source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 1066

Last change on this file since 1066 was 1066, checked in by hoffmann, 9 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 73.3 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 1997-2012  Leibniz University Hannover
18!--------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22!
23! Former revisions:
24! -----------------
25! $Id: modules.f90 1066 2012-11-22 17:52:43Z hoffmann $
26!
27! 1065 2012-11-22 17:42:36Z hoffmann
28! + c_sedimentation, limiter_sedimentation, turbulence, a_1, a_2, a_3, b_1, b_2,
29! + b_3, c_1, c_2, c_3, beta_cc
30!
31! bottom boundary condition of qr, nr changed from Dirichlet to Neumann
32!
33! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
34! necessary expansions according to the two new prognostic equations (nr, qr)
35! of the two-moment cloud physics scheme:
36! +*_init, flux_l_*, diss_l_*, flux_s_*, diss_s_*, *sws, *swst, tend_*, *, *_p
37! +t*_m, *_1, *_2, *_3, *_av, bc_*_b, bc_*_t, ibc_*_b, ibc_*_t, bc_*_t_val,
38! +*_vertical_gradient, *_surface_initial_change, *_vertical_gradient_level,
39! +*_vertical_gradient_level_ind, *_surface, constant_waterflux_*, 
40! +cloud_scheme, icloud_scheme, surface_waterflux_*, sums_ws*s_ws_l, wall_*flux
41!
42! constants for the two-moment scheme:
43! +a_vent, a_term, b_vent, b_term, c_evap, c_term, cof, eps_sb, k_cc, k_cr, k_rr,
44! +k_br, kappa_rr, kin_vis_air, mu_constant_value, nc, pirho_l, dpirho_l, rho_1,
45! +schmidt, schmidt_p_1d3, stp, x0, xmin, xmax, dt_precipitation, w_precipitation
46!
47! steering parameters for the two_moment scheme:
48! +mu_constant, ventilation_effect
49!
50! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
51! code put under GPL (PALM 3.9)
52!
53! 1031 2012-10-19 14:35:30Z raasch
54! +output_format_netcdf
55!
56! 1015 2012-09-27 09:23:24Z raasch
57! +acc_rank, num_acc_per_node,
58! -adjust_mixing_length
59!
60! 1010 2012-09-20 07:59:54Z raasch
61! pointer free version can be generated with cpp switch __nopointer
62!
63! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
64! -grid_matching, nxa, nya, etc., nnx_pe, nny_pe, spl_*
65!
66! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
67! -asselin_filter_factor, cut_spline_overshoot, dt_changed, last_dt_change,
68! last_dt_change_1d, long_filter_factor, overshoot_limit_*, ups_limit_*
69! several pointer/target arrays converted to normal ones
70!
71! 996 2012-09-07 10:41:47Z raasch
72! -use_prior_plot1d_parameters
73!
74! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
75! +c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l,
76! +bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
77! -km_damp_x, km_damp_y, km_damp_max, outflow_damping_width
78! +z0h, z0h_av, z0h_factor, z0h1d
79! +ptdf_x, ptdf_y, pt_damping_width, pt_damping_factor
80!
81! 964 2012-07-26 09:14:24Z raasch
82! -cross_linecolors, cross_linestyles, cross_normalized_x, cross_normx_factor,
83! cross_normalized_y, cross_normy_factor, cross_pnc_local,
84! cross_profile_numbers, cross_profile_number_counter, cross_uxmax,
85! cross_uxmax_computed, cross_uxmax_normalized,
86! cross_uxmax_normalized_computed, cross_uxmin, cross_uxmin_computed,
87! cross_uxmin_normalized, cross_uxmin_normalized_computed, cross_uymax,
88! cross_uymin, cross_xtext, dopr_crossindex, dopr_label, linecolors, linestyles,
89! nz_do1d, profil_output, z_max_do1d, z_max_do1d_normalized
90!
91! 951 2012-07-19 14:22:52Z hoffmann
92! changing profile_columns and profile_rows
93!
94! 940 2012-07-09 14:31:00Z raasch
95! +neutral
96!
97! 927 2012-06-06 19:15:04Z raasch
98! +masking_method
99!
100! 880 2012-04-13 06:28:59Z raasch
101! gathered_size, subdomain_size moved to control_parameters
102!
103! 866 2012-03-28 06:44:41Z raasch
104! interface for global_min_max changed
105!
106! 861 2012-03-26 14:18:34Z suehring
107! +wall_flags_0
108! -boundary_flags
109! +nzb_max
110! +adv_sca_1, +adv_mom_1
111!
112! 849 2012-03-15 10:35:09Z raasch
113! +deleted_particles, deleted_tails, tr.._count_sum, tr.._count_recv_sum in
114! particle_attributes,
115! +de_dx, de_dy, de_dz in arrays_3d,
116! first_call_advec_particles renamed first_call_lpm
117!
118! 828 2012-02-21 12:00:36Z raasch
119! +dissipation_classes, radius_classes, use_kernel_tables,
120! particle feature color renamed class
121!
122! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
123! +bfactor, curvature_solution_effects, eps_ros, molecular_weight_of_water,
124! vanthoff, -b_cond in cloud_parameters,
125! dopts_num increased to 29, particle attributes speed_x|y|z_sgs renamed
126! rvar1|2|3
127! wang_collision_kernel and turbulence_effects_on_collision replaced by
128! collision_kernel, hall_kernel, palm_kernel, wang_kernel
129!
130! 809 2012-01-30 13:32:58Z marongas
131! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
132!
133! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
134! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files.
135! New parameter check_restart has been defined which is needed by
136! check_namelist_files only.
137!
138! 805 2012-01-17 15:53:28Z franke
139! Bugfix collective_wait must be out of parallel branch for runs in serial mode
140!
141! 801 2012-01-10 17:30:36Z suehring
142! Dimesion of sums_wsus_ws_l, ! sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
143! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l increased.
144! for thread-safe summation in advec_ws.
145!
146! 792 2011-12-01 01:23:23Z raasch
147! particle arrays (particles, parrticles_temp) implemented as pointers,
148! +particles_1, particles_2, sort_count
149!
150! 790 2011-11-29 03:11:20Z raasch
151! +turbulence_effects_on_collision, wang_collision_kernel
152!
153! 785 2011-11-28 09:47:19Z raasch
154! +scalar_rayleigh_damping, rdf_sc
155!
156! 778 2011-11-07 14:18:25Z fricke
157! +gathered_size, subdomain_size
158!
159! 771 2011-10-27 10:56:21Z heinze
160! +lpt_av
161!
162! 767 2011-10-14 06:39:12Z raasch
163! +u_profile, v_profile, uv_heights, use_prescribed_profile_data
164!
165! 759 2011-09-15 13:58:31Z raasch
166! +io_blocks, io_group, maximum_parallel_io_streams,
167! synchronous_exchange moved to control_parameters
168!
169! 743 2011-08-18 16:10:16Z suehring
170! Dimension of sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
171! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wssas_ws_l,sums_wsqs_ws_l needed for
172! statistical evaluation of turbulent fluxes in WS-scheme decreased.
173! 736 2011-08-17 14:13:26Z suehring
174! Dimension of fluxes needed for WS-scheme increased.
175!
176! 722 2011-04-11 06:21:09Z raasch
177! Bugfix: default value for south_border_pe changed to .F.
178!
179! 707 2011-03-29 11:39:40Z raasch
180! +bc_lr_dirrad, bc_lr_raddir, bc_ns_dirrad, bc_ns_raddir, left_border_pe,
181! north_border_pe, right_border_pe, south_border_pe
182! p_sub renamed p_loc
183!
184! 683 2011-02-09 14:25:15Z raasch
185! +synchronous_exchange
186!
187! 673 2011-01-18 16:19:48Z suehring
188! +weight_pres to weight the respective contribution of the Runge-Kutta
189! substeps. +p_sub to buffer the intermediate contributions for Multigrid and
190! SOR.
191!
192! 667 2010-12-23 12:06:00Z suehring/gryschka
193! Removed u_nzb_p1_for_vfc and v_nzb_p1_for_vfc
194! For coupling with different resolution in ocean and atmophere:
195! +nx_a, +nx_o, ny_a, +ny_o, ngp_a, ngp_o, +total_2d_o, +total_2d_a,
196! +coupling_topology
197! Buffer arrays for the left sided advective fluxes added in arrays_3d.
198! +flux_s_u, +flux_s_v, +flux_s_w, +diss_s_u, +diss_s_v, +diss_s_w,
199! +flux_s_pt, +diss_s_pt, +flux_s_e, +diss_s_e, +flux_s_q, +diss_s_q,
200! +flux_s_sa, +diss_s_sa
201! 3d arrays for dissipation control added. (only necessary for vector arch.)
202! +var_x, +var_y, +var_z, +gamma_x, +gamma_y, +gamma_z
203! Default of momentum_advec and scalar_advec changed to 'ws-scheme' .
204! +exchange_mg added in control_parameters to steer the data exchange.
205! Parameters +nbgp, +nxlg, +nxrg, +nysg, +nyng added in indices.
206! flag array +boundary_flags added in indices to steer the degradation of order
207! of the advective fluxes when non-cyclic boundaries are used.
208! MPI-datatypes +type_y, +type_y_int and +type_yz for data_exchange added in
209! pegrid.
210! +sums_wsus_ws_l, +sums_wsvs_ws_l, +sums_us2_ws_l, +sums_vs2_ws_l,
211! +sums_ws2_ws_l, +sums_wspts_ws_l, +sums_wssas_ws_l, +sums_wsqs_ws_l
212! and +weight_substep added in statistics to steer the statistical evaluation
213! of turbulent fluxes in the advection routines.
214! LOGICALS +ws_scheme_sca and +ws_scheme_mom added to get a better performance
215! in prognostic_equations.
216! LOGICAL +dissipation_control control added to steer numerical dissipation
217! in ws-scheme.
218! Changed length of string run_description_header
219!
220! 622 2010-12-10 08:08:13Z raasch
221! +collective_wait in pegrid
222!
223! 600 2010-11-24 16:10:51Z raasch
224! default values of surface_scalarflux and surface_waterflux changed
225! to 9999999.9
226!
227! 580 2010-10-05 13:59:11Z heinze
228! Renaming of ws_vertical_gradient to subs_vertical_gradient,
229! ws_vertical_gradient_level to subs_vertical_gradient_level and
230! ws_vertical_gradient_level_ind to subs_vertical_gradient_level_i
231!
232! 564 2010-09-30 13:18:59Z helmke
233! nc_precision and netcdf_precision dimension changed to 11, all default
234! values of mask_xyz_loop changed to -1.0, dimension of openfile changed to
235! 200+2*max_masks, max_masks changed to 50
236!
237! 553 2010-09-01 14:09:06Z weinreis
238! parameters for masked output are replaced by arrays
239!
240! 531 2010-04-21 06:47:21Z heinze
241! character length of dopr_unit enlarged
242!
243! 519 2010-03-19 05:30:02Z raasch
244! -replace_char, replace_by
245!
246! 493 2010-03-01 08:30:24Z raasch
247! +netcdf_data_format, -netcdf_64bit, -netcdf_64bit_3d, -netcdf_format_mask*,
248! -nc_format_mask, -format_parallel_io
249!
250! 485 2010-02-05 10:57:51Z raasch
251! ngp_3d, ngp_3d_inner changed to 64 bit
252!
253! 449 2010-02-02 11:23:59Z raasch
254! -var_ts: replaced by dots_max,
255! initial data assignments to some dvrp arrays changed due to error messages
256! from gfortran compiler
257! +large_scale_subsidence, ws_vertical_gradient, ws_vertical_gradient_level,
258! ws_vertical_gradient_level_ind, w_subs
259!
260! 388 2009-09-23 09:40:33Z raasch
261! +prho, prho_1
262! +bc_lr_cyc, bc_ns_cyc
263! +output_for_t0
264! translation error of actual -> current revisions fixed
265! +q* in dots_label, dots_unit. increased dots_num respectively
266! typographical error in dots_unit fixed
267! +clip_dvrp_*, cluster_size, color_interval, dvrpsize_interval, dvrp_overlap,
268! dvrp_total_overlap, groundplate_color, local_dvrserver_running, n*_dvrp,
269! interval_*_dvrp_prt, isosurface_color, particle_color, particle_dvrpsize,
270! topography color in dvrp_variables,
271! vertical_particle_advection is a 1d-array,
272! +canyon_height, canyon_width_x, canyon_width_y, canyon_wall_left,
273! canyon_wall_south, conserve_volume_flow_mode, coupling_start_time,
274! dp_external, dp_level_b, dp_level_ind_b, dp_smooth, dp_smooth_factor, dpdxy,
275! run_coupled, time_since_reference_point, u_bulk, v_bulk in control_parameters,
276! default value of grid_matching changed to strict
277! +shf_av, qsws_av
278!
279! 217 2008-12-09 18:00:48Z letzel
280! +topography_grid_convention
281! some dvrp-variables changed to single precision, variables for dvrp-mode
282! pathlines added, +target_id, abort_mode, message_string
283!
284! 197 2008-09-16 15:29:03Z raasch
285! allow 100 spectra levels instead of 10 for consistency with
286! define_netcdf_header, +canopy_heat_flux, cthf, lai,
287! +leaf_surface_concentration, scalar_exchange_coefficient, sec, sls
288! +hor_index_bounds, hor_index_bounds_previous_run, id_inflow, id_recycling,
289! inflow_damping_*, mean_inflow_profiles, numprocs_previous_run, nx_on_file,
290! ny_on_file, offset_ocean_*, recycling_plane, recycling_width, turbulent_inflow
291! -myid_char_14
292!
293! 138 2007-11-28 10:03:58Z letzel
294! +drag_coefficient, pch_index, lad_surface, lad_vertical_gradient,
295! lad_vertical_gradient_level, plant_canopy, lad, lad_s, lad_u, lad_v,
296! lad_w, cdc, lad_vertical_gradient_level_ind, canopy_mode
297! +dt_sort_particles, ngp_2dh_s_inner, time_sort_particles, flags,
298! wall_flags_1..10, wall_humidityflux(0:4), wall_qflux(0:4),
299! wall_salinityflux(0:4), wall_scalarflux(0:4)
300!
301! 108 2007-08-24 15:10:38Z letzel
302! +comm_inter, constant_top_momentumflux, coupling_char, coupling_mode,
303! coupling_mode_remote, c_u, c_v, c_w, dt_coupling, e_init, humidity_remote,
304! ngp_xy, nxlu, nysv, port_name, qswst_remote, terminate_coupled,
305! terminate_coupled_remote, time_coupling, top_momentumflux_u|v, type_xy,
306! uswst*, vswst*
307!
308! 97 2007-06-21 08:23:15Z raasch
309! +atmos_ocean_sign, ocean, r, + salinity variables
310! defaults of .._vertical_gradient_levels changed from -1.0 to -9999999.9
311! hydro_press renamed hyp, use_pt_reference renamed use_reference
312!
313! 89 2007-05-25 12:08:31Z raasch
314! +data_output_pr_user, max_pr_user, size of data_output_pr, dopr_index,
315! dopr_initial_index and dopr_unit enlarged,
316! var_hom and var_sum renamed pr_palm
317!
318! 82 2007-04-16 15:40:52Z raasch
319! +return_addres, return_username
320! Cpp-directive lcmuk renamed lc
321!
322! 75 2007-03-22 09:54:05Z raasch
323! +arrays precipitation_amount, precipitation_rate, precipitation_rate_av,
324! rif_wall, z0_av, +arrays u_m_l, u_m_r, etc. for radiation boundary conditions,
325! +loop_optimization, netcdf_64bit_3d, zu_s_inner, zw_w_inner, id_var_zusi_*,
326! id_var_zwwi_*, ts_value, u_nzb_p1_for_vfc, v_nzb_p1_for_vfc, pt_reference,
327! use_pt_reference, precipitation_amount_interval, revision
328! +age_m in particle_type, moisture renamed humidity,
329! -data_output_ts, dots_n, uvmean_outflow, uxrp, vynp,
330! arrays dots_label and dots_unit now dimensioned with dots_max,
331! setting of palm version moved to main program
332!
333! 37 2007-03-01 08:33:54Z raasch
334! +constant_top_heatflux, top_heatflux, use_top_fluxes, +arrays for top fluxes,
335! +nzt_diff, default of bc_pt_t renamed "initial_gradient"
336! Bugfix: p is not a pointer
337!
338! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
339!
340! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
341! version 3.1b (last under RCS control)
342!
343! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
344! Initial revision
345!
346!
347! Description:
348! ------------
349! Definition of variables for special advection schemes
350!------------------------------------------------------------------------------!
351
352    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex
353
354    SAVE
355
356 END MODULE advection
357
358
359
360
361 MODULE array_kind
362
363!------------------------------------------------------------------------------!
364! Description:
365! ------------
366! Definition of type parameters (used for the definition of single or double
367! precision variables)
368!------------------------------------------------------------------------------!
369
370    INTEGER, PARAMETER ::  dpk = SELECTED_REAL_KIND( 12 ), &
371                           spk = SELECTED_REAL_KIND( 6 )
372
373    SAVE
374
375 END MODULE array_kind
376
377
378
379
380 MODULE arrays_3d
381
382!------------------------------------------------------------------------------!
383! Description:
384! ------------
385! Definition of all arrays defined on the computational grid
386!------------------------------------------------------------------------------!
387
388    USE array_kind
389
390    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                         &
391          c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l, ddzu, ddzu_pres,     &
392          dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, lad, l_grid,      &
393          nr_init, ptdf_x, ptdf_y, pt_init, q_init, qr_init, rdf, rdf_sc,      &
394          sa_init, ug, u_init, u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, &
395          w_subs, zu, zw
396
397    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                       &
398          c_u, c_v, c_w, diss_s_e, diss_s_nr, diss_s_pt, diss_s_q, diss_s_qr,  &
399          diss_s_sa, diss_s_u, diss_s_v, diss_s_w, dzu_mg, dzw_mg, flux_s_e,   &
400          flux_s_nr, flux_s_pt, flux_s_q, flux_s_qr, flux_s_sa, flux_s_u,      &
401          flux_s_v, flux_s_w, f1_mg, f2_mg, f3_mg, mean_inflow_profiles, nrs,  &
402          nrsws, nrswst, pt_slope_ref, qs, qsws, qswst, qswst_remote, qrs,     &
403          qrsws, qrswst, rif, saswsb, saswst, shf, total_2d_a, total_2d_o, ts, &
404          tswst, us, usws, uswst, vsws, vswst, z0, z0h
405         
406
407    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                     &
408          canopy_heat_flux, cdc, d, de_dx, de_dy, de_dz, diss, diss_l_e,       &
409          diss_l_nr, diss_l_pt, diss_l_q, diss_l_qr, diss_l_sa, diss_l_u,      &
410          diss_l_v, diss_l_w, flux_l_e, flux_l_nr, flux_l_pt, flux_l_q,        &
411          flux_l_qr, flux_l_sa, flux_l_u, flux_l_v, flux_l_w, kh, km, lad_s,   &
412          lad_u, lad_v, lad_w, lai, l_wall, p_loc, sec, sls, tend, tend_pt,    &
413          tend_nr, tend_q, tend_qr, u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l, v_m_n,  &
414          v_m_r, v_m_s, w_m_l, w_m_n, w_m_r, w_m_s
415           
416
417#if defined( __nopointer )
418    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
419          e, e_p, nr, nr_p, p, prho, pt, pt_p, q, q_p, ql, ql_c, ql_v, ql_vp,  &
420          qr, qr_p, rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m, tsa_m,     &
421          tu_m, tv_m, tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
422#else
423    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
424          e_1, e_2, e_3, p, prho_1, nr_1, nr_2, nr_3, pt_1, pt_2, pt_3, q_1,   &
425          q_2, q_3, ql_v, ql_vp, ql_1, ql_2, qr_1, qr_2, qr_3, rho_1, sa_1,    &
426          sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3, v_1, v_2, v_3, vpt_1, w_1, w_2, w_3
427
428    REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                         &
429          e, e_p, nr, nr_p, prho, pt, pt_p, q, q_p, ql, ql_c, qr, qr_p, rho,   &
430          sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m, tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m,  &
431          u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
432#endif
433
434    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall
435
436    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: var_x, var_y, var_z, gamma_x,       &
437                                           gamma_y, gamma_z
438
439    SAVE
440
441 END MODULE arrays_3d
442
443
444
445
446 MODULE averaging
447
448!------------------------------------------------------------------------------!
449! Description:
450! ------------
451! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
452!------------------------------------------------------------------------------!
453
454    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,       &
455                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av, &
456                                          z0h_av
457
458    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET :: &
459          e_av, lpt_av, nr_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, pt_av, q_av, ql_av, &
460          ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av, u_av, &
461          v_av, vpt_av, w_av
462 
463 END MODULE averaging
464
465
466
467 MODULE cloud_parameters
468
469!------------------------------------------------------------------------------!
470! Description:
471! ------------
472! Definition of variables and constants for cloud physics
473!------------------------------------------------------------------------------!
474
475    LOGICAL ::  curvature_solution_effects = .FALSE., &
476                limiter_sedimentation = .TRUE., &
477                ventilation_effect = .FALSE.
478               
479
480    REAL ::  a_1 = 8.69E-4,     & ! coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
481             a_2 = -7.38E-5,    & ! coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
482             a_3 = -1.40E-2,    & ! coef. in turb. parametrization
483             a_term = 9.65,     & ! coef. for terminal velocity (m s-1)
484             a_vent = 0.78,     & ! coef. for ventilation effect
485             b_1 = 11.45E-6,    & ! coef. in turb. parametrization (m)
486             b_2 = 9.68E-6,     & ! coef. in turb. parametrization (m)
487             b_3 = 0.62,        & ! coef. in turb. parametrization
488             b_term = 9.8,      & ! coef. for terminal velocity (m s-1)
489             b_vent = 0.308,    & ! coef. for ventilation effect
490             beta_cc = 3.09E-4, & ! coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
491             bfactor,           &
492             c_1 = 4.82E-6,     & ! coef. in turb. parametrization (m)
493             c_2 = 4.8E-6,      & ! coef. in turb. parametrization (m)
494             c_3 = 0.76,        & ! coef. in turb. parametrization
495             c_const = 0.93,    & ! const. in Taylor-microscale Reynolds number
496             c_evap = 0.7,      & ! constant in evaporation
497             c_sedimentation = 2.0, & ! Courant number of sedimentation process
498             c_term = 600.0,    & ! coef. for terminal velocity (m-1)
499             cof(6) = (/ 76.18009172947146,      & ! coefficients in the
500                         -86.50532032941677,     & ! numerical
501                         24.01409824083091,      & ! calculation of the
502                         -1.231739572450155,     & ! gamma function
503                         0.1208650973866179E-2,  &
504                         -0.5395239384953E-5 /), &
505             cp = 1005.0,       & ! heat capacity of dry air (J kg-1 K-1)
506             diff_coeff_l = 0.23E-4, & ! diffusivity of water vapor (m2 s-1)
507             effective_coll_efficiency, &
508             eps_ros = 1.0E-4,  & ! accuracy of Rosenbrock method
509             eps_sb = 1.0E-20,  & ! threshold in two-moments scheme
510             k_cc = 9.44E09,    & ! const. rain-rain kernel (m3 kg-2 s-1)
511             k_cr0 = 4.33,      & ! const. cloud-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
512             k_rr = 7.12,       & ! const. rain-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
513             k_br = 1000.,      & ! const. in breakup parametrization (m-1)
514             kappa_rr = 60.7,   & ! const. in collision kernel (kg-1/3)
515             kin_vis_air = 1.4086E-5, & ! kin. viscosity of air (m2 s-1)
516             l_v = 2.5E+06,     & ! latent heat of vaporization (J kg-1)
517             l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, & ! l_v / cp, l_v / r_d, l_v / r_v
518             mass_of_solute = 1.0E-17, & ! soluted NaCl (kg)
519             molecular_weight_of_solute = 0.05844, & ! mol. m. NaCl (kg mol-1)
520             molecular_weight_of_water = 0.01801528, & ! mol. m. H2O (kg mol-1)
521             nc = 70.0E6,       & ! cloud droplet concentration
522             prec_time_const = 0.001, & !coef. in Kessler scheme
523             pirho_l, dpirho_l, & ! pi * rho_l / 6.0; 6.0 / ( pi * rho_l )
524             rho_l = 1.0E3,     & ! density of water (kg m-3)
525             ql_crit = 0.0005,  & ! coef. in Kessler scheme
526             r_d = 287.0,       & ! sp. gas const. dry air (J kg-1 K-1)
527             r_v = 461.51,      & ! sp. gas const. water vapor (J kg-1 K-1)
528             schmidt = 0.71,    & ! Schmidt number
529             schmidt_p_1d3,     & ! schmidt**( 1.0 / 3.0 )
530             stp = 2.5066282746310005, & ! parameter in gamma function
531             thermal_conductivity_l = 2.43E-2, & ! therm. cond. air (J m-1 s-1 K-1)
532             vanthoff = 2.0,    & ! van't Hoff factor for NaCl
533             x0 = 2.6E-10,      & ! separating drop mass (kg)
534             xrmin = 2.6E-10,   & ! minimum rain drop size (kg)
535             xrmax = 5.0E-6,    & ! maximum rain drop site (kg)
536             dt_precipitation = 100.0, & ! timestep precipitation (s)
537             w_precipitation = 9.65      ! maximum terminal velocity (m s-1)
538
539    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  dr, hyrho, lambda_r, mu_r, pt_d_t, &
540                                            sed_nr, sed_q, sed_qr, t_d_pt, xr 
541
542    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  precipitation_amount, &
543                                            precipitation_rate
544!
545!-- 3D array of precipitation rate
546    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prr
547
548    SAVE
549
550 END MODULE cloud_parameters
551
552
553
554
555 MODULE constants
556
557!------------------------------------------------------------------------------!
558! Description:
559! ------------
560! Definition of general constants
561!------------------------------------------------------------------------------!
562
563    REAL    ::  pi = 3.141592654
564    REAL    ::  adv_mom_1, adv_mom_3, adv_mom_5, adv_sca_1, adv_sca_3, adv_sca_5
565   
566
567    SAVE
568
569 END MODULE constants
570
571
572
573
574 MODULE control_parameters
575
576!------------------------------------------------------------------------------!
577! Description:
578! ------------
579! Definition of parameters for program control
580!------------------------------------------------------------------------------!
581
582    TYPE plot_precision
583       CHARACTER (LEN=6) ::  variable
584       INTEGER           ::  precision
585    END TYPE plot_precision
586
587    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
588                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
589                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
590                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
591                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
592
593    TYPE file_status
594       LOGICAL ::  opened, opened_before
595    END TYPE file_status
596   
597    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
598
599    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
600                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
601
602    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
603    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
604    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
605    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
606    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
607    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
608    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
609    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
610                             loop_optimization = 'default', &
611                             momentum_advec = 'ws-scheme', &
612                             psolver = 'poisfft', &
613                             scalar_advec = 'ws-scheme'
614    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
615                             bc_nr_b = 'neumann', bc_nr_t = 'neumann', &
616                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
617                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
618                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
619                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
620                             bc_qr_b = 'neumann', bc_qr_t = 'neumann',&
621                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
622                             bc_sa_t = 'neumann', &
623                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
624                             canopy_mode = 'block', &
625                             cloud_scheme = 'seifert_beheng', &
626                             coupling_mode = 'uncoupled', &
627                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
628                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
629                             fft_method = 'system-specific', &
630                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
631                             random_generator = 'numerical-recipes', &
632                             return_addres, return_username, &
633                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'                             
634    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, output_format_netcdf, &
635                             topography = 'flat'
636    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
637    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
638    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ' 
639    CHARACTER (LEN=110)  ::  run_description_header
640    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
641
642    CHARACTER (LEN=7),  DIMENSION(100) ::  do3d_comp_prec = ' '
643    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_format = ' '
644    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
645                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
646    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
647         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
648
649    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
650    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
651    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
652
653    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
654    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
655
656    INTEGER ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
657                average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
658                coupling_topology = 0, &
659                dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
660                disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
661                dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
662                dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
663                do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
664                dp_level_ind_b = 0, dvrp_filecount = 0, &
665                dz_stretch_level_index, gamma_mg, gathered_size, &
666                grid_level, ibc_e_b, ibc_nr_b, ibc_nr_t, ibc_p_b, ibc_p_t, &
667                ibc_pt_b, ibc_pt_t, ibc_q_b, ibc_q_t, ibc_qr_b, ibc_qr_t, &
668                ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, icloud_scheme, &
669                inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
670                intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
671                io_group = 0, io_blocks = 1, iran = -1234567, &
672                masks = 0, maximum_grid_level, &
673                maximum_parallel_io_streams = -1, max_pr_user = 0, &
674                mgcycles = 0, mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
675                netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, nsor = 20, &
676                nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
677                nz_do3d = -9999, pch_index = 0, prt_time_count = 0, &
678                recycling_plane, runnr = 0, &
679                skip_do_avs = 0, subdomain_size, terminate_coupled = 0, &
680                terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
681
682    INTEGER ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
683                do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
684                do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
685                do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
686                domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
687                lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
688                mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
689                mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
690                nr_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
691                pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
692                q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
693                qr_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
694                sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
695                section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
696                section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
697                ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
698                vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
699                subs_vertical_gradient_level_i(10) = -9999
700
701#if defined ( __check )
702    INTEGER :: check_restart = 0
703#endif
704
705    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
706
707    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
708    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
709                mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
710
711    LOGICAL ::  avs_output = .FALSE., &
712                bc_lr_cyc =.TRUE., bc_lr_dirneu = .FALSE., &
713                bc_lr_dirrad = .FALSE., bc_lr_neudir = .FALSE., &
714                bc_lr_raddir = .FALSE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
715                bc_ns_dirneu = .FALSE., bc_ns_dirrad = .FALSE., &
716                bc_ns_neudir = .FALSE., bc_ns_raddir = .FALSE., &
717                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
718                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
719                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
720                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
721                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
722                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
723                constant_waterflux = .TRUE., constant_waterflux_nr = .TRUE., &
724                constant_waterflux_qr = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
725                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., & 
726                dissipation_control = .FALSE., disturbance_created = .FALSE., &
727                do2d_at_begin = .FALSE., do3d_at_begin = .FALSE., &
728                do3d_compress = .FALSE., do_sum = .FALSE., &
729                dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
730                drizzle = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
731                dt_3d_reached, dt_3d_reached_l, exchange_mg = .FALSE., &
732                first_call_lpm = .TRUE., &
733                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
734                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
735                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
736                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
737                iso2d_output = .FALSE., large_scale_subsidence = .FALSE., &
738                masking_method = .FALSE., mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
739                netcdf_output = .FALSE., neutral = .FALSE., ocean = .FALSE., &
740                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
741                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
742                plant_canopy = .FALSE., prandtl_layer = .TRUE., &
743                precipitation = .FALSE., &
744                radiation = .FALSE., random_heatflux = .FALSE., &
745                run_control_header = .FALSE., run_coupled = .TRUE., &
746                scalar_rayleigh_damping = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
747                stop_dt = .FALSE., synchronous_exchange = .FALSE., &
748                terminate_run = .FALSE., turbulence = .FALSE., &
749                turbulent_inflow = .FALSE., &
750                use_prescribed_profile_data = .FALSE., use_reference = .FALSE.,&
751                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
752                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
753                wall_adjustment = .TRUE., ws_scheme_sca = .FALSE., &
754                ws_scheme_mom = .FALSE.
755
756    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
757                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
758
759    REAL ::  advected_distance_x = 0.0, advected_distance_y = 0.0, &
760             alpha_surface = 0.0, atmos_ocean_sign = 1.0, &
761             averaging_interval = 0.0, averaging_interval_pr = 9999999.9, &
762             averaging_interval_sp = 9999999.9, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
763             bc_qr_t_val, bc_nr_t_val, bottom_salinityflux = 0.0, &
764             building_height = 50.0, building_length_x = 50.0, &
765             building_length_y = 50.0, building_wall_left = 9999999.9, &
766             building_wall_south = 9999999.9, canyon_height = 50.0, &
767             canyon_width_x = 9999999.9, canyon_width_y = 9999999.9, &
768             canyon_wall_left = 9999999.9, canyon_wall_south = 9999999.9, &
769             cthf = 0.0, cfl_factor = -1.0, cos_alpha_surface, &
770             coupling_start_time, disturbance_amplitude = 0.25, &
771             disturbance_energy_limit = 0.01, &
772             disturbance_level_b = -9999999.9, &
773             disturbance_level_t = -9999999.9, &
774             dp_level_b = 0.0, drag_coefficient = 0.0, &
775             dt = -1.0, dt_averaging_input = 0.0, &
776             dt_averaging_input_pr = 9999999.9, dt_coupling = 9999999.9, &
777             dt_data_output = 9999999.9, &
778             dt_data_output_av = 9999999.9, dt_disturb = 9999999.9, &
779             dt_dopr = 9999999.9, dt_dopr_listing = 9999999.9, &
780             dt_dopts = 9999999.9, dt_dosp = 9999999.9, dt_dots = 9999999.9, &
781             dt_do2d_xy = 9999999.9, dt_do2d_xz = 9999999.9, &
782             dt_do2d_yz = 9999999.9, dt_do3d = 9999999.9, dt_dvrp = 9999999.9, &
783             dt_max = 20.0, dt_restart = 9999999.9, &
784             dt_run_control = 60.0, dt_3d = -1.0, dz = -1.0, &
785             dz_max = 9999999.9, dz_stretch_factor = 1.08, &
786             dz_stretch_level = 100000.0, e_init = 0.0, e_min = 0.0, &
787             end_time = 0.0, &
788             f = 0.0, fs = 0.0, g = 9.81, inflow_damping_height = 9999999.9, &
789             inflow_damping_width = 9999999.9, kappa = 0.4, km_constant = -1.0,&
790             lad_surface = 0.0, leaf_surface_concentration = 0.0, &
791             mask_scale_x = 1.0, mask_scale_y = 1.0, mask_scale_z = 1.0, &
792             maximum_cpu_time_allowed = 0.0,  &
793             molecular_viscosity = 1.461E-5, &
794             nr_surface = 0.0, nr_surface_initial_change = 0.0, &
795             old_dt = 1.0E-10, omega = 7.29212E-5, omega_sor = 1.8, &
796             particle_maximum_age = 9999999.9, &
797             phi = 55.0, prandtl_number = 1.0, &
798             precipitation_amount_interval = 9999999.9, prho_reference, &
799             pt_damping_factor = 0.0, pt_damping_width = 0.0, &
800             pt_reference = 9999999.9, pt_slope_offset = 0.0, &
801             pt_surface = 300.0, pt_surface_initial_change = 0.0, &
802             q_surface = 0.0, q_surface_initial_change = 0.0, &
803             qr_surface = 0.0, qr_surface_initial_change = 0.0, &
804             rayleigh_damping_factor = -1.0, rayleigh_damping_height = -1.0, &
805             recycling_width = 9999999.9, residual_limit = 1.0E-4, &
806             restart_time = 9999999.9, rho_reference, rho_surface, &
807             rif_max = 1.0, rif_min = -5.0, roughness_length = 0.1, &
808             sa_surface = 35.0, scalar_exchange_coefficient = 0.0, &
809             simulated_time = 0.0, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
810             skip_time_data_output = 0.0, skip_time_data_output_av = 9999999.9,&
811             skip_time_dopr = 9999999.9, skip_time_dosp = 9999999.9, &
812             skip_time_do2d_xy = 9999999.9, skip_time_do2d_xz = 9999999.9, &
813             skip_time_do2d_yz = 9999999.9, skip_time_do3d = 9999999.9, &
814             surface_heatflux = 9999999.9, surface_pressure = 1013.25, &
815             surface_scalarflux = 9999999.9, surface_waterflux = 9999999.9, &
816             surface_waterflux_nr = 0.0, surface_waterflux_qr = 0.0, &
817             s_surface = 0.0, s_surface_initial_change = 0.0, &
818             termination_time_needed = -1.0, time_coupling = 0.0, &
819             time_disturb = 0.0, time_dopr = 0.0, time_dopr_av = 0.0, &
820             time_dopr_listing = 0.0, time_dopts = 0.0, time_dosp = 0.0, &
821             time_dosp_av = 0.0, time_dots = 0.0, time_do2d_xy = 0.0, &
822             time_do2d_xz = 0.0, time_do2d_yz = 0.0, time_do3d = 0.0, &
823             time_do_av = 0.0, time_do_sla = 0.0, time_dvrp = 0.0, &
824             time_restart = 9999999.9, time_run_control = 0.0,&
825             time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9, &
826             top_momentumflux_u = 9999999.9, &
827             top_momentumflux_v = 9999999.9, top_salinityflux = 9999999.9, &
828             ug_surface = 0.0, u_bulk = 0.0, u_gtrans = 0.0, &
829             vg_surface = 0.0, &
830             v_bulk = 0.0, v_gtrans = 0.0, wall_adjustment_factor = 1.8, &
831             z_max_do2d = -1.0, z0h_factor = 1.0
832
833    REAL ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0, &
834             do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0, dpdxy(1:2) = 0.0, &
835             dt_domask(max_masks) = 9999999.9, lad_vertical_gradient(10) = 0.0,&
836             lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
837             mask_scale(3), &
838             nr_vertical_gradient(10) = 0.0, &
839             nr_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
840             pt_vertical_gradient(10) = 0.0, &
841             pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
842             q_vertical_gradient(10) = 0.0, &
843             q_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
844             qr_vertical_gradient(10) = 0.0, &
845             qr_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
846             s_vertical_gradient(10) = 0.0, &
847             s_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
848             sa_vertical_gradient(10) = 0.0, &
849             sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
850             skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9, threshold(20) = 0.0, &
851             time_domask(max_masks) = 0.0, &
852             tsc(10) = (/ 1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 /), &
853             u_profile(100) = 9999999.9, uv_heights(100) = 9999999.9, &
854             v_profile(100) = 9999999.9, &
855             ug_vertical_gradient(10) = 0.0, &
856             ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
857             vg_vertical_gradient(10) = 0.0, &
858             vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
859             volume_flow(1:2) = 0.0, volume_flow_area(1:2) = 0.0, &
860             volume_flow_initial(1:2) = 0.0, wall_heatflux(0:4) = 0.0, &
861             wall_humidityflux(0:4) = 0.0, wall_nrflux(0:4) = 0.0, & 
862             wall_qflux(0:4) = 0.0, wall_qrflux(0:4) = 0.0, &
863             wall_salinityflux(0:4) = 0.0, wall_scalarflux(0:4) = 0.0, &
864             subs_vertical_gradient(10) = 0.0, &
865             subs_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9
866
867    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
868
869    REAL, DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
870        mask_x = -1.0, mask_y = -1.0, mask_z = -1.0
871    REAL, DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
872        mask_x_loop = -1.0, mask_y_loop = -1.0, mask_z_loop = -1.0
873   
874!
875!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
876       REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
877
878    SAVE
879
880 END MODULE control_parameters
881
882
883
884
885 MODULE cpulog
886
887!------------------------------------------------------------------------------!
888! Description:
889! ------------
890! Definition of variables for cpu-time measurements
891!------------------------------------------------------------------------------!
892
893    REAL ::  initial_wallclock_time
894
895    TYPE logpoint
896       REAL               ::  isum, ivect, mean, mtime, mtimevec, sum, vector
897       INTEGER            ::  counts
898       CHARACTER (LEN=20) ::  place
899    END TYPE logpoint
900
901    TYPE(logpoint), DIMENSION(100) ::  log_point = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0,   &
902                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' ),          &
903                                       log_point_s = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0, &
904                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' )
905
906    SAVE
907
908 END MODULE cpulog
909
910
911
912
913 MODULE dvrp_variables
914
915!------------------------------------------------------------------------------!
916! Description:
917! ------------
918! Definition of variables used with dvrp-software
919!------------------------------------------------------------------------------!
920
921    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
922                           particle_dvrpsize = 'none'
923
924    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
925                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
926
927    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
928                           dvrp_file      = 'default',                    &
929                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
930                           dvrp_password  = '********',                   &
931                           dvrp_username  = ' '
932
933    INTEGER ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
934                dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
935                nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
936                nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
937                pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
938                pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
939                vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
940                vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
941
942    INTEGER, DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
943
944    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
945                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
946                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
947
948    REAL    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9, clip_dvrp_n = 9999999.9, &
949                clip_dvrp_r = 9999999.9, clip_dvrp_s = 9999999.9, &
950                superelevation = 1.0, superelevation_x = 1.0,     &
951                superelevation_y = 1.0, vc_alpha = 38.0
952
953    REAL, DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0, 1.0 /), &
954                           dvrpsize_interval = (/ 0.0, 1.0 /)
955
956    REAL, DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0, 0.6, 0.0 /), &
957                           topography_color = (/ 0.8, 0.7, 0.6 /)
958
959#if defined( __decalpha )
960    REAL, DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/       &
961                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
962                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
963                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0 /), (/ 2, 10 /) )
964
965    REAL, DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                  &
966                                0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
967                                0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
968                                0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
969                                0.1, 0.4, 0.1 /), (/ 3, 10 /) )
970
971    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
972                                  RESHAPE( (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0,      &
973                                               70.0,  25.0,  25.0, -25.0,      &
974                                              ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),         &
975                                           (/ 2, 100 /) ),                     &
976                                  interval_l_dvrp = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0,&
977                                  interval_a_dvrp = 0.0,                       &
978                                  interval_values_dvrp_prt,                    &
979                                  interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
980                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
981                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
982                                                  (/ 2, 100 /) ),              &
983                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5,                   &
984                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0,                   &
985                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
986#else
987    REAL, DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
988
989    REAL, DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
990
991    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
992                                  interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
993                                  interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5, &
994                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0, &
995                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0, interval_a_dvrp = 0.0, &
996                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
997
998    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
999                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
1000                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
1001                                     -1.0, 1.0 /
1002
1003    DATA  isosurface_color / 0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
1004                             0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
1005                             0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
1006                             0.1, 0.4, 0.1 /
1007
1008    DATA  interval_h_dvrp / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
1009                            25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
1010
1011    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
1012                                25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
1013#endif
1014
1015    REAL(4), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
1016
1017    TYPE steering
1018       CHARACTER (LEN=20) ::  name
1019       REAL(4)            ::  min, max
1020       INTEGER            ::  imin, imax
1021    END TYPE steering
1022
1023    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
1024
1025    SAVE
1026
1027 END MODULE dvrp_variables
1028
1029
1030
1031
1032 MODULE grid_variables
1033
1034!------------------------------------------------------------------------------!
1035! Description:
1036! ------------
1037! Definition of grid spacings
1038!------------------------------------------------------------------------------!
1039
1040    REAL ::  ddx, ddx2, dx = 1.0, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0, dy2
1041
1042    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
1043
1044    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
1045                                          fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
1046                                          wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
1047                                          zu_s_inner, zw_w_inner
1048
1049    SAVE
1050
1051 END MODULE grid_variables
1052
1053
1054
1055
1056 MODULE indices
1057
1058!------------------------------------------------------------------------------!
1059! Description:
1060! ------------
1061! Definition of array bounds and number of gridpoints
1062!------------------------------------------------------------------------------!
1063
1064    INTEGER ::  nbgp = 3, ngp_sums, nnx, nx = 0, nx_a, nx_o, nxl, nxlg,   &
1065                nxlu, nxr, nxrg, nx_on_file, nny, ny = 0, ny_a, ny_o,    &
1066                nyn, nyng, nys, nysg, nysv, ny_on_file, nnz, nz = 0,&
1067                nzb, nzb_diff, nzb_max, nzt, nzt_diff
1068
1069
1070    INTEGER( KIND = SELECTED_INT_KIND(18) ), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
1071                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
1072
1073    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                      &
1074                ngp_2dh, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
1075
1076
1077    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE :: ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner,    &
1078                mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner, nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u,    &
1079                nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer, nzb_s_inner, nzb_s_outer,    &
1080                nzb_u_inner, nzb_u_outer, nzb_v_inner, nzb_v_outer,            &
1081                nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
1082
1083    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
1084
1085    INTEGER( KIND = SELECTED_INT_KIND(11) ), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  &
1086                wall_flags_0  ! need to have 34 Bit
1087
1088    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE,  TARGET ::                         &
1089                wall_flags_1, wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4,        &
1090                wall_flags_5, wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8,        &
1091                wall_flags_9, wall_flags_10
1092
1093
1094    SAVE
1095
1096 END MODULE indices
1097
1098
1099
1100
1101 MODULE interfaces
1102
1103!------------------------------------------------------------------------------!
1104! Description:
1105! ------------
1106! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
1107!------------------------------------------------------------------------------!
1108
1109    INTERFACE
1110
1111       SUBROUTINE cpu_log( log_event, place, modus, barrierwait )
1112
1113          USE cpulog
1114
1115          CHARACTER (LEN=*)           ::  modus, place
1116          CHARACTER (LEN=*), OPTIONAL ::  barrierwait
1117          TYPE(logpoint)              ::  log_event
1118
1119       END SUBROUTINE cpu_log
1120
1121    END INTERFACE
1122
1123
1124
1125    INTERFACE
1126
1127       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, offset, &
1128                                   wert, wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
1129          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  mode
1130          INTEGER, INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
1131          INTEGER                       ::  wert_ijk(3)
1132          INTEGER, OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
1133          REAL                          ::  offset, wert
1134          REAL, OPTIONAL                ::  wert1
1135          REAL, INTENT(IN)              ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
1136
1137       END SUBROUTINE global_min_max
1138
1139    END INTERFACE
1140
1141    SAVE
1142
1143 END MODULE interfaces
1144
1145
1146
1147 MODULE pointer_interfaces
1148
1149!------------------------------------------------------------------------------!
1150! Description:
1151! ------------
1152! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
1153! prognostic_equations
1154!------------------------------------------------------------------------------!
1155
1156    INTERFACE
1157
1158       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
1159
1160          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
1161#if defined( __nopointer )
1162          REAL, DIMENSION(:,:,:) ::  sk
1163#else
1164          REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
1165#endif
1166       END SUBROUTINE advec_s_bc
1167
1168    END INTERFACE
1169
1170
1171    SAVE
1172
1173 END MODULE pointer_interfaces
1174
1175
1176
1177
1178 MODULE model_1d
1179
1180!------------------------------------------------------------------------------!
1181! Description:
1182! ------------
1183! Definition of variables for the 1D-model
1184!------------------------------------------------------------------------------!
1185
1186    INTEGER ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d
1187
1188    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
1189
1190    REAL ::     damp_level_1d = -1.0, dt_1d = 60.0, dt_max_1d = 300.0, &
1191                dt_pr_1d = 9999999.9, dt_run_control_1d = 60.0, &
1192                end_time_1d = 864000.0, old_dt_1d = 1.0E-10, &
1193                qs1d, simulated_time_1d = 0.0, time_pr_1d = 0.0, &
1194                time_run_control_1d = 0.0, ts1d, us1d, usws1d, &
1195                vsws1d, z01d, z0h1d
1196
1197
1198    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_p, kh1d, km1d, l_black, l1d,  &
1199                                        rif1d, te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, &
1200                                        te_vm, u1d, u1d_p, v1d, v1d_p
1201
1202    SAVE
1203
1204 END MODULE model_1d
1205
1206
1207
1208
1209 MODULE netcdf_control
1210
1211!------------------------------------------------------------------------------!
1212! Description:
1213! ------------
1214! Definition of parameters and variables for netcdf control.
1215!------------------------------------------------------------------------------!
1216
1217    USE control_parameters
1218#if defined( __netcdf )
1219    USE netcdf
1220#endif
1221
1222    INTEGER, PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 29, dots_max = 100
1223
1224    INTEGER ::  dots_num = 23
1225
1226    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
1227         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
1228            'z_i   ' /)
1229
1230    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
1231         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
1232            'z_i   ' /)
1233
1234    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
1235          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
1236             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
1237             'w_up   ', 'w_down ', 'radius ', 'r_min  ', 'r_max  ', 'npt_max', &
1238             'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', 'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', &
1239             'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', 'w"2    ', 'npt*2  ' /)
1240
1241    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
1242          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
1243             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
1244             'm/s    ', 'm/s    ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'number ', &
1245             'number ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
1246             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'number2' /)
1247
1248    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
1249          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
1250             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
1251             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
1252             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ', 'q*     ',            &
1253             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1254
1255    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
1256          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
1257             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
1258             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
1259             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ', 'kg/kg  ',            &
1260             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1261
1262    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
1263
1264    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
1265
1266    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
1267          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
1268             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
1269             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
1270             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
1271             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
1272             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
1273             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
1274             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1275             'not_used        ' /)
1276
1277    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
1278          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
1279             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1280             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
1281             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1282             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
1283             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
1284             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
1285             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1286             'not_used        ' /)
1287
1288    INTEGER ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
1289                id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
1290                id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
1291                id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
1292                id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
1293                id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
1294                id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
1295
1296    INTEGER, DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
1297                id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
1298                id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
1299                id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
1300                id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
1301                id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
1302                id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
1303                id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
1304                id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
1305                id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
1306                id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
1307                id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
1308                id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
1309                id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
1310                id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
1311                id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
1312                id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
1313                id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
1314
1315    INTEGER, DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
1316    INTEGER, DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
1317    INTEGER, DIMENSION(11)  ::  nc_precision
1318    INTEGER, DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1319
1320    INTEGER, DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1321    INTEGER, DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1322    INTEGER, DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1323                                           id_var_z_pr
1324    INTEGER, DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1325
1326!
1327!-- masked output
1328    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1329
1330    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1331
1332    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1333                id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1334                id_dim_zw_mask, &
1335                id_set_mask, &
1336                id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1337                id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1338                id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1339
1340    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1341
1342    SAVE
1343
1344 END MODULE netcdf_control
1345
1346
1347
1348 MODULE particle_attributes
1349
1350!------------------------------------------------------------------------------!
1351! Description:
1352! ------------
1353! Definition of variables used to compute particle transport
1354!------------------------------------------------------------------------------!
1355
1356    USE array_kind
1357
1358    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
1359                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb', &
1360                            collision_kernel = 'none'
1361
1362#if defined( __parallel )
1363    INTEGER ::  mpi_particle_type
1364#endif
1365    INTEGER ::  deleted_particles = 0, deleted_tails = 0,                      &
1366                dissipation_classes = 10, ibc_par_lr,                          &
1367                ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t, iran_part = -1234567,        &
1368                maximum_number_of_particles = 1000,                            &
1369                maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
1370                maximum_number_of_tails = 0,                                   &
1371                number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
1372                number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
1373                number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
1374                offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
1375                particle_file_count = 0, radius_classes = 20,                  &
1376                skip_particles_for_tail = 100, sort_count = 0,                 &
1377                total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0,          &
1378                trlp_count_sum, trlp_count_recv_sum, trrp_count_sum,           &
1379                trrp_count_recv_sum, trsp_count_sum, trsp_count_recv_sum,      &
1380                trnp_count_sum, trnp_count_recv_sum
1381
1382    INTEGER, PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
1383
1384    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
1385    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
1386
1387    LOGICAL ::  hall_kernel = .FALSE., palm_kernel = .FALSE.,                  &
1388                particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
1389                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
1390                uniform_particles = .TRUE., use_kernel_tables = .FALSE.,       &
1391                use_particle_tails = .FALSE., use_sgs_for_particles = .FALSE., &
1392                wang_kernel = .FALSE., write_particle_statistics = .FALSE.
1393
1394    LOGICAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::                       &
1395                vertical_particle_advection = .TRUE.
1396
1397    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
1398
1399    REAL    ::  c_0 = 3.0, dt_min_part = 0.0002, dt_prel = 9999999.9,          &
1400                dt_sort_particles = 0.0, dt_write_particle_data = 9999999.9,   &
1401                dvrp_psize = 9999999.9, end_time_prel = 9999999.9,             &
1402                initial_weighting_factor = 1.0,                                &
1403                maximum_tailpoint_age = 100000.0,                              &
1404                minimum_tailpoint_distance = 0.0,                              &
1405                particle_advection_start = 0.0, sgs_wfu_part = 0.3333333,      &
1406                sgs_wfv_part = 0.3333333, sgs_wfw_part = 0.3333333,            &
1407                time_prel = 0.0, time_sort_particles = 0.0,                    &
1408                time_write_particle_data = 0.0
1409
1410    REAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
1411                density_ratio = 9999999.9, pdx = 9999999.9, pdy = 9999999.9, &
1412                pdz = 9999999.9, psb = 9999999.9, psl = 9999999.9,           &
1413                psn = 9999999.9, psr = 9999999.9, pss = 9999999.9,           &
1414                pst = 9999999.9, radius = 9999999.9
1415
1416    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
1417
1418
1419    TYPE particle_type
1420       SEQUENCE
1421       REAL    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
1422                   origin_z, radius, rvar1, rvar2, rvar3, speed_x, speed_y, &
1423                   speed_z, weight_factor, x, y, z
1424       INTEGER ::  class, group, tailpoints, tail_id
1425    END TYPE particle_type
1426
1427    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles
1428    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE, TARGET ::  part_1, part_2
1429    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), POINTER  ::  particles
1430
1431    TYPE particle_groups_type
1432       SEQUENCE
1433       REAL    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
1434    END TYPE particle_groups_type
1435
1436    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
1437                   particle_groups
1438
1439    SAVE
1440
1441 END MODULE particle_attributes
1442
1443
1444
1445
1446
1447 MODULE pegrid
1448
1449!------------------------------------------------------------------------------!
1450! Description:
1451! ------------
1452! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1453! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1454! MPI-calls.
1455!------------------------------------------------------------------------------!
1456
1457#if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
1458#if defined( __lc )
1459    USE MPI
1460#else
1461    INCLUDE "mpif.h"
1462#endif
1463#endif
1464    CHARACTER(LEN=5)       ::  myid_char = ''
1465    INTEGER                ::  acc_rank, id_inflow = 0, id_recycling = 0,      &
1466                               myid = 0, num_acc_per_node = 0,                 &
1467                               target_id, npex = -1, npey = -1, numprocs = 1,  &
1468                               numprocs_previous_run = -1,                     &
1469                               tasks_per_node = -9999, threads_per_task = 1
1470
1471    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1472                                             hor_index_bounds_previous_run
1473
1474    LOGICAL ::  collective_wait = .FALSE.
1475
1476#if defined( __parallel )
1477#if defined( __mpi2 )
1478    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1479#endif
1480
1481    INTEGER ::  comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter, comm_palm, ierr, myidx,  &
1482                myidy, ndim = 2, ngp_a, ngp_o, ngp_xy, ngp_y, pleft, pnorth,   &
1483                pright, psouth, sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz,            &
1484                sendrecvcount_zx, sendrecvcount_zyd, sendrecvcount_yxd,        &
1485                type_x, type_x_int, type_xy, type_y, type_y_int
1486
1487    INTEGER ::  ibuf(12), pcoord(2), pdims(2)
1488
1489#if ! defined ( __check )
1490    INTEGER ::  status(MPI_STATUS_SIZE)
1491#endif
1492
1493
1494    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz, type_yz
1495
1496    LOGICAL ::  left_border_pe  = .FALSE., north_border_pe = .FALSE., &
1497                reorder = .TRUE., right_border_pe = .FALSE.,          &
1498                south_border_pe = .FALSE.
1499
1500    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1501                              remain_dims
1502#endif
1503
1504    SAVE
1505
1506 END MODULE pegrid
1507
1508
1509
1510
1511 MODULE profil_parameter
1512
1513!------------------------------------------------------------------------------!
1514! Description:
1515! ------------
1516! Definition of variables which control PROFIL-output
1517!------------------------------------------------------------------------------!
1518
1519    INTEGER, PARAMETER ::  crmax = 100
1520
1521    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1522                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1523                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1524                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1525                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1526                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1527                              ' L                  ',                         &
1528                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1529
1530    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1531                           (/ ' u v                           ', &
1532                              ' pt                            ', &
1533                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1534                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1535                              ' km kh                         ', &
1536                              ' l                             ', &
1537                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1538
1539    INTEGER ::  profile_columns = 2, profile_rows = 3, profile_number = 0
1540
1541    INTEGER ::  cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1542                cross_ts_number_count(crmax) = 0, &
1543                dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1544                dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0
1545               
1546
1547    REAL ::  cross_ts_uymax(20) = &
1548                             (/ 999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1549                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1550                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1551                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1552             cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999, &
1553             cross_ts_uymin(20) = &
1554                             (/ 999.999, 999.999, 999.999,  -5.000, 999.999,   &
1555                                999.999,   0.000, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1556                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1557                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1558             cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999
1559
1560    SAVE
1561
1562 END MODULE profil_parameter
1563
1564
1565
1566
1567 MODULE spectrum
1568
1569!------------------------------------------------------------------------------!
1570! Description:
1571! ------------
1572! Definition of quantities used for computing spectra
1573!------------------------------------------------------------------------------!
1574
1575    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1576                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1577    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1578    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1579    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1580                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1581                                              '-power spectrum of v     ', &
1582                                              '-power spectrum of w     ', &
1583                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1584                                              '-power spectrum of q     ' /)
1585    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1586                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1587                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1588                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1589                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1590                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1591
1592    INTEGER ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1593
1594    INTEGER ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1595                lstyles(100) = (/ 0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1596                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1597                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1598                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1599                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1600                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1601                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1602                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1603                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1604                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1605                plot_spectra_level(100) = 999999
1606
1607    REAL    ::  time_to_start_sp = 0.0
1608
1609    SAVE
1610
1611 END MODULE spectrum
1612
1613
1614
1615
1616 MODULE statistics
1617
1618!------------------------------------------------------------------------------!
1619! Description:
1620! ------------
1621! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1622!------------------------------------------------------------------------------!
1623
1624    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1625    INTEGER ::  pr_palm = 80, statistic_regions = 0
1626    INTEGER ::  u_max_ijk(3), v_max_ijk(3), w_max_ijk(3)
1627    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1628    REAL ::     u_max, v_max, w_max
1629    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l,   &
1630                                              weight_substep, weight_pres
1631    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value, &
1632                                              sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, &
1633                                              sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,   &
1634                                              sums_ws2_ws_l,                  &
1635                                              sums_wsnrs_ws_l,                &
1636                                              sums_wspts_ws_l,                &
1637                                              sums_wssas_ws_l,                &
1638                                              sums_wsqs_ws_l,                 &
1639                                              sums_wsqrs_ws_l
1640                                             
1641    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1642                                              spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1643                                              sums_up_fraction_l
1644    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1645
1646    SAVE
1647
1648 END MODULE statistics
1649
1650
1651
1652
1653 MODULE transpose_indices
1654
1655!------------------------------------------------------------------------------!
1656! Description:
1657! ------------
1658! Definition of indices for transposed arrays
1659!------------------------------------------------------------------------------!
1660
1661    INTEGER ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z,      &
1662                nys_x, nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_y, nzt_yd
1663               
1664
1665    SAVE
1666
1667 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.