source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 1092

Last change on this file since 1092 was 1092, checked in by raasch, 9 years ago

unused variables remove from several routines

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 73.6 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! character length in some derived type changed for better alignment
23! test: different dpk definition for CUDA FFT
24!
25! Former revisions:
26! -----------------
27! $Id: modules.f90 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch $
28!
29! 1065 2012-11-22 17:42:36Z hoffmann
30! + c_sedimentation, limiter_sedimentation, turbulence, a_1, a_2, a_3, b_1, b_2,
31! + b_3, c_1, c_2, c_3, beta_cc
32!
33! bottom boundary condition of qr, nr changed from Dirichlet to Neumann
34!
35! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
36! necessary expansions according to the two new prognostic equations (nr, qr)
37! of the two-moment cloud physics scheme:
38! +*_init, flux_l_*, diss_l_*, flux_s_*, diss_s_*, *sws, *swst, tend_*, *, *_p
39! +t*_m, *_1, *_2, *_3, *_av, bc_*_b, bc_*_t, ibc_*_b, ibc_*_t, bc_*_t_val,
40! +*_vertical_gradient, *_surface_initial_change, *_vertical_gradient_level,
41! +*_vertical_gradient_level_ind, *_surface, constant_waterflux_*, 
42! +cloud_scheme, icloud_scheme, surface_waterflux_*, sums_ws*s_ws_l, wall_*flux
43!
44! constants for the two-moment scheme:
45! +a_vent, a_term, b_vent, b_term, c_evap, c_term, cof, eps_sb, k_cc, k_cr, k_rr,
46! +k_br, kappa_rr, kin_vis_air, mu_constant_value, nc, pirho_l, dpirho_l, rho_1,
47! +schmidt, schmidt_p_1d3, stp, x0, xmin, xmax, dt_precipitation, w_precipitation
48!
49! steering parameters for the two_moment scheme:
50! +mu_constant, ventilation_effect
51!
52! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
53! code put under GPL (PALM 3.9)
54!
55! 1031 2012-10-19 14:35:30Z raasch
56! +output_format_netcdf
57!
58! 1015 2012-09-27 09:23:24Z raasch
59! +acc_rank, num_acc_per_node,
60! -adjust_mixing_length
61!
62! 1010 2012-09-20 07:59:54Z raasch
63! pointer free version can be generated with cpp switch __nopointer
64!
65! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
66! -grid_matching, nxa, nya, etc., nnx_pe, nny_pe, spl_*
67!
68! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
69! -asselin_filter_factor, cut_spline_overshoot, dt_changed, last_dt_change,
70! last_dt_change_1d, long_filter_factor, overshoot_limit_*, ups_limit_*
71! several pointer/target arrays converted to normal ones
72!
73! 996 2012-09-07 10:41:47Z raasch
74! -use_prior_plot1d_parameters
75!
76! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
77! +c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l,
78! +bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
79! -km_damp_x, km_damp_y, km_damp_max, outflow_damping_width
80! +z0h, z0h_av, z0h_factor, z0h1d
81! +ptdf_x, ptdf_y, pt_damping_width, pt_damping_factor
82!
83! 964 2012-07-26 09:14:24Z raasch
84! -cross_linecolors, cross_linestyles, cross_normalized_x, cross_normx_factor,
85! cross_normalized_y, cross_normy_factor, cross_pnc_local,
86! cross_profile_numbers, cross_profile_number_counter, cross_uxmax,
87! cross_uxmax_computed, cross_uxmax_normalized,
88! cross_uxmax_normalized_computed, cross_uxmin, cross_uxmin_computed,
89! cross_uxmin_normalized, cross_uxmin_normalized_computed, cross_uymax,
90! cross_uymin, cross_xtext, dopr_crossindex, dopr_label, linecolors, linestyles,
91! nz_do1d, profil_output, z_max_do1d, z_max_do1d_normalized
92!
93! 951 2012-07-19 14:22:52Z hoffmann
94! changing profile_columns and profile_rows
95!
96! 940 2012-07-09 14:31:00Z raasch
97! +neutral
98!
99! 927 2012-06-06 19:15:04Z raasch
100! +masking_method
101!
102! 880 2012-04-13 06:28:59Z raasch
103! gathered_size, subdomain_size moved to control_parameters
104!
105! 866 2012-03-28 06:44:41Z raasch
106! interface for global_min_max changed
107!
108! 861 2012-03-26 14:18:34Z suehring
109! +wall_flags_0
110! -boundary_flags
111! +nzb_max
112! +adv_sca_1, +adv_mom_1
113!
114! 849 2012-03-15 10:35:09Z raasch
115! +deleted_particles, deleted_tails, tr.._count_sum, tr.._count_recv_sum in
116! particle_attributes,
117! +de_dx, de_dy, de_dz in arrays_3d,
118! first_call_advec_particles renamed first_call_lpm
119!
120! 828 2012-02-21 12:00:36Z raasch
121! +dissipation_classes, radius_classes, use_kernel_tables,
122! particle feature color renamed class
123!
124! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
125! +bfactor, curvature_solution_effects, eps_ros, molecular_weight_of_water,
126! vanthoff, -b_cond in cloud_parameters,
127! dopts_num increased to 29, particle attributes speed_x|y|z_sgs renamed
128! rvar1|2|3
129! wang_collision_kernel and turbulence_effects_on_collision replaced by
130! collision_kernel, hall_kernel, palm_kernel, wang_kernel
131!
132! 809 2012-01-30 13:32:58Z marongas
133! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
134!
135! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
136! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files.
137! New parameter check_restart has been defined which is needed by
138! check_namelist_files only.
139!
140! 805 2012-01-17 15:53:28Z franke
141! Bugfix collective_wait must be out of parallel branch for runs in serial mode
142!
143! 801 2012-01-10 17:30:36Z suehring
144! Dimesion of sums_wsus_ws_l, ! sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
145! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l increased.
146! for thread-safe summation in advec_ws.
147!
148! 792 2011-12-01 01:23:23Z raasch
149! particle arrays (particles, parrticles_temp) implemented as pointers,
150! +particles_1, particles_2, sort_count
151!
152! 790 2011-11-29 03:11:20Z raasch
153! +turbulence_effects_on_collision, wang_collision_kernel
154!
155! 785 2011-11-28 09:47:19Z raasch
156! +scalar_rayleigh_damping, rdf_sc
157!
158! 778 2011-11-07 14:18:25Z fricke
159! +gathered_size, subdomain_size
160!
161! 771 2011-10-27 10:56:21Z heinze
162! +lpt_av
163!
164! 767 2011-10-14 06:39:12Z raasch
165! +u_profile, v_profile, uv_heights, use_prescribed_profile_data
166!
167! 759 2011-09-15 13:58:31Z raasch
168! +io_blocks, io_group, maximum_parallel_io_streams,
169! synchronous_exchange moved to control_parameters
170!
171! 743 2011-08-18 16:10:16Z suehring
172! Dimension of sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
173! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wssas_ws_l,sums_wsqs_ws_l needed for
174! statistical evaluation of turbulent fluxes in WS-scheme decreased.
175! 736 2011-08-17 14:13:26Z suehring
176! Dimension of fluxes needed for WS-scheme increased.
177!
178! 722 2011-04-11 06:21:09Z raasch
179! Bugfix: default value for south_border_pe changed to .F.
180!
181! 707 2011-03-29 11:39:40Z raasch
182! +bc_lr_dirrad, bc_lr_raddir, bc_ns_dirrad, bc_ns_raddir, left_border_pe,
183! north_border_pe, right_border_pe, south_border_pe
184! p_sub renamed p_loc
185!
186! 683 2011-02-09 14:25:15Z raasch
187! +synchronous_exchange
188!
189! 673 2011-01-18 16:19:48Z suehring
190! +weight_pres to weight the respective contribution of the Runge-Kutta
191! substeps. +p_sub to buffer the intermediate contributions for Multigrid and
192! SOR.
193!
194! 667 2010-12-23 12:06:00Z suehring/gryschka
195! Removed u_nzb_p1_for_vfc and v_nzb_p1_for_vfc
196! For coupling with different resolution in ocean and atmophere:
197! +nx_a, +nx_o, ny_a, +ny_o, ngp_a, ngp_o, +total_2d_o, +total_2d_a,
198! +coupling_topology
199! Buffer arrays for the left sided advective fluxes added in arrays_3d.
200! +flux_s_u, +flux_s_v, +flux_s_w, +diss_s_u, +diss_s_v, +diss_s_w,
201! +flux_s_pt, +diss_s_pt, +flux_s_e, +diss_s_e, +flux_s_q, +diss_s_q,
202! +flux_s_sa, +diss_s_sa
203! 3d arrays for dissipation control added. (only necessary for vector arch.)
204! +var_x, +var_y, +var_z, +gamma_x, +gamma_y, +gamma_z
205! Default of momentum_advec and scalar_advec changed to 'ws-scheme' .
206! +exchange_mg added in control_parameters to steer the data exchange.
207! Parameters +nbgp, +nxlg, +nxrg, +nysg, +nyng added in indices.
208! flag array +boundary_flags added in indices to steer the degradation of order
209! of the advective fluxes when non-cyclic boundaries are used.
210! MPI-datatypes +type_y, +type_y_int and +type_yz for data_exchange added in
211! pegrid.
212! +sums_wsus_ws_l, +sums_wsvs_ws_l, +sums_us2_ws_l, +sums_vs2_ws_l,
213! +sums_ws2_ws_l, +sums_wspts_ws_l, +sums_wssas_ws_l, +sums_wsqs_ws_l
214! and +weight_substep added in statistics to steer the statistical evaluation
215! of turbulent fluxes in the advection routines.
216! LOGICALS +ws_scheme_sca and +ws_scheme_mom added to get a better performance
217! in prognostic_equations.
218! LOGICAL +dissipation_control control added to steer numerical dissipation
219! in ws-scheme.
220! Changed length of string run_description_header
221!
222! 622 2010-12-10 08:08:13Z raasch
223! +collective_wait in pegrid
224!
225! 600 2010-11-24 16:10:51Z raasch
226! default values of surface_scalarflux and surface_waterflux changed
227! to 9999999.9
228!
229! 580 2010-10-05 13:59:11Z heinze
230! Renaming of ws_vertical_gradient to subs_vertical_gradient,
231! ws_vertical_gradient_level to subs_vertical_gradient_level and
232! ws_vertical_gradient_level_ind to subs_vertical_gradient_level_i
233!
234! 564 2010-09-30 13:18:59Z helmke
235! nc_precision and netcdf_precision dimension changed to 11, all default
236! values of mask_xyz_loop changed to -1.0, dimension of openfile changed to
237! 200+2*max_masks, max_masks changed to 50
238!
239! 553 2010-09-01 14:09:06Z weinreis
240! parameters for masked output are replaced by arrays
241!
242! 531 2010-04-21 06:47:21Z heinze
243! character length of dopr_unit enlarged
244!
245! 519 2010-03-19 05:30:02Z raasch
246! -replace_char, replace_by
247!
248! 493 2010-03-01 08:30:24Z raasch
249! +netcdf_data_format, -netcdf_64bit, -netcdf_64bit_3d, -netcdf_format_mask*,
250! -nc_format_mask, -format_parallel_io
251!
252! 485 2010-02-05 10:57:51Z raasch
253! ngp_3d, ngp_3d_inner changed to 64 bit
254!
255! 449 2010-02-02 11:23:59Z raasch
256! -var_ts: replaced by dots_max,
257! initial data assignments to some dvrp arrays changed due to error messages
258! from gfortran compiler
259! +large_scale_subsidence, ws_vertical_gradient, ws_vertical_gradient_level,
260! ws_vertical_gradient_level_ind, w_subs
261!
262! 388 2009-09-23 09:40:33Z raasch
263! +prho, prho_1
264! +bc_lr_cyc, bc_ns_cyc
265! +output_for_t0
266! translation error of actual -> current revisions fixed
267! +q* in dots_label, dots_unit. increased dots_num respectively
268! typographical error in dots_unit fixed
269! +clip_dvrp_*, cluster_size, color_interval, dvrpsize_interval, dvrp_overlap,
270! dvrp_total_overlap, groundplate_color, local_dvrserver_running, n*_dvrp,
271! interval_*_dvrp_prt, isosurface_color, particle_color, particle_dvrpsize,
272! topography color in dvrp_variables,
273! vertical_particle_advection is a 1d-array,
274! +canyon_height, canyon_width_x, canyon_width_y, canyon_wall_left,
275! canyon_wall_south, conserve_volume_flow_mode, coupling_start_time,
276! dp_external, dp_level_b, dp_level_ind_b, dp_smooth, dp_smooth_factor, dpdxy,
277! run_coupled, time_since_reference_point, u_bulk, v_bulk in control_parameters,
278! default value of grid_matching changed to strict
279! +shf_av, qsws_av
280!
281! 217 2008-12-09 18:00:48Z letzel
282! +topography_grid_convention
283! some dvrp-variables changed to single precision, variables for dvrp-mode
284! pathlines added, +target_id, abort_mode, message_string
285!
286! 197 2008-09-16 15:29:03Z raasch
287! allow 100 spectra levels instead of 10 for consistency with
288! define_netcdf_header, +canopy_heat_flux, cthf, lai,
289! +leaf_surface_concentration, scalar_exchange_coefficient, sec, sls
290! +hor_index_bounds, hor_index_bounds_previous_run, id_inflow, id_recycling,
291! inflow_damping_*, mean_inflow_profiles, numprocs_previous_run, nx_on_file,
292! ny_on_file, offset_ocean_*, recycling_plane, recycling_width, turbulent_inflow
293! -myid_char_14
294!
295! 138 2007-11-28 10:03:58Z letzel
296! +drag_coefficient, pch_index, lad_surface, lad_vertical_gradient,
297! lad_vertical_gradient_level, plant_canopy, lad, lad_s, lad_u, lad_v,
298! lad_w, cdc, lad_vertical_gradient_level_ind, canopy_mode
299! +dt_sort_particles, ngp_2dh_s_inner, time_sort_particles, flags,
300! wall_flags_1..10, wall_humidityflux(0:4), wall_qflux(0:4),
301! wall_salinityflux(0:4), wall_scalarflux(0:4)
302!
303! 108 2007-08-24 15:10:38Z letzel
304! +comm_inter, constant_top_momentumflux, coupling_char, coupling_mode,
305! coupling_mode_remote, c_u, c_v, c_w, dt_coupling, e_init, humidity_remote,
306! ngp_xy, nxlu, nysv, port_name, qswst_remote, terminate_coupled,
307! terminate_coupled_remote, time_coupling, top_momentumflux_u|v, type_xy,
308! uswst*, vswst*
309!
310! 97 2007-06-21 08:23:15Z raasch
311! +atmos_ocean_sign, ocean, r, + salinity variables
312! defaults of .._vertical_gradient_levels changed from -1.0 to -9999999.9
313! hydro_press renamed hyp, use_pt_reference renamed use_reference
314!
315! 89 2007-05-25 12:08:31Z raasch
316! +data_output_pr_user, max_pr_user, size of data_output_pr, dopr_index,
317! dopr_initial_index and dopr_unit enlarged,
318! var_hom and var_sum renamed pr_palm
319!
320! 82 2007-04-16 15:40:52Z raasch
321! +return_addres, return_username
322! Cpp-directive lcmuk renamed lc
323!
324! 75 2007-03-22 09:54:05Z raasch
325! +arrays precipitation_amount, precipitation_rate, precipitation_rate_av,
326! rif_wall, z0_av, +arrays u_m_l, u_m_r, etc. for radiation boundary conditions,
327! +loop_optimization, netcdf_64bit_3d, zu_s_inner, zw_w_inner, id_var_zusi_*,
328! id_var_zwwi_*, ts_value, u_nzb_p1_for_vfc, v_nzb_p1_for_vfc, pt_reference,
329! use_pt_reference, precipitation_amount_interval, revision
330! +age_m in particle_type, moisture renamed humidity,
331! -data_output_ts, dots_n, uvmean_outflow, uxrp, vynp,
332! arrays dots_label and dots_unit now dimensioned with dots_max,
333! setting of palm version moved to main program
334!
335! 37 2007-03-01 08:33:54Z raasch
336! +constant_top_heatflux, top_heatflux, use_top_fluxes, +arrays for top fluxes,
337! +nzt_diff, default of bc_pt_t renamed "initial_gradient"
338! Bugfix: p is not a pointer
339!
340! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
341!
342! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
343! version 3.1b (last under RCS control)
344!
345! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
346! Initial revision
347!
348!
349! Description:
350! ------------
351! Definition of variables for special advection schemes
352!------------------------------------------------------------------------------!
353
354    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex
355
356    SAVE
357
358 END MODULE advection
359
360
361
362
363 MODULE array_kind
364
365!------------------------------------------------------------------------------!
366! Description:
367! ------------
368! Definition of type parameters (used for the definition of single or double
369! precision variables)
370!------------------------------------------------------------------------------!
371
372    INTEGER, PARAMETER ::  dpk = SELECTED_REAL_KIND( 12 ),
373                           spk = SELECTED_REAL_KIND( 6 )
374
375!-- test for CUDA FFT
376!    INTEGER, PARAMETER ::  single_kind = KIND( 0.0 ), &
377!                           double_kind = KIND( 0.0D0 )
378
379!    INTEGER, PARAMETER ::  dpk = double_kind
380
381    SAVE
382
383 END MODULE array_kind
384
385
386
387
388 MODULE arrays_3d
389
390!------------------------------------------------------------------------------!
391! Description:
392! ------------
393! Definition of all arrays defined on the computational grid
394!------------------------------------------------------------------------------!
395
396    USE array_kind
397
398    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                         &
399          c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l, ddzu, ddzu_pres,     &
400          dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, lad, l_grid,      &
401          nr_init, ptdf_x, ptdf_y, pt_init, q_init, qr_init, rdf, rdf_sc,      &
402          sa_init, ug, u_init, u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, &
403          w_subs, zu, zw
404
405    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                       &
406          c_u, c_v, c_w, diss_s_e, diss_s_nr, diss_s_pt, diss_s_q, diss_s_qr,  &
407          diss_s_sa, diss_s_u, diss_s_v, diss_s_w, dzu_mg, dzw_mg, flux_s_e,   &
408          flux_s_nr, flux_s_pt, flux_s_q, flux_s_qr, flux_s_sa, flux_s_u,      &
409          flux_s_v, flux_s_w, f1_mg, f2_mg, f3_mg, mean_inflow_profiles, nrs,  &
410          nrsws, nrswst, pt_slope_ref, qs, qsws, qswst, qswst_remote, qrs,     &
411          qrsws, qrswst, rif, saswsb, saswst, shf, total_2d_a, total_2d_o, ts, &
412          tswst, us, usws, uswst, vsws, vswst, z0, z0h
413         
414
415    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                     &
416          canopy_heat_flux, cdc, d, de_dx, de_dy, de_dz, diss, diss_l_e,       &
417          diss_l_nr, diss_l_pt, diss_l_q, diss_l_qr, diss_l_sa, diss_l_u,      &
418          diss_l_v, diss_l_w, flux_l_e, flux_l_nr, flux_l_pt, flux_l_q,        &
419          flux_l_qr, flux_l_sa, flux_l_u, flux_l_v, flux_l_w, kh, km, lad_s,   &
420          lad_u, lad_v, lad_w, lai, l_wall, p_loc, sec, sls, tend, tend_pt,    &
421          tend_nr, tend_q, tend_qr, u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l, v_m_n,  &
422          v_m_r, v_m_s, w_m_l, w_m_n, w_m_r, w_m_s
423           
424
425#if defined( __nopointer )
426    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
427          e, e_p, nr, nr_p, p, prho, pt, pt_p, q, q_p, ql, ql_c, ql_v, ql_vp,  &
428          qr, qr_p, rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m, tsa_m,     &
429          tu_m, tv_m, tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
430#else
431    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
432          e_1, e_2, e_3, p, prho_1, nr_1, nr_2, nr_3, pt_1, pt_2, pt_3, q_1,   &
433          q_2, q_3, ql_v, ql_vp, ql_1, ql_2, qr_1, qr_2, qr_3, rho_1, sa_1,    &
434          sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3, v_1, v_2, v_3, vpt_1, w_1, w_2, w_3
435
436    REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                         &
437          e, e_p, nr, nr_p, prho, pt, pt_p, q, q_p, ql, ql_c, qr, qr_p, rho,   &
438          sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m, tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m,  &
439          u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
440#endif
441
442    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall
443
444    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: var_x, var_y, var_z, gamma_x,       &
445                                           gamma_y, gamma_z
446
447    SAVE
448
449 END MODULE arrays_3d
450
451
452
453
454 MODULE averaging
455
456!------------------------------------------------------------------------------!
457! Description:
458! ------------
459! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
460!------------------------------------------------------------------------------!
461
462    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,       &
463                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av, &
464                                          z0h_av
465
466    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET :: &
467          e_av, lpt_av, nr_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, pt_av, q_av, ql_av, &
468          ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av, u_av, &
469          v_av, vpt_av, w_av
470 
471 END MODULE averaging
472
473
474
475 MODULE cloud_parameters
476
477!------------------------------------------------------------------------------!
478! Description:
479! ------------
480! Definition of variables and constants for cloud physics
481!------------------------------------------------------------------------------!
482
483    LOGICAL ::  curvature_solution_effects = .FALSE., &
484                limiter_sedimentation = .TRUE., &
485                ventilation_effect = .FALSE.
486               
487
488    REAL ::  a_1 = 8.69E-4,     & ! coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
489             a_2 = -7.38E-5,    & ! coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
490             a_3 = -1.40E-2,    & ! coef. in turb. parametrization
491             a_term = 9.65,     & ! coef. for terminal velocity (m s-1)
492             a_vent = 0.78,     & ! coef. for ventilation effect
493             b_1 = 11.45E-6,    & ! coef. in turb. parametrization (m)
494             b_2 = 9.68E-6,     & ! coef. in turb. parametrization (m)
495             b_3 = 0.62,        & ! coef. in turb. parametrization
496             b_term = 9.8,      & ! coef. for terminal velocity (m s-1)
497             b_vent = 0.308,    & ! coef. for ventilation effect
498             beta_cc = 3.09E-4, & ! coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
499             bfactor,           &
500             c_1 = 4.82E-6,     & ! coef. in turb. parametrization (m)
501             c_2 = 4.8E-6,      & ! coef. in turb. parametrization (m)
502             c_3 = 0.76,        & ! coef. in turb. parametrization
503             c_const = 0.93,    & ! const. in Taylor-microscale Reynolds number
504             c_evap = 0.7,      & ! constant in evaporation
505             c_sedimentation = 2.0, & ! Courant number of sedimentation process
506             c_term = 600.0,    & ! coef. for terminal velocity (m-1)
507             cof(6) = (/ 76.18009172947146,      & ! coefficients in the
508                         -86.50532032941677,     & ! numerical
509                         24.01409824083091,      & ! calculation of the
510                         -1.231739572450155,     & ! gamma function
511                         0.1208650973866179E-2,  &
512                         -0.5395239384953E-5 /), &
513             cp = 1005.0,       & ! heat capacity of dry air (J kg-1 K-1)
514             diff_coeff_l = 0.23E-4, & ! diffusivity of water vapor (m2 s-1)
515             effective_coll_efficiency, &
516             eps_ros = 1.0E-4,  & ! accuracy of Rosenbrock method
517             eps_sb = 1.0E-20,  & ! threshold in two-moments scheme
518             k_cc = 9.44E09,    & ! const. rain-rain kernel (m3 kg-2 s-1)
519             k_cr0 = 4.33,      & ! const. cloud-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
520             k_rr = 7.12,       & ! const. rain-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
521             k_br = 1000.,      & ! const. in breakup parametrization (m-1)
522             kappa_rr = 60.7,   & ! const. in collision kernel (kg-1/3)
523             kin_vis_air = 1.4086E-5, & ! kin. viscosity of air (m2 s-1)
524             l_v = 2.5E+06,     & ! latent heat of vaporization (J kg-1)
525             l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, & ! l_v / cp, l_v / r_d, l_v / r_v
526             mass_of_solute = 1.0E-17, & ! soluted NaCl (kg)
527             molecular_weight_of_solute = 0.05844, & ! mol. m. NaCl (kg mol-1)
528             molecular_weight_of_water = 0.01801528, & ! mol. m. H2O (kg mol-1)
529             nc = 70.0E6,       & ! cloud droplet concentration
530             prec_time_const = 0.001, & !coef. in Kessler scheme
531             pirho_l, dpirho_l, & ! pi * rho_l / 6.0; 6.0 / ( pi * rho_l )
532             rho_l = 1.0E3,     & ! density of water (kg m-3)
533             ql_crit = 0.0005,  & ! coef. in Kessler scheme
534             r_d = 287.0,       & ! sp. gas const. dry air (J kg-1 K-1)
535             r_v = 461.51,      & ! sp. gas const. water vapor (J kg-1 K-1)
536             schmidt = 0.71,    & ! Schmidt number
537             schmidt_p_1d3,     & ! schmidt**( 1.0 / 3.0 )
538             stp = 2.5066282746310005, & ! parameter in gamma function
539             thermal_conductivity_l = 2.43E-2, & ! therm. cond. air (J m-1 s-1 K-1)
540             vanthoff = 2.0,    & ! van't Hoff factor for NaCl
541             x0 = 2.6E-10,      & ! separating drop mass (kg)
542             xrmin = 2.6E-10,   & ! minimum rain drop size (kg)
543             xrmax = 5.0E-6,    & ! maximum rain drop site (kg)
544             dt_precipitation = 100.0, & ! timestep precipitation (s)
545             w_precipitation = 9.65      ! maximum terminal velocity (m s-1)
546
547    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  dr, hyrho, lambda_r, mu_r, pt_d_t, &
548                                            sed_nr, sed_q, sed_qr, t_d_pt, xr 
549
550    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  precipitation_amount, &
551                                            precipitation_rate
552!
553!-- 3D array of precipitation rate
554    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prr
555
556    SAVE
557
558 END MODULE cloud_parameters
559
560
561
562
563 MODULE constants
564
565!------------------------------------------------------------------------------!
566! Description:
567! ------------
568! Definition of general constants
569!------------------------------------------------------------------------------!
570
571    REAL    ::  pi = 3.141592654
572    REAL    ::  adv_mom_1, adv_mom_3, adv_mom_5, adv_sca_1, adv_sca_3, adv_sca_5
573   
574
575    SAVE
576
577 END MODULE constants
578
579
580
581
582 MODULE control_parameters
583
584!------------------------------------------------------------------------------!
585! Description:
586! ------------
587! Definition of parameters for program control
588!------------------------------------------------------------------------------!
589
590    TYPE plot_precision
591       CHARACTER (LEN=8) ::  variable
592       INTEGER           ::  precision
593    END TYPE plot_precision
594
595    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
596                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
597                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
598                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
599                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
600
601    TYPE file_status
602       LOGICAL ::  opened, opened_before
603    END TYPE file_status
604   
605    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
606
607    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
608                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
609
610    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
611    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
612    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
613    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
614    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
615    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
616    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
617    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
618                             loop_optimization = 'default', &
619                             momentum_advec = 'ws-scheme', &
620                             psolver = 'poisfft', &
621                             scalar_advec = 'ws-scheme'
622    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
623                             bc_nr_b = 'neumann', bc_nr_t = 'neumann', &
624                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
625                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
626                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
627                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
628                             bc_qr_b = 'neumann', bc_qr_t = 'neumann',&
629                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
630                             bc_sa_t = 'neumann', &
631                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
632                             canopy_mode = 'block', &
633                             cloud_scheme = 'seifert_beheng', &
634                             coupling_mode = 'uncoupled', &
635                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
636                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
637                             fft_method = 'system-specific', &
638                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
639                             random_generator = 'numerical-recipes', &
640                             return_addres, return_username, &
641                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'                             
642    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, output_format_netcdf, &
643                             topography = 'flat'
644    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
645    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
646    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ' 
647    CHARACTER (LEN=110)  ::  run_description_header
648    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
649
650    CHARACTER (LEN=7),  DIMENSION(100) ::  do3d_comp_prec = ' '
651    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_format = ' '
652    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
653                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
654    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
655         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
656
657    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
658    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
659    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
660
661    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
662    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
663
664    INTEGER ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
665                average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
666                coupling_topology = 0, &
667                dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
668                disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
669                dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
670                dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
671                do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
672                dp_level_ind_b = 0, dvrp_filecount = 0, &
673                dz_stretch_level_index, gamma_mg, gathered_size, &
674                grid_level, ibc_e_b, ibc_nr_b, ibc_nr_t, ibc_p_b, ibc_p_t, &
675                ibc_pt_b, ibc_pt_t, ibc_q_b, ibc_q_t, ibc_qr_b, ibc_qr_t, &
676                ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, icloud_scheme, &
677                inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
678                intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
679                io_group = 0, io_blocks = 1, iran = -1234567, &
680                masks = 0, maximum_grid_level, &
681                maximum_parallel_io_streams = -1, max_pr_user = 0, &
682                mgcycles = 0, mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
683                netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, nsor = 20, &
684                nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
685                nz_do3d = -9999, pch_index = 0, prt_time_count = 0, &
686                recycling_plane, runnr = 0, &
687                skip_do_avs = 0, subdomain_size, terminate_coupled = 0, &
688                terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
689
690    INTEGER ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
691                do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
692                do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
693                do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
694                domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
695                lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
696                mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
697                mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
698                nr_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
699                pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
700                q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
701                qr_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
702                sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
703                section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
704                section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
705                ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
706                vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
707                subs_vertical_gradient_level_i(10) = -9999
708
709#if defined ( __check )
710    INTEGER :: check_restart = 0
711#endif
712
713    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
714
715    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
716    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
717                mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
718
719    LOGICAL ::  avs_output = .FALSE., &
720                bc_lr_cyc =.TRUE., bc_lr_dirneu = .FALSE., &
721                bc_lr_dirrad = .FALSE., bc_lr_neudir = .FALSE., &
722                bc_lr_raddir = .FALSE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
723                bc_ns_dirneu = .FALSE., bc_ns_dirrad = .FALSE., &
724                bc_ns_neudir = .FALSE., bc_ns_raddir = .FALSE., &
725                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
726                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
727                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
728                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
729                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
730                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
731                constant_waterflux = .TRUE., constant_waterflux_nr = .TRUE., &
732                constant_waterflux_qr = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
733                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., & 
734                dissipation_control = .FALSE., disturbance_created = .FALSE., &
735                do2d_at_begin = .FALSE., do3d_at_begin = .FALSE., &
736                do3d_compress = .FALSE., do_sum = .FALSE., &
737                dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
738                drizzle = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
739                dt_3d_reached, dt_3d_reached_l, exchange_mg = .FALSE., &
740                first_call_lpm = .TRUE., &
741                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
742                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
743                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
744                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
745                iso2d_output = .FALSE., large_scale_subsidence = .FALSE., &
746                masking_method = .FALSE., mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
747                netcdf_output = .FALSE., neutral = .FALSE., ocean = .FALSE., &
748                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
749                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
750                plant_canopy = .FALSE., prandtl_layer = .TRUE., &
751                precipitation = .FALSE., &
752                radiation = .FALSE., random_heatflux = .FALSE., &
753                run_control_header = .FALSE., run_coupled = .TRUE., &
754                scalar_rayleigh_damping = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
755                stop_dt = .FALSE., synchronous_exchange = .FALSE., &
756                terminate_run = .FALSE., turbulence = .FALSE., &
757                turbulent_inflow = .FALSE., &
758                use_prescribed_profile_data = .FALSE., use_reference = .FALSE.,&
759                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
760                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
761                wall_adjustment = .TRUE., ws_scheme_sca = .FALSE., &
762                ws_scheme_mom = .FALSE.
763
764    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
765                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
766
767    REAL ::  advected_distance_x = 0.0, advected_distance_y = 0.0, &
768             alpha_surface = 0.0, atmos_ocean_sign = 1.0, &
769             averaging_interval = 0.0, averaging_interval_pr = 9999999.9, &
770             averaging_interval_sp = 9999999.9, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
771             bc_qr_t_val, bc_nr_t_val, bottom_salinityflux = 0.0, &
772             building_height = 50.0, building_length_x = 50.0, &
773             building_length_y = 50.0, building_wall_left = 9999999.9, &
774             building_wall_south = 9999999.9, canyon_height = 50.0, &
775             canyon_width_x = 9999999.9, canyon_width_y = 9999999.9, &
776             canyon_wall_left = 9999999.9, canyon_wall_south = 9999999.9, &
777             cthf = 0.0, cfl_factor = -1.0, cos_alpha_surface, &
778             coupling_start_time, disturbance_amplitude = 0.25, &
779             disturbance_energy_limit = 0.01, &
780             disturbance_level_b = -9999999.9, &
781             disturbance_level_t = -9999999.9, &
782             dp_level_b = 0.0, drag_coefficient = 0.0, &
783             dt = -1.0, dt_averaging_input = 0.0, &
784             dt_averaging_input_pr = 9999999.9, dt_coupling = 9999999.9, &
785             dt_data_output = 9999999.9, &
786             dt_data_output_av = 9999999.9, dt_disturb = 9999999.9, &
787             dt_dopr = 9999999.9, dt_dopr_listing = 9999999.9, &
788             dt_dopts = 9999999.9, dt_dosp = 9999999.9, dt_dots = 9999999.9, &
789             dt_do2d_xy = 9999999.9, dt_do2d_xz = 9999999.9, &
790             dt_do2d_yz = 9999999.9, dt_do3d = 9999999.9, dt_dvrp = 9999999.9, &
791             dt_max = 20.0, dt_restart = 9999999.9, &
792             dt_run_control = 60.0, dt_3d = -1.0, dz = -1.0, &
793             dz_max = 9999999.9, dz_stretch_factor = 1.08, &
794             dz_stretch_level = 100000.0, e_init = 0.0, e_min = 0.0, &
795             end_time = 0.0, &
796             f = 0.0, fs = 0.0, g = 9.81, inflow_damping_height = 9999999.9, &
797             inflow_damping_width = 9999999.9, kappa = 0.4, km_constant = -1.0,&
798             lad_surface = 0.0, leaf_surface_concentration = 0.0, &
799             mask_scale_x = 1.0, mask_scale_y = 1.0, mask_scale_z = 1.0, &
800             maximum_cpu_time_allowed = 0.0,  &
801             molecular_viscosity = 1.461E-5, &
802             nr_surface = 0.0, nr_surface_initial_change = 0.0, &
803             old_dt = 1.0E-10, omega = 7.29212E-5, omega_sor = 1.8, &
804             particle_maximum_age = 9999999.9, &
805             phi = 55.0, prandtl_number = 1.0, &
806             precipitation_amount_interval = 9999999.9, prho_reference, &
807             pt_damping_factor = 0.0, pt_damping_width = 0.0, &
808             pt_reference = 9999999.9, pt_slope_offset = 0.0, &
809             pt_surface = 300.0, pt_surface_initial_change = 0.0, &
810             q_surface = 0.0, q_surface_initial_change = 0.0, &
811             qr_surface = 0.0, qr_surface_initial_change = 0.0, &
812             rayleigh_damping_factor = -1.0, rayleigh_damping_height = -1.0, &
813             recycling_width = 9999999.9, residual_limit = 1.0E-4, &
814             restart_time = 9999999.9, rho_reference, rho_surface, &
815             rif_max = 1.0, rif_min = -5.0, roughness_length = 0.1, &
816             sa_surface = 35.0, scalar_exchange_coefficient = 0.0, &
817             simulated_time = 0.0, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
818             skip_time_data_output = 0.0, skip_time_data_output_av = 9999999.9,&
819             skip_time_dopr = 9999999.9, skip_time_dosp = 9999999.9, &
820             skip_time_do2d_xy = 9999999.9, skip_time_do2d_xz = 9999999.9, &
821             skip_time_do2d_yz = 9999999.9, skip_time_do3d = 9999999.9, &
822             surface_heatflux = 9999999.9, surface_pressure = 1013.25, &
823             surface_scalarflux = 9999999.9, surface_waterflux = 9999999.9, &
824             surface_waterflux_nr = 0.0, surface_waterflux_qr = 0.0, &
825             s_surface = 0.0, s_surface_initial_change = 0.0, &
826             termination_time_needed = -1.0, time_coupling = 0.0, &
827             time_disturb = 0.0, time_dopr = 0.0, time_dopr_av = 0.0, &
828             time_dopr_listing = 0.0, time_dopts = 0.0, time_dosp = 0.0, &
829             time_dosp_av = 0.0, time_dots = 0.0, time_do2d_xy = 0.0, &
830             time_do2d_xz = 0.0, time_do2d_yz = 0.0, time_do3d = 0.0, &
831             time_do_av = 0.0, time_do_sla = 0.0, time_dvrp = 0.0, &
832             time_restart = 9999999.9, time_run_control = 0.0,&
833             time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9, &
834             top_momentumflux_u = 9999999.9, &
835             top_momentumflux_v = 9999999.9, top_salinityflux = 9999999.9, &
836             ug_surface = 0.0, u_bulk = 0.0, u_gtrans = 0.0, &
837             vg_surface = 0.0, &
838             v_bulk = 0.0, v_gtrans = 0.0, wall_adjustment_factor = 1.8, &
839             z_max_do2d = -1.0, z0h_factor = 1.0
840
841    REAL ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0, &
842             do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0, dpdxy(1:2) = 0.0, &
843             dt_domask(max_masks) = 9999999.9, lad_vertical_gradient(10) = 0.0,&
844             lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
845             mask_scale(3), &
846             nr_vertical_gradient(10) = 0.0, &
847             nr_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
848             pt_vertical_gradient(10) = 0.0, &
849             pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
850             q_vertical_gradient(10) = 0.0, &
851             q_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
852             qr_vertical_gradient(10) = 0.0, &
853             qr_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
854             s_vertical_gradient(10) = 0.0, &
855             s_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
856             sa_vertical_gradient(10) = 0.0, &
857             sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
858             skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9, threshold(20) = 0.0, &
859             time_domask(max_masks) = 0.0, &
860             tsc(10) = (/ 1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 /), &
861             u_profile(100) = 9999999.9, uv_heights(100) = 9999999.9, &
862             v_profile(100) = 9999999.9, &
863             ug_vertical_gradient(10) = 0.0, &
864             ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
865             vg_vertical_gradient(10) = 0.0, &
866             vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
867             volume_flow(1:2) = 0.0, volume_flow_area(1:2) = 0.0, &
868             volume_flow_initial(1:2) = 0.0, wall_heatflux(0:4) = 0.0, &
869             wall_humidityflux(0:4) = 0.0, wall_nrflux(0:4) = 0.0, & 
870             wall_qflux(0:4) = 0.0, wall_qrflux(0:4) = 0.0, &
871             wall_salinityflux(0:4) = 0.0, wall_scalarflux(0:4) = 0.0, &
872             subs_vertical_gradient(10) = 0.0, &
873             subs_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9
874
875    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
876
877    REAL, DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
878        mask_x = -1.0, mask_y = -1.0, mask_z = -1.0
879    REAL, DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
880        mask_x_loop = -1.0, mask_y_loop = -1.0, mask_z_loop = -1.0
881   
882!
883!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
884       REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
885
886    SAVE
887
888 END MODULE control_parameters
889
890
891
892
893 MODULE cpulog
894
895!------------------------------------------------------------------------------!
896! Description:
897! ------------
898! Definition of variables for cpu-time measurements
899!------------------------------------------------------------------------------!
900
901    REAL ::  initial_wallclock_time
902
903    TYPE logpoint
904       REAL               ::  isum, ivect, mean, mtime, mtimevec, sum, vector
905       INTEGER            ::  counts
906       CHARACTER (LEN=20) ::  place
907    END TYPE logpoint
908
909    TYPE(logpoint), DIMENSION(100) ::  log_point = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0,   &
910                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' ),          &
911                                       log_point_s = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0, &
912                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' )
913
914    SAVE
915
916 END MODULE cpulog
917
918
919
920
921 MODULE dvrp_variables
922
923!------------------------------------------------------------------------------!
924! Description:
925! ------------
926! Definition of variables used with dvrp-software
927!------------------------------------------------------------------------------!
928
929    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
930                           particle_dvrpsize = 'none'
931
932    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
933                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
934
935    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
936                           dvrp_file      = 'default',                    &
937                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
938                           dvrp_password  = '********',                   &
939                           dvrp_username  = ' '
940
941    INTEGER ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
942                dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
943                nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
944                nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
945                pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
946                pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
947                vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
948                vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
949
950    INTEGER, DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
951
952    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
953                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
954                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
955
956    REAL    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9, clip_dvrp_n = 9999999.9, &
957                clip_dvrp_r = 9999999.9, clip_dvrp_s = 9999999.9, &
958                superelevation = 1.0, superelevation_x = 1.0,     &
959                superelevation_y = 1.0, vc_alpha = 38.0
960
961    REAL, DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0, 1.0 /), &
962                           dvrpsize_interval = (/ 0.0, 1.0 /)
963
964    REAL, DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0, 0.6, 0.0 /), &
965                           topography_color = (/ 0.8, 0.7, 0.6 /)
966
967#if defined( __decalpha )
968    REAL, DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/       &
969                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
970                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
971                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0 /), (/ 2, 10 /) )
972
973    REAL, DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                  &
974                                0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
975                                0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
976                                0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
977                                0.1, 0.4, 0.1 /), (/ 3, 10 /) )
978
979    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
980                                  RESHAPE( (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0,      &
981                                               70.0,  25.0,  25.0, -25.0,      &
982                                              ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),         &
983                                           (/ 2, 100 /) ),                     &
984                                  interval_l_dvrp = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0,&
985                                  interval_a_dvrp = 0.0,                       &
986                                  interval_values_dvrp_prt,                    &
987                                  interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
988                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
989                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
990                                                  (/ 2, 100 /) ),              &
991                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5,                   &
992                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0,                   &
993                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
994#else
995    REAL, DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
996
997    REAL, DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
998
999    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
1000                                  interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
1001                                  interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5, &
1002                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0, &
1003                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0, interval_a_dvrp = 0.0, &
1004                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
1005
1006    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
1007                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
1008                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
1009                                     -1.0, 1.0 /
1010
1011    DATA  isosurface_color / 0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
1012                             0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
1013                             0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
1014                             0.1, 0.4, 0.1 /
1015
1016    DATA  interval_h_dvrp / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
1017                            25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
1018
1019    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
1020                                25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
1021#endif
1022
1023    REAL(4), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
1024
1025    TYPE steering
1026       CHARACTER (LEN=24) ::  name
1027       REAL(4)            ::  min, max
1028       INTEGER            ::  imin, imax
1029    END TYPE steering
1030
1031    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
1032
1033    SAVE
1034
1035 END MODULE dvrp_variables
1036
1037
1038
1039
1040 MODULE grid_variables
1041
1042!------------------------------------------------------------------------------!
1043! Description:
1044! ------------
1045! Definition of grid spacings
1046!------------------------------------------------------------------------------!
1047
1048    REAL ::  ddx, ddx2, dx = 1.0, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0, dy2
1049
1050    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
1051
1052    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
1053                                          fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
1054                                          wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
1055                                          zu_s_inner, zw_w_inner
1056
1057    SAVE
1058
1059 END MODULE grid_variables
1060
1061
1062
1063
1064 MODULE indices
1065
1066!------------------------------------------------------------------------------!
1067! Description:
1068! ------------
1069! Definition of array bounds and number of gridpoints
1070!------------------------------------------------------------------------------!
1071
1072    INTEGER ::  nbgp = 3, ngp_sums, nnx, nx = 0, nx_a, nx_o, nxl, nxlg,   &
1073                nxlu, nxr, nxrg, nx_on_file, nny, ny = 0, ny_a, ny_o,    &
1074                nyn, nyng, nys, nysg, nysv, ny_on_file, nnz, nz = 0,&
1075                nzb, nzb_diff, nzb_max, nzt, nzt_diff
1076
1077
1078    INTEGER( KIND = SELECTED_INT_KIND(18) ), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
1079                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
1080
1081    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                      &
1082                ngp_2dh, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
1083
1084
1085    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE :: ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner,    &
1086                mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner, nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u,    &
1087                nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer, nzb_s_inner, nzb_s_outer,    &
1088                nzb_u_inner, nzb_u_outer, nzb_v_inner, nzb_v_outer,            &
1089                nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
1090
1091    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
1092
1093    INTEGER( KIND = SELECTED_INT_KIND(11) ), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  &
1094                wall_flags_0  ! need to have 34 Bit
1095
1096    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE,  TARGET ::                         &
1097                wall_flags_1, wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4,        &
1098                wall_flags_5, wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8,        &
1099                wall_flags_9, wall_flags_10
1100
1101
1102    SAVE
1103
1104 END MODULE indices
1105
1106
1107
1108
1109 MODULE interfaces
1110
1111!------------------------------------------------------------------------------!
1112! Description:
1113! ------------
1114! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
1115!------------------------------------------------------------------------------!
1116
1117    INTERFACE
1118
1119       SUBROUTINE cpu_log( log_event, place, modus, barrierwait )
1120
1121          USE cpulog
1122
1123          CHARACTER (LEN=*)           ::  modus, place
1124          CHARACTER (LEN=*), OPTIONAL ::  barrierwait
1125          TYPE(logpoint)              ::  log_event
1126
1127       END SUBROUTINE cpu_log
1128
1129    END INTERFACE
1130
1131
1132
1133    INTERFACE
1134
1135       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, offset, &
1136                                   wert, wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
1137          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  mode
1138          INTEGER, INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
1139          INTEGER                       ::  wert_ijk(3)
1140          INTEGER, OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
1141          REAL                          ::  offset, wert
1142          REAL, OPTIONAL                ::  wert1
1143          REAL, INTENT(IN)              ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
1144
1145       END SUBROUTINE global_min_max
1146
1147    END INTERFACE
1148
1149    SAVE
1150
1151 END MODULE interfaces
1152
1153
1154
1155 MODULE pointer_interfaces
1156
1157!------------------------------------------------------------------------------!
1158! Description:
1159! ------------
1160! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
1161! prognostic_equations
1162!------------------------------------------------------------------------------!
1163
1164    INTERFACE
1165
1166       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
1167
1168          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
1169#if defined( __nopointer )
1170          REAL, DIMENSION(:,:,:) ::  sk
1171#else
1172          REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
1173#endif
1174       END SUBROUTINE advec_s_bc
1175
1176    END INTERFACE
1177
1178
1179    SAVE
1180
1181 END MODULE pointer_interfaces
1182
1183
1184
1185
1186 MODULE model_1d
1187
1188!------------------------------------------------------------------------------!
1189! Description:
1190! ------------
1191! Definition of variables for the 1D-model
1192!------------------------------------------------------------------------------!
1193
1194    INTEGER ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d
1195
1196    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
1197
1198    REAL ::     damp_level_1d = -1.0, dt_1d = 60.0, dt_max_1d = 300.0, &
1199                dt_pr_1d = 9999999.9, dt_run_control_1d = 60.0, &
1200                end_time_1d = 864000.0, old_dt_1d = 1.0E-10, &
1201                qs1d, simulated_time_1d = 0.0, time_pr_1d = 0.0, &
1202                time_run_control_1d = 0.0, ts1d, us1d, usws1d, &
1203                vsws1d, z01d, z0h1d
1204
1205
1206    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_p, kh1d, km1d, l_black, l1d,  &
1207                                        rif1d, te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, &
1208                                        te_vm, u1d, u1d_p, v1d, v1d_p
1209
1210    SAVE
1211
1212 END MODULE model_1d
1213
1214
1215
1216
1217 MODULE netcdf_control
1218
1219!------------------------------------------------------------------------------!
1220! Description:
1221! ------------
1222! Definition of parameters and variables for netcdf control.
1223!------------------------------------------------------------------------------!
1224
1225    USE control_parameters
1226#if defined( __netcdf )
1227    USE netcdf
1228#endif
1229
1230    INTEGER, PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 29, dots_max = 100
1231
1232    INTEGER ::  dots_num = 23
1233
1234    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
1235         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
1236            'z_i   ' /)
1237
1238    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
1239         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
1240            'z_i   ' /)
1241
1242    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
1243          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
1244             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
1245             'w_up   ', 'w_down ', 'radius ', 'r_min  ', 'r_max  ', 'npt_max', &
1246             'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', 'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', &
1247             'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', 'w"2    ', 'npt*2  ' /)
1248
1249    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
1250          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
1251             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
1252             'm/s    ', 'm/s    ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'number ', &
1253             'number ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
1254             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'number2' /)
1255
1256    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
1257          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
1258             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
1259             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
1260             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ', 'q*     ',            &
1261             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1262
1263    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
1264          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
1265             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
1266             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
1267             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ', 'kg/kg  ',            &
1268             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1269
1270    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
1271
1272    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
1273
1274    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
1275          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
1276             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
1277             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
1278             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
1279             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
1280             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
1281             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
1282             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1283             'not_used        ' /)
1284
1285    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
1286          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
1287             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1288             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
1289             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1290             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
1291             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
1292             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
1293             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1294             'not_used        ' /)
1295
1296    INTEGER ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
1297                id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
1298                id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
1299                id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
1300                id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
1301                id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
1302                id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
1303
1304    INTEGER, DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
1305                id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
1306                id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
1307                id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
1308                id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
1309                id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
1310                id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
1311                id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
1312                id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
1313                id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
1314                id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
1315                id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
1316                id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
1317                id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
1318                id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
1319                id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
1320                id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
1321                id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
1322
1323    INTEGER, DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
1324    INTEGER, DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
1325    INTEGER, DIMENSION(11)  ::  nc_precision
1326    INTEGER, DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1327
1328    INTEGER, DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1329    INTEGER, DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1330    INTEGER, DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1331                                           id_var_z_pr
1332    INTEGER, DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1333
1334!
1335!-- masked output
1336    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1337
1338    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1339
1340    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1341                id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1342                id_dim_zw_mask, &
1343                id_set_mask, &
1344                id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1345                id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1346                id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1347
1348    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1349
1350    SAVE
1351
1352 END MODULE netcdf_control
1353
1354
1355
1356 MODULE particle_attributes
1357
1358!------------------------------------------------------------------------------!
1359! Description:
1360! ------------
1361! Definition of variables used to compute particle transport
1362!------------------------------------------------------------------------------!
1363
1364    USE array_kind
1365
1366    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
1367                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb', &
1368                            collision_kernel = 'none'
1369
1370#if defined( __parallel )
1371    INTEGER ::  mpi_particle_type
1372#endif
1373    INTEGER ::  deleted_particles = 0, deleted_tails = 0,                      &
1374                dissipation_classes = 10, ibc_par_lr,                          &
1375                ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t, iran_part = -1234567,        &
1376                maximum_number_of_particles = 1000,                            &
1377                maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
1378                maximum_number_of_tails = 0,                                   &
1379                number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
1380                number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
1381                number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
1382                offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
1383                particle_file_count = 0, radius_classes = 20,                  &
1384                skip_particles_for_tail = 100, sort_count = 0,                 &
1385                total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0,          &
1386                trlp_count_sum, trlp_count_recv_sum, trrp_count_sum,           &
1387                trrp_count_recv_sum, trsp_count_sum, trsp_count_recv_sum,      &
1388                trnp_count_sum, trnp_count_recv_sum
1389
1390    INTEGER, PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
1391
1392    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
1393    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
1394
1395    LOGICAL ::  hall_kernel = .FALSE., palm_kernel = .FALSE.,                  &
1396                particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
1397                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
1398                uniform_particles = .TRUE., use_kernel_tables = .FALSE.,       &
1399                use_particle_tails = .FALSE., use_sgs_for_particles = .FALSE., &
1400                wang_kernel = .FALSE., write_particle_statistics = .FALSE.
1401
1402    LOGICAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::                       &
1403                vertical_particle_advection = .TRUE.
1404
1405    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
1406
1407    REAL    ::  c_0 = 3.0, dt_min_part = 0.0002, dt_prel = 9999999.9,          &
1408                dt_sort_particles = 0.0, dt_write_particle_data = 9999999.9,   &
1409                dvrp_psize = 9999999.9, end_time_prel = 9999999.9,             &
1410                initial_weighting_factor = 1.0,                                &
1411                maximum_tailpoint_age = 100000.0,                              &
1412                minimum_tailpoint_distance = 0.0,                              &
1413                particle_advection_start = 0.0, sgs_wfu_part = 0.3333333,      &
1414                sgs_wfv_part = 0.3333333, sgs_wfw_part = 0.3333333,            &
1415                time_prel = 0.0, time_sort_particles = 0.0,                    &
1416                time_write_particle_data = 0.0
1417
1418    REAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
1419                density_ratio = 9999999.9, pdx = 9999999.9, pdy = 9999999.9, &
1420                pdz = 9999999.9, psb = 9999999.9, psl = 9999999.9,           &
1421                psn = 9999999.9, psr = 9999999.9, pss = 9999999.9,           &
1422                pst = 9999999.9, radius = 9999999.9
1423
1424    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
1425
1426
1427    TYPE particle_type
1428       SEQUENCE
1429       REAL    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
1430                   origin_z, radius, rvar1, rvar2, rvar3, speed_x, speed_y, &
1431                   speed_z, weight_factor, x, y, z
1432       INTEGER ::  class, group, tailpoints, tail_id
1433    END TYPE particle_type
1434
1435    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles
1436    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE, TARGET ::  part_1, part_2
1437    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), POINTER  ::  particles
1438
1439    TYPE particle_groups_type
1440       SEQUENCE
1441       REAL    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
1442    END TYPE particle_groups_type
1443
1444    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
1445                   particle_groups
1446
1447    SAVE
1448
1449 END MODULE particle_attributes
1450
1451
1452
1453
1454
1455 MODULE pegrid
1456
1457!------------------------------------------------------------------------------!
1458! Description:
1459! ------------
1460! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1461! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1462! MPI-calls.
1463!------------------------------------------------------------------------------!
1464
1465#if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
1466#if defined( __lc )
1467    USE MPI
1468#else
1469    INCLUDE "mpif.h"
1470#endif
1471#endif
1472    CHARACTER(LEN=5)       ::  myid_char = ''
1473    INTEGER                ::  acc_rank, id_inflow = 0, id_recycling = 0,      &
1474                               myid = 0, num_acc_per_node = 0,                 &
1475                               target_id, npex = -1, npey = -1, numprocs = 1,  &
1476                               numprocs_previous_run = -1,                     &
1477                               tasks_per_node = -9999, threads_per_task = 1
1478
1479    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1480                                             hor_index_bounds_previous_run
1481
1482    LOGICAL ::  collective_wait = .FALSE.
1483
1484#if defined( __parallel )
1485#if defined( __mpi2 )
1486    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1487#endif
1488
1489    INTEGER ::  comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter, comm_palm, ierr, myidx,  &
1490                myidy, ndim = 2, ngp_a, ngp_o, ngp_xy, ngp_y, pleft, pnorth,   &
1491                pright, psouth, sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz,            &
1492                sendrecvcount_zx, sendrecvcount_zyd, sendrecvcount_yxd,        &
1493                type_x, type_x_int, type_xy, type_y, type_y_int
1494
1495    INTEGER ::  ibuf(12), pcoord(2), pdims(2)
1496
1497#if ! defined ( __check )
1498    INTEGER ::  status(MPI_STATUS_SIZE)
1499#endif
1500
1501
1502    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz, type_yz
1503
1504    LOGICAL ::  left_border_pe  = .FALSE., north_border_pe = .FALSE., &
1505                reorder = .TRUE., right_border_pe = .FALSE.,          &
1506                south_border_pe = .FALSE.
1507
1508    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1509                              remain_dims
1510#endif
1511
1512    SAVE
1513
1514 END MODULE pegrid
1515
1516
1517
1518
1519 MODULE profil_parameter
1520
1521!------------------------------------------------------------------------------!
1522! Description:
1523! ------------
1524! Definition of variables which control PROFIL-output
1525!------------------------------------------------------------------------------!
1526
1527    INTEGER, PARAMETER ::  crmax = 100
1528
1529    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1530                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1531                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1532                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1533                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1534                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1535                              ' L                  ',                         &
1536                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1537
1538    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1539                           (/ ' u v                           ', &
1540                              ' pt                            ', &
1541                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1542                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1543                              ' km kh                         ', &
1544                              ' l                             ', &
1545                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1546
1547    INTEGER ::  profile_columns = 2, profile_rows = 3, profile_number = 0
1548
1549    INTEGER ::  cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1550                cross_ts_number_count(crmax) = 0, &
1551                dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1552                dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0
1553               
1554
1555    REAL ::  cross_ts_uymax(20) = &
1556                             (/ 999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1557                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1558                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1559                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1560             cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999, &
1561             cross_ts_uymin(20) = &
1562                             (/ 999.999, 999.999, 999.999,  -5.000, 999.999,   &
1563                                999.999,   0.000, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1564                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1565                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1566             cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999
1567
1568    SAVE
1569
1570 END MODULE profil_parameter
1571
1572
1573
1574
1575 MODULE spectrum
1576
1577!------------------------------------------------------------------------------!
1578! Description:
1579! ------------
1580! Definition of quantities used for computing spectra
1581!------------------------------------------------------------------------------!
1582
1583    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1584                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1585    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1586    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1587    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1588                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1589                                              '-power spectrum of v     ', &
1590                                              '-power spectrum of w     ', &
1591                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1592                                              '-power spectrum of q     ' /)
1593    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1594                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1595                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1596                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1597                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1598                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1599
1600    INTEGER ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1601
1602    INTEGER ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1603                lstyles(100) = (/ 0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1604                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1605                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1606                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1607                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1608                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1609                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1610                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1611                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1612                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1613                plot_spectra_level(100) = 999999
1614
1615    REAL    ::  time_to_start_sp = 0.0
1616
1617    SAVE
1618
1619 END MODULE spectrum
1620
1621
1622
1623
1624 MODULE statistics
1625
1626!------------------------------------------------------------------------------!
1627! Description:
1628! ------------
1629! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1630!------------------------------------------------------------------------------!
1631
1632    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1633    INTEGER ::  pr_palm = 80, statistic_regions = 0
1634    INTEGER ::  u_max_ijk(3), v_max_ijk(3), w_max_ijk(3)
1635    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1636    REAL ::     u_max, v_max, w_max
1637    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l,   &
1638                                              weight_substep, weight_pres
1639    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value, &
1640                                              sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, &
1641                                              sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,   &
1642                                              sums_ws2_ws_l,                  &
1643                                              sums_wsnrs_ws_l,                &
1644                                              sums_wspts_ws_l,                &
1645                                              sums_wssas_ws_l,                &
1646                                              sums_wsqs_ws_l,                 &
1647                                              sums_wsqrs_ws_l
1648                                             
1649    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1650                                              spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1651                                              sums_up_fraction_l
1652    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1653
1654    SAVE
1655
1656 END MODULE statistics
1657
1658
1659
1660
1661 MODULE transpose_indices
1662
1663!------------------------------------------------------------------------------!
1664! Description:
1665! ------------
1666! Definition of indices for transposed arrays
1667!------------------------------------------------------------------------------!
1668
1669    INTEGER ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z,      &
1670                nys_x, nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_y, nzt_yd
1671               
1672
1673    SAVE
1674
1675 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.