_inflow_profiles, pt_slope_ref, qs, qswst_remote, ts, us, z0,    &
312          flux_s_pt, diss_s_pt, flux_s_e, diss_s_e, flux_s_q, diss_s_q,        &
313          flux_s_sa, diss_s_sa, flux_s_u, flux_s_v, flux_s_w, diss_s_u,        &
314          diss_s_v, diss_s_w, total_2d_o, total_2d_a
315
316    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                               &
317          qsws_1, qsws_2, qswst_1, qswst_2, rif_1, rif_2, saswsb_1, saswst_1,  &
318          shf_1, shf_2, tswst_1, tswst_2, usws_1, usws_2, uswst_1, uswst_2,    &
319          vsws_1, vsws_2, vswst_1, vswst_2
320
321    REAL, DIMENSION(:,:), POINTER ::                                           &
322          qsws, qsws_m, qswst, qswst_m, rif, rif_m, saswsb, saswst, shf,       &
323          shf_m, tswst, tswst_m, usws, uswst, usws_m, uswst_m, vsws, vswst,    &
324          vsws_m, vswst_m
325
326    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                     &
327          canopy_heat_flux, cdc, d, de_dx, de_dy, de_dz, diss, lad_s, lad_u,   &
328          lad_v, lad_w, lai, l_wall, p_loc, sec, sls, tend, u_m_l, u_m_n,      &
329          u_m_r, u_m_s, v_m_l, v_m_n, v_m_r, v_m_s, w_m_l, w_m_n, w_m_r,       &
330          w_m_s, flux_l_pt, diss_l_pt, flux_l_e, diss_l_e, flux_l_q, diss_l_q, &
331          flux_l_sa, diss_l_sa, flux_l_u, flux_l_v, flux_l_w, diss_l_u,        &
332          diss_l_v, diss_l_w
333
334    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
335          ql_v, ql_vp
336
337    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
338          e_1, e_2, e_3, kh_1, kh_2, km_1, km_2, p, prho_1, pt_1, pt_2, pt_3,  &
339          q_1, q_2, q_3, ql_1, ql_2, rho_1, sa_1, sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3,   &
340          v_1, v_2, v_3, vpt_1, vpt_2, w_1, w_2, w_3
341
342    REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                         &
343          e, e_m, e_p, kh, kh_m, km, km_m, prho, pt, pt_m, pt_p, q, q_m, q_p,  &
344          ql, ql_c, rho, sa, sa_p, te_m, tpt_m, tq_m, tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, &
345          u, u_m, u_p, v, v_m, v_p, vpt, vpt_m, w, w_m, w_p
346
347    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall
348
349    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: var_x, var_y, var_z, gamma_x,       &
350                                           gamma_y, gamma_z
351
352    SAVE
353
354 END MODULE arrays_3d
355
356
357
358
359 MODULE averaging
360
361!------------------------------------------------------------------------------!
362! Description:
363! ------------
364! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
365!------------------------------------------------------------------------------!
366
367    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,       &
368                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av
369
370    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET :: &
371          e_av, lpt_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, q_av, ql_av, ql_c_av,     &
372          ql_v_av, ql_vp_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av, u_av, v_av, vpt_av, &
373          w_av
374 END MODULE averaging
375
376
377
378 MODULE cloud_parameters
379
380!------------------------------------------------------------------------------!
381! Description:
382! ------------
383! Definition of variables and constants for cloud physics
384!------------------------------------------------------------------------------!
385
386    LOGICAL ::  curvature_solution_effects = .FALSE.
387
388    REAL  ::  bfactor, cp = 1005.0, diff_coeff_l = 0.23E-4,                    &
389              effective_coll_efficiency,                                       &
390              eps_ros = 1.0E-4,             &  ! accuracy of Rosenbrock method
391              l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, l_v = 2.5E+06,                            &
392              mass_of_solute = 1.0E-17,              & ! soluted NaCl in kg
393              molecular_weight_of_solute = 0.05844,  & ! mol. mass NaCl (kg/mol)
394              molecular_weight_of_water = 0.01801528,& ! mol. mass H2O (kg/mol)
395              prec_time_const = 0.001, ql_crit = 0.0005, rho_l = 1.0E3,        &
396              r_d = 287.0, r_v = 461.51, thermal_conductivity_l = 2.43E-2,     &
397              vanthoff = 2.0                        ! van't Hoff factor (NaCl)
398
399    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  pt_d_t, t_d_pt
400
401    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  precipitation_amount, &
402                                          precipitation_rate
403
404    SAVE
405
406 END MODULE cloud_parameters
407
408
409
410
411 MODULE constants
412
413!------------------------------------------------------------------------------!
414! Description:
415! ------------
416! Definition of general constants
417!------------------------------------------------------------------------------!
418
419    REAL    ::  pi = 3.141592654
420    REAL    ::  adv_mom_1, adv_mom_3, adv_mom_5, adv_sca_1, adv_sca_3, adv_sca_5
421   
422
423    SAVE
424
425 END MODULE constants
426
427
428
429
430 MODULE control_parameters
431
432!------------------------------------------------------------------------------!
433! Description:
434! ------------
435! Definition of parameters for program control
436!------------------------------------------------------------------------------!
437
438    TYPE plot_precision
439       CHARACTER (LEN=6) ::  variable
440       INTEGER           ::  precision
441    END TYPE plot_precision
442
443    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
444                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
445                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
446                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
447                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
448
449    TYPE file_status
450       LOGICAL ::  opened, opened_before
451    END TYPE file_status
452   
453    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
454
455    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
456                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
457
458    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
459    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
460    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
461    CHARACTER (LEN=6)    ::  grid_matching = 'strict'
462    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
463    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
464    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
465    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
466    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
467                             loop_optimization = 'default', &
468                             momentum_advec = 'ws-scheme', &
469                             psolver = 'poisfft', &
470                             scalar_advec = 'ws-scheme'
471    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
472                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
473                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
474                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
475                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
476                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
477                             bc_sa_t = 'neumann', &
478                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
479                             canopy_mode = 'block', &
480                             coupling_mode = 'uncoupled', &
481                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
482                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
483                             fft_method = 'system-specific', &
484                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
485                             random_generator = 'numerical-recipes', &
486                             return_addres, return_username, &
487                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'
488    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, topography = 'flat'
489    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
490    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
491    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ' 
492    CHARACTER (LEN=110)  ::  run_description_header
493    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
494
495    CHARACTER (LEN=7),  DIMENSION(100) ::  do3d_comp_prec = ' '
496    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_format = ' '
497    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
498                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
499    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
500         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
501
502    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
503    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
504    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
505
506    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
507    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
508
509    INTEGER ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
510                average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
511                coupling_topology = 0, &
512                dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
513                disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
514                dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
515                dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
516                do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
517                dp_level_ind_b = 0, &
518                dvrp_filecount = 0, dz_stretch_level_index, gamma_mg, &
519                grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, ibc_pt_b, ibc_pt_t, &
520                ibc_q_b, ibc_q_t, ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, &
521                inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
522                intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
523                io_group = 0, io_blocks = 1, iran = -1234567, &
524                last_dt_change = 0, masks = 0, maximum_grid_level, &
525                maximum_parallel_io_streams = -1, max_pr_user = 0, &
526                mgcycles = 0, mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
527                netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, nsor = 20, &
528                nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
529                nz_do1d, nz_do3d = -9999, outflow_damping_width = -1, &
530                pch_index = 0, prt_time_count = 0, recycling_plane, runnr = 0, &
531                skip_do_avs = 0, terminate_coupled = 0, &
532                terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
533
534    INTEGER ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
535                do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
536                do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
537                do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
538                domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
539                lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
540                mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
541                mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
542                pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
543                q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
544                sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
545                section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
546                section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
547                ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
548                vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
549                subs_vertical_gradient_level_i(10) = -9999
550
551#if defined ( __check )
552    INTEGER :: check_restart = 0
553#endif
554
555    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
556
557    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
558    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
559                mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
560
561    LOGICAL ::  adjust_mixing_length = .FALSE., avs_output = .FALSE., &
562                bc_lr_cyc =.TRUE., bc_lr_dirrad = .FALSE., &
563                bc_lr_raddir = .FALSE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
564                bc_ns_dirrad = .FALSE., bc_ns_raddir = .FALSE., &
565                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
566                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
567                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
568                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
569                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
570                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
571                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
572                cut_spline_overshoot = .TRUE., &
573                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., & 
574                dissipation_control = .FALSE., disturbance_created = .FALSE., &
575                do2d_at_begin = .FALSE., do3d_at_begin = .FALSE., &
576                do3d_compress = .FALSE., do_sum = .FALSE., &
577                dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
578                dt_changed = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
579                dt_3d_reached, dt_3d_reached_l, exchange_mg = .FALSE., &
580                first_call_lpm = .TRUE., &
581                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
582                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
583                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
584                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
585                iso2d_output = .FALSE., large_scale_subsidence = .FALSE., &
586                mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
587                netcdf_output = .FALSE., ocean = .FALSE., &
588                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
589                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
590                plant_canopy = .FALSE., prandtl_layer = .TRUE., &
591                precipitation = .FALSE., profil_output = .FALSE., &
592                radiation = .FALSE., random_heatflux = .FALSE., &
593                run_control_header = .FALSE., run_coupled = .TRUE., &
594                scalar_rayleigh_damping = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
595                stop_dt = .FALSE., synchronous_exchange = .FALSE., &
596                terminate_run = .FALSE., turbulent_inflow = .FALSE., &
597                use_prescribed_profile_data = .FALSE., &
598                use_prior_plot1d_parameters = .FALSE., use_reference = .FALSE.,&
599                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
600                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
601                wall_adjustment = .TRUE., ws_scheme_sca = .FALSE., &
602                ws_scheme_mom = .FALSE.
603
604    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
605                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
606
607    REAL ::  advected_distance_x = 0.0, advected_distance_y = 0.0, &
608             alpha_surface = 0.0, asselin_filter_factor = 0.1, &
609             atmos_ocean_sign = 1.0, &
610             averaging_interval = 0.0, averaging_interval_pr = 9999999.9, &
611             averaging_interval_sp = 9999999.9, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
612             bottom_salinityflux = 0.0, &
613             building_height = 50.0, building_length_x = 50.0, &
614             building_length_y = 50.0, building_wall_left = 9999999.9, &
615             building_wall_south = 9999999.9, canyon_height = 50.0, &
616             canyon_width_x = 9999999.9, canyon_width_y = 9999999.9, &
617             canyon_wall_left = 9999999.9, canyon_wall_south = 9999999.9, &
618             cthf = 0.0, cfl_factor = -1.0, cos_alpha_surface, &
619             coupling_start_time, disturbance_amplitude = 0.25, &
620             disturbance_energy_limit = 0.01, &
621             disturbance_level_b = -9999999.9, &
622             disturbance_level_t = -9999999.9, &
623             dp_level_b = 0.0, drag_coefficient = 0.0, &
624             dt = -1.0, dt_averaging_input = 0.0, &
625             dt_averaging_input_pr = 9999999.9, dt_coupling = 9999999.9, &
626             dt_data_output = 9999999.9, &
627             dt_data_output_av = 9999999.9, dt_disturb = 9999999.9, &
628             dt_dopr = 9999999.9, dt_dopr_listing = 9999999.9, &
629             dt_dopts = 9999999.9, dt_dosp = 9999999.9, dt_dots = 9999999.9, &
630             dt_do2d_xy = 9999999.9, dt_do2d_xz = 9999999.9, &
631             dt_do2d_yz = 9999999.9, dt_do3d = 9999999.9, dt_dvrp = 9999999.9, &
632             dt_max = 20.0, dt_restart = 9999999.9, &
633             dt_run_control = 60.0, dt_3d = -1.0, dz = -1.0, &
634             dz_max = 9999999.9, dz_stretch_factor = 1.08, &
635             dz_stretch_level = 100000.0, e_init = 0.0, e_min = 0.0, &
636             end_time = 0.0, &
637             f = 0.0, fs = 0.0, g = 9.81, inflow_damping_height = 9999999.9, &
638             inflow_damping_width = 9999999.9, kappa = 0.4, km_constant = -1.0,&
639             km_damp_max = -1.0, lad_surface = 0.0,  &
640             leaf_surface_concentration = 0.0, long_filter_factor = 0.0, &
641             mask_scale_x = 1.0, mask_scale_y = 1.0, mask_scale_z = 1.0, &
642             maximum_cpu_time_allowed = 0.0,  &
643             molecular_viscosity = 1.461E-5, &
644             old_dt = 1.0E-10, omega = 7.29212E-5, omega_sor = 1.8, &
645             overshoot_limit_e = 0.0, overshoot_limit_pt = 0.0, &
646             overshoot_limit_u = 0.0, overshoot_limit_v = 0.0, &
647             overshoot_limit_w = 0.0, particle_maximum_age = 9999999.9, &
648             phi = 55.0, prandtl_number = 1.0, &
649             precipitation_amount_interval = 9999999.9, prho_reference, &
650             pt_reference = 9999999.9, pt_slope_offset = 0.0, &
651             pt_surface = 300.0, pt_surface_initial_change = 0.0, &
652             q_surface = 0.0, q_surface_initial_change = 0.0, &
653             rayleigh_damping_factor = -1.0, rayleigh_damping_height = -1.0, &
654             recycling_width = 9999999.9, residual_limit = 1.0E-4, &
655             restart_time = 9999999.9, rho_reference, rho_surface, &
656             rif_max = 1.0, rif_min = -5.0, roughness_length = 0.1, &
657             sa_surface = 35.0, scalar_exchange_coefficient = 0.0, &
658             simulated_time = 0.0, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
659             skip_time_data_output = 0.0, skip_time_data_output_av = 9999999.9,&
660             skip_time_dopr = 9999999.9, skip_time_dosp = 9999999.9, &
661             skip_time_do2d_xy = 9999999.9, skip_time_do2d_xz = 9999999.9, &
662             skip_time_do2d_yz = 9999999.9, skip_time_do3d = 9999999.9, &
663             surface_heatflux = 9999999.9, surface_pressure = 1013.25, &
664             surface_scalarflux = 9999999.9, surface_waterflux = 9999999.9, &
665             s_surface = 0.0, s_surface_initial_change = 0.0, &
666             termination_time_needed = -1.0, time_coupling = 0.0, &
667             time_disturb = 0.0, time_dopr = 0.0, time_dopr_av = 0.0, &
668             time_dopr_listing = 0.0, time_dopts = 0.0, time_dosp = 0.0, &
669             time_dosp_av = 0.0, time_dots = 0.0, time_do2d_xy = 0.0, &
670             time_do2d_xz = 0.0, time_do2d_yz = 0.0, time_do3d = 0.0, &
671             time_do_av = 0.0, time_do_sla = 0.0, time_dvrp = 0.0, &
672             time_restart = 9999999.9, time_run_control = 0.0,&
673             time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9, &
674             top_momentumflux_u = 9999999.9, &
675             top_momentumflux_v = 9999999.9, top_salinityflux = 9999999.9, &
676             ug_surface = 0.0, u_bulk = 0.0, u_gtrans = 0.0, &
677             ups_limit_e = 0.0, ups_limit_pt = 0.0, ups_limit_u = 0.0, &
678             ups_limit_v = 0.0, ups_limit_w = 0.0, vg_surface = 0.0, &
679             v_bulk = 0.0, v_gtrans = 0.0, wall_adjustment_factor = 1.8, &
680             z_max_do1d = -1.0, z_max_do1d_normalized = -1.0, z_max_do2d = -1.0
681
682    REAL ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0, &
683             do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0, dpdxy(1:2) = 0.0, &
684             dt_domask(max_masks) = 9999999.9, lad_vertical_gradient(10) = 0.0,&
685             lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
686             mask_scale(3), &
687             pt_vertical_gradient(10) = 0.0, &
688             pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
689             q_vertical_gradient(10) = 0.0, &
690             q_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
691             s_vertical_gradient(10) = 0.0, &
692             s_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
693             sa_vertical_gradient(10) = 0.0, &
694             sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
695             skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9, threshold(20) = 0.0, &
696             time_domask(max_masks) = 0.0, &
697             tsc(10) = (/ 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 /), &
698             u_profile(100) = 9999999.9, uv_heights(100) = 9999999.9, &
699             v_profile(100) = 9999999.9, &
700             ug_vertical_gradient(10) = 0.0, &
701             ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
702             vg_vertical_gradient(10) = 0.0, &
703             vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
704             volume_flow(1:2) = 0.0, volume_flow_area(1:2) = 0.0, &
705             volume_flow_initial(1:2) = 0.0, wall_heatflux(0:4) = 0.0, &
706             wall_humidityflux(0:4) = 0.0, wall_qflux(0:4) = 0.0, &
707             wall_salinityflux(0:4) = 0.0, wall_scalarflux(0:4) = 0.0, &
708             subs_vertical_gradient(10) = 0.0, &
709             subs_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9
710
711    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
712
713    REAL, DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
714        mask_x = -1.0, mask_y = -1.0, mask_z = -1.0
715    REAL, DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
716        mask_x_loop = -1.0, mask_y_loop = -1.0, mask_z_loop = -1.0
717   
718!
719!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
720       REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
721
722    SAVE
723
724 END MODULE control_parameters
725
726
727
728
729 MODULE cpulog
730
731!------------------------------------------------------------------------------!
732! Description:
733! ------------
734! Definition of variables for cpu-time measurements
735!------------------------------------------------------------------------------!
736
737    REAL ::  initial_wallclock_time
738
739    TYPE logpoint
740       REAL               ::  isum, ivect, mean, mtime, mtimevec, sum, vector
741       INTEGER            ::  counts
742       CHARACTER (LEN=20) ::  place
743    END TYPE logpoint
744
745    TYPE(logpoint), DIMENSION(100) ::  log_point = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0,   &
746                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' ),          &
747                                       log_point_s = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0, &
748                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' )
749
750    SAVE
751
752 END MODULE cpulog
753
754
755
756
757 MODULE dvrp_variables
758
759!------------------------------------------------------------------------------!
760! Description:
761! ------------
762! Definition of variables used with dvrp-software
763!------------------------------------------------------------------------------!
764
765    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
766                           particle_dvrpsize = 'none'
767
768    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
769                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
770
771    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
772                           dvrp_file      = 'default',                    &
773                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
774                           dvrp_password  = '********',                   &
775                           dvrp_username  = ' '
776
777    INTEGER ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
778                dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
779                nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
780                nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
781                pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
782                pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
783                vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
784                vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
785
786    INTEGER, DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
787
788    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
789                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
790                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
791
792    REAL    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9, clip_dvrp_n = 9999999.9, &
793                clip_dvrp_r = 9999999.9, clip_dvrp_s = 9999999.9, &
794                superelevation = 1.0, superelevation_x = 1.0,     &
795                superelevation_y = 1.0, vc_alpha = 38.0
796
797    REAL, DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0, 1.0 /), &
798                           dvrpsize_interval = (/ 0.0, 1.0 /)
799
800    REAL, DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0, 0.6, 0.0 /), &
801                           topography_color = (/ 0.8, 0.7, 0.6 /)
802
803#if defined( __decalpha )
804    REAL, DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/       &
805                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
806                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
807                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0 /), (/ 2, 10 /) )
808
809    REAL, DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                  &
810                                0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
811                                0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
812                                0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
813                                0.1, 0.4, 0.1 /), (/ 3, 10 /) )
814
815    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
816                                  RESHAPE( (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0,      &
817                                               70.0,  25.0,  25.0, -25.0,      &
818                                              ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),         &
819                                           (/ 2, 100 /) ),                     &
820                                  interval_l_dvrp = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0,&
821                                  interval_a_dvrp = 0.0,                       &
822                                  interval_values_dvrp_prt,                    &
823                                  interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
824                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
825                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
826                                                  (/ 2, 100 /) ),              &
827                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5,                   &
828                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0,                   &
829                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
830#else
831    REAL, DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
832
833    REAL, DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
834
835    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
836                                  interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
837                                  interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5, &
838                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0, &
839                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0, interval_a_dvrp = 0.0, &
840                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
841
842    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
843                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
844                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
845                                     -1.0, 1.0 /
846
847    DATA  isosurface_color / 0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
848                             0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
849                             0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
850                             0.1, 0.4, 0.1 /
851
852    DATA  interval_h_dvrp / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
853                            25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
854
855    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
856                                25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
857#endif
858
859    REAL(4), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
860
861    TYPE steering
862       CHARACTER (LEN=20) ::  name
863       REAL(4)            ::  min, max
864       INTEGER            ::  imin, imax
865    END TYPE steering
866
867    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
868
869    SAVE
870
871 END MODULE dvrp_variables
872
873
874
875
876 MODULE grid_variables
877
878!------------------------------------------------------------------------------!
879! Description:
880! ------------
881! Definition of grid spacings
882!------------------------------------------------------------------------------!
883
884    REAL ::  ddx, ddx2, dx = 1.0, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0, dy2
885
886    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
887
888    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
889                                          fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
890                                          wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
891                                          zu_s_inner, zw_w_inner
892
893    SAVE
894
895 END MODULE grid_variables
896
897
898
899
900 MODULE indices
901
902!------------------------------------------------------------------------------!
903! Description:
904! ------------
905! Definition of array bounds and number of gridpoints
906!------------------------------------------------------------------------------!
907
908    INTEGER ::  nbgp = 3, ngp_sums, nnx, nx = 0, nx_a, nx_o, nxa, nxl, nxlg,   &
909                nxlu, nxr, nxra, nxrg, nx_on_file, nny, ny = 0, ny_a, ny_o,    &
910                nya, nyn, nyna, nyng, nys, nysg, nysv, ny_on_file, nnz, nz = 0,&
911                nza, nzb, nzb_diff, nzb_max, nzt, nzta, nzt_diff
912
913
914    INTEGER( KIND = SELECTED_INT_KIND(18) ), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
915                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
916
917    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                      &
918                ngp_2dh, nnx_pe, nny_pe, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
919
920
921    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE :: ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner,    &
922                mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner, nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u,    &
923                nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer, nzb_s_inner, nzb_s_outer,    &
924                nzb_u_inner, nzb_u_outer, nzb_v_inner, nzb_v_outer,            &
925                nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
926
927    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
928
929    INTEGER( KIND = SELECTED_INT_KIND(11) ), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  &
930                wall_flags_0  ! need to have 34 Bit
931
932    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE,  TARGET ::                         &
933                wall_flags_1, wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4,        &
934                wall_flags_5, wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8,        &
935                wall_flags_9, wall_flags_10
936
937
938    SAVE
939
940 END MODULE indices
941
942
943
944
945 MODULE interfaces
946
947!------------------------------------------------------------------------------!
948! Description:
949! ------------
950! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
951!------------------------------------------------------------------------------!
952
953    INTERFACE
954
955       SUBROUTINE cpu_log( log_event, place, modus, barrierwait )
956
957          USE cpulog
958
959          CHARACTER (LEN=*)           ::  modus, place
960          CHARACTER (LEN=*), OPTIONAL ::  barrierwait
961          TYPE(logpoint)              ::  log_event
962
963       END SUBROUTINE cpu_log
964
965    END INTERFACE
966
967
968
969    INTERFACE
970
971       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, offset, &
972                                   wert, wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
973          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  mode
974          INTEGER, INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
975          INTEGER                       ::  wert_ijk(3)
976          INTEGER, OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
977          REAL                          ::  offset, wert
978          REAL, OPTIONAL                ::  wert1
979          REAL, INTENT(IN)              ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
980
981       END SUBROUTINE global_min_max
982
983    END INTERFACE
984
985    SAVE
986
987 END MODULE interfaces
988
989
990
991 MODULE pointer_interfaces
992
993!------------------------------------------------------------------------------!
994! Description:
995! ------------
996! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
997! prognostic_equations
998!------------------------------------------------------------------------------!
999
1000    INTERFACE
1001
1002       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
1003
1004          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
1005          REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
1006
1007       END SUBROUTINE advec_s_bc
1008
1009    END INTERFACE
1010
1011
1012    SAVE
1013
1014 END MODULE pointer_interfaces
1015
1016
1017
1018
1019 MODULE model_1d
1020
1021!------------------------------------------------------------------------------!
1022! Description:
1023! ------------
1024! Definition of variables for the 1D-model
1025!------------------------------------------------------------------------------!
1026
1027    INTEGER ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d, &
1028                last_dt_change_1d = 0 
1029
1030    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
1031
1032    REAL ::     damp_level_1d = -1.0, dt_1d = 60.0, dt_max_1d = 300.0, &
1033                dt_pr_1d = 9999999.9, dt_run_control_1d = 60.0, &
1034                end_time_1d = 864000.0, old_dt_1d = 1.0E-10, &
1035                qs1d, simulated_time_1d = 0.0, time_pr_1d = 0.0, &
1036                time_run_control_1d = 0.0, ts1d, us1d, usws1d, usws1d_m, &
1037                vsws1d, vsws1d_m, z01d
1038
1039
1040    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_m, e1d_p, kh1d, kh1d_m, km1d, &
1041                                        km1d_m, l_black, l1d, l1d_m, rif1d,    &
1042                                        te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, te_vm, &
1043                                        u1d, u1d_m, u1d_p, v1d, v1d_m, v1d_p
1044
1045    SAVE
1046
1047 END MODULE model_1d
1048
1049
1050
1051
1052 MODULE netcdf_control
1053
1054!------------------------------------------------------------------------------!
1055! Description:
1056! ------------
1057! Definition of parameters and variables for netcdf control.
1058!------------------------------------------------------------------------------!
1059
1060    USE control_parameters
1061#if defined( __netcdf )
1062    USE netcdf
1063#endif
1064
1065    INTEGER, PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 29, dots_max = 100
1066
1067    INTEGER ::  dots_num = 23
1068
1069    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
1070         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
1071            'z_i   ' /)
1072
1073    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
1074         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
1075            'z_i   ' /)
1076
1077    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
1078          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
1079             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
1080             'w_up   ', 'w_down ', 'radius ', 'r_min  ', 'r_max  ', 'npt_max', &
1081             'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', 'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', &
1082             'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', 'w"2    ', 'npt*2  ' /)
1083
1084    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
1085          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
1086             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
1087             'm/s    ', 'm/s    ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'number ', &
1088             'number ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
1089             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'number2' /)
1090
1091    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
1092          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
1093             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
1094             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
1095             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ', 'q*     ',            &
1096             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1097
1098    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
1099          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
1100             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
1101             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
1102             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ', 'kg/kg  ',            &
1103             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1104
1105    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
1106
1107    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
1108
1109    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
1110          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
1111             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
1112             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
1113             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
1114             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
1115             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
1116             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
1117             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1118             'not_used        ' /)
1119
1120    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
1121          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
1122             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1123             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
1124             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1125             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
1126             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
1127             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
1128             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1129             'not_used        ' /)
1130
1131    INTEGER ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
1132                id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
1133                id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
1134                id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
1135                id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
1136                id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
1137                id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
1138
1139    INTEGER, DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
1140                id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
1141                id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
1142                id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
1143                id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
1144                id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
1145                id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
1146                id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
1147                id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
1148                id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
1149                id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
1150                id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
1151                id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
1152                id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
1153                id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
1154                id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
1155                id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
1156                id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
1157
1158    INTEGER, DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
1159    INTEGER, DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
1160    INTEGER, DIMENSION(11)  ::  nc_precision
1161    INTEGER, DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1162
1163    INTEGER, DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1164    INTEGER, DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1165    INTEGER, DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1166                                           id_var_z_pr
1167    INTEGER, DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1168
1169!
1170!-- masked output
1171    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1172
1173    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1174
1175    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1176                id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1177                id_dim_zw_mask, &
1178                id_set_mask, &
1179                id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1180                id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1181                id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1182
1183    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1184
1185    SAVE
1186
1187 END MODULE netcdf_control
1188
1189
1190
1191 MODULE particle_attributes
1192
1193!------------------------------------------------------------------------------!
1194! Description:
1195! ------------
1196! Definition of variables used to compute particle transport
1197!------------------------------------------------------------------------------!
1198
1199    USE array_kind
1200
1201    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
1202                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb', &
1203                            collision_kernel = 'none'
1204
1205#if defined( __parallel )
1206    INTEGER ::  mpi_particle_type
1207#endif
1208    INTEGER ::  deleted_particles = 0, deleted_tails = 0,                      &
1209                dissipation_classes = 10, ibc_par_lr,                          &
1210                ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t, iran_part = -1234567,        &
1211                maximum_number_of_particles = 1000,                            &
1212                maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
1213                maximum_number_of_tails = 0,                                   &
1214                number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
1215                number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
1216                number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
1217                offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
1218                particle_file_count = 0, radius_classes = 20,                  &
1219                skip_particles_for_tail = 100, sort_count = 0,                 &
1220                total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0,          &
1221                trlp_count_sum, trlp_count_recv_sum, trrp_count_sum,           &
1222                trrp_count_recv_sum, trsp_count_sum, trsp_count_recv_sum,      &
1223                trnp_count_sum, trnp_count_recv_sum
1224
1225    INTEGER, PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
1226
1227    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
1228    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
1229
1230    LOGICAL ::  hall_kernel = .FALSE., palm_kernel = .FALSE.,                  &
1231                particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
1232                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
1233                uniform_particles = .TRUE., use_kernel_tables = .FALSE.,       &
1234                use_particle_tails = .FALSE., use_sgs_for_particles = .FALSE., &
1235                wang_kernel = .FALSE., write_particle_statistics = .FALSE.
1236
1237    LOGICAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::                       &
1238                vertical_particle_advection = .TRUE.
1239
1240    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
1241
1242    REAL    ::  c_0 = 3.0, dt_min_part = 0.0002, dt_prel = 9999999.9,          &
1243                dt_sort_particles = 0.0, dt_write_particle_data = 9999999.9,   &
1244                dvrp_psize = 9999999.9, end_time_prel = 9999999.9,             &
1245                initial_weighting_factor = 1.0,                                &
1246                maximum_tailpoint_age = 100000.0,                              &
1247                minimum_tailpoint_distance = 0.0,                              &
1248                particle_advection_start = 0.0, sgs_wfu_part = 0.3333333,      &
1249                sgs_wfv_part = 0.3333333, sgs_wfw_part = 0.3333333,            &
1250                time_prel = 0.0, time_sort_particles = 0.0,                    &
1251                time_write_particle_data = 0.0
1252
1253    REAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
1254                density_ratio = 9999999.9, pdx = 9999999.9, pdy = 9999999.9, &
1255                pdz = 9999999.9, psb = 9999999.9, psl = 9999999.9,           &
1256                psn = 9999999.9, psr = 9999999.9, pss = 9999999.9,           &
1257                pst = 9999999.9, radius = 9999999.9
1258
1259    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
1260
1261
1262    TYPE particle_type
1263       SEQUENCE
1264       REAL    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
1265                   origin_z, radius, rvar1, rvar2, rvar3, speed_x, speed_y, &
1266                   speed_z, weight_factor, x, y, z
1267       INTEGER ::  class, group, tailpoints, tail_id
1268    END TYPE particle_type
1269
1270    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles
1271    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE, TARGET ::  part_1, part_2
1272    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), POINTER  ::  particles
1273
1274    TYPE particle_groups_type
1275       SEQUENCE
1276       REAL    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
1277    END TYPE particle_groups_type
1278
1279    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
1280                   particle_groups
1281
1282    SAVE
1283
1284 END MODULE particle_attributes
1285
1286
1287
1288
1289
1290 MODULE pegrid
1291
1292!------------------------------------------------------------------------------!
1293! Description:
1294! ------------
1295! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1296! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1297! MPI-calls.
1298!------------------------------------------------------------------------------!
1299
1300#if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
1301#if defined( __lc )
1302    USE MPI
1303#else
1304    INCLUDE "mpif.h"
1305#endif
1306#endif
1307    CHARACTER(LEN=5)       ::  myid_char = ''
1308    INTEGER                ::  id_inflow = 0, id_recycling = 0, myid = 0,      &
1309                               target_id, npex = -1, npey = -1, numprocs = 1,  &
1310                               numprocs_previous_run = -1,                     &
1311                               tasks_per_node = -9999, threads_per_task = 1
1312
1313    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1314                                             hor_index_bounds_previous_run
1315
1316    LOGICAL ::  collective_wait = .FALSE.
1317
1318#if defined( __parallel )
1319#if defined( __mpi2 )
1320    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1321#endif
1322
1323    INTEGER ::  comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter, comm_palm, gathered_size,&
1324                ierr, myidx, myidy, ndim = 2, ngp_a, ngp_o, ngp_xy, ngp_y,     &
1325                pleft, pnorth, pright, psouth,                                 &
1326                sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz, sendrecvcount_zx,          &
1327                sendrecvcount_zyd, sendrecvcount_yxd, subdomain_size,          &
1328                type_x, type_x_int, type_xy, type_y, type_y_int
1329
1330    INTEGER ::  ibuf(12), pcoord(2), pdims(2)
1331
1332#if ! defined ( __check )
1333    INTEGER ::  status(MPI_STATUS_SIZE)
1334#endif
1335
1336
1337    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz, type_yz
1338
1339    LOGICAL ::  left_border_pe  = .FALSE., north_border_pe = .FALSE., &
1340                reorder = .TRUE., right_border_pe = .FALSE.,          &
1341                south_border_pe = .FALSE.
1342
1343    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1344                              remain_dims
1345#endif
1346
1347    SAVE
1348
1349 END MODULE pegrid
1350
1351
1352
1353
1354 MODULE profil_parameter
1355
1356!------------------------------------------------------------------------------!
1357! Description:
1358! ------------
1359! Definition of variables which control PROFIL-output
1360!------------------------------------------------------------------------------!
1361
1362    INTEGER, PARAMETER ::  crmax = 100
1363
1364    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  dopr_label = ' '
1365
1366    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(crmax) ::  cross_normalized_x = ' ', &
1367                                             cross_normalized_y = ' '
1368
1369    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1370                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1371                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1372                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1373                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1374                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1375                              ' L                  ',                         &
1376                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1377
1378    CHARACTER (LEN=40), DIMENSION(crmax) ::  cross_xtext = &
1379                           (/ 'windspeed in ms>->1         ', &
1380                              'pot. temperature in K       ', &
1381                              'heat flux in K ms>->1       ', &
1382                              'momentum flux in m>2s>2     ', &
1383                              'eddy diffusivity in m>2s>->1', &
1384                              'mixing length in m          ', &
1385                            ( '                            ', i9 = 1, 94 ) /)
1386
1387    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1388                           (/ ' u v                           ', &
1389                              ' pt                            ', &
1390                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1391                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1392                              ' km kh                         ', &
1393                              ' l                             ', &
1394                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1395
1396    INTEGER ::  profile_columns = 3, profile_rows = 2, profile_number = 0
1397
1398    INTEGER ::  cross_linecolors(100,crmax) = 1, &
1399                cross_linestyles(100,crmax) = 0, &
1400                cross_profile_numbers(100,crmax) = 0, &
1401                cross_pnc_local(crmax), cross_profile_number_count(crmax) = 0, &
1402                cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1403                cross_ts_number_count(crmax) = 0, dopr_crossindex(100) = 0, &
1404                dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1405                dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0, &
1406                linecolors(10) = (/ 2, 3, 4,  5, 7, 8, 12, 15, 16, 23 /), &
1407                linestyles(11) = (/ 0, 7, 3, 10, 4, 1,  9,  2,  5,  8, 6 /)
1408               
1409
1410    REAL ::  cross_normx_factor(100,crmax) = 1.0, &
1411             cross_normy_factor(100,crmax) = 1.0, &
1412             cross_ts_uymax(20) = &
1413                             (/ 999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1414                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1415                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1416                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1417             cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999, &
1418             cross_ts_uymin(20) = &
1419                             (/ 999.999, 999.999, 999.999,  -5.000, 999.999,   &
1420                                999.999,   0.000, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1421                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1422                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1423             cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999, &
1424             cross_uxmax(crmax) = 0.0, cross_uxmax_computed(crmax) = -1.0, &
1425             cross_uxmax_normalized(crmax) = 0.0, &
1426             cross_uxmax_normalized_computed(crmax) = -1.0, &
1427             cross_uxmin(crmax) = 0.0, cross_uxmin_computed(crmax) =  1.0, &
1428             cross_uxmin_normalized(crmax) = 0.0, &
1429             cross_uxmin_normalized_computed(crmax) = 1.0, &
1430             cross_uymax(crmax), cross_uymin(crmax)
1431
1432    SAVE
1433
1434 END MODULE profil_parameter
1435
1436
1437
1438
1439 MODULE spectrum
1440
1441!------------------------------------------------------------------------------!
1442! Description:
1443! ------------
1444! Definition of quantities used for computing spectra
1445!------------------------------------------------------------------------------!
1446
1447    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1448                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1449    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1450    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1451    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1452                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1453                                              '-power spectrum of v     ', &
1454                                              '-power spectrum of w     ', &
1455                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1456                                              '-power spectrum of q     ' /)
1457    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1458                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1459                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1460                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1461                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1462                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1463
1464    INTEGER ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1465
1466    INTEGER ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1467                lstyles(100) = (/ 0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1468                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1469                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1470                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1471                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1472                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1473                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1474                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1475                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1476                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1477                plot_spectra_level(100) = 999999
1478
1479    REAL    ::  time_to_start_sp = 0.0
1480
1481    SAVE
1482
1483 END MODULE spectrum
1484
1485
1486
1487
1488 MODULE statistics
1489
1490!------------------------------------------------------------------------------!
1491! Description:
1492! ------------
1493! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1494!------------------------------------------------------------------------------!
1495
1496    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1497    INTEGER ::  pr_palm = 80, statistic_regions = 0
1498    INTEGER ::  u_max_ijk(3), v_max_ijk(3), w_max_ijk(3)
1499    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1500    REAL ::     u_max, v_max, w_max
1501    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l,   &
1502                                              weight_substep, weight_pres
1503    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value, &
1504                                              sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, &
1505                                              sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,   &
1506                                              sums_ws2_ws_l,                  &
1507                                              sums_wspts_ws_l,                &
1508                                              sums_wssas_ws_l,sums_wsqs_ws_l
1509    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1510                                              spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1511                                              sums_up_fraction_l
1512    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1513
1514    SAVE
1515
1516 END MODULE statistics
1517
1518
1519
1520
1521 MODULE transpose_indices
1522
1523!------------------------------------------------------------------------------!
1524! Description:
1525! ------------
1526! Definition of indices for transposed arrays
1527!------------------------------------------------------------------------------!
1528
1529    INTEGER ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_ya, nxr_yd, nxr_yda, nxr_z, &
1530                nxr_za, nyn_x, nyn_xa, nyn_z, nyn_za, nys_x, nys_z, nzb_x,   &
1531                nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_xa, nzt_y, nzt_ya, nzt_yd, nzt_yda
1532               
1533
1534    SAVE
1535
1536 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.