source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 1321

Last change on this file since 1321 was 1321, checked in by raasch, 7 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 68.9 KB
Line 
1 MODULE advection
2
3!--------------------------------------------------------------------------------!
4! This file is part of PALM.
5!
6! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms
7! of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation,
8! either version 3 of the License, or (at your option) any later version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2014 Leibniz Universitaet Hannover
18!--------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! ------------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: modules.f90 1321 2014-03-20 09:40:40Z raasch $
27!
28! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
29! ONLY-attribute added to USE-statements,
30! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
31! kinds are defined in new module kinds,
32! old module precision_kind is removed,
33! revision history before 2012 removed,
34! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
35! all variable declaration statements
36!
37! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
38! module cpulog moved to new separate module-file
39! interface for cpu_log removed
40!
41! 1314 2014-03-14 18:25:17Z suehring
42! + log_z_z0, number_of_sublayers, z0_av_global
43! 1308 2014-03-13 14:58:42Z fricke
44! +ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
45!
46! 1257 2013-11-08 15:18:40Z raasch
47! set default values for grid indices of maximum velocity components
48! u|v|w_max_ijk
49!
50! 1241 2013-10-30 11:36:58Z heinze
51! Usage of nudging enabled
52! +nudging, ntnudge, ptnudge, qnudge, tnudge, unudge, vnudge, wnudge
53! increase pr_palm from 80 to 90 to allow for more standard profiles
54!
55! Enable prescribed time depenend surface fluxes and geostrophic wind read in
56! from external file LSF_DATA
57! +large_scale_forcing, lsf_surf, lsf_vert, nlsf, time_surf, shf_surf, qsws_surf,
58!  pt_surf, q_surf, p_surf, time_vert, ug_vert, vg_vert, wsubs_vert
59!
60! 1221 2013-09-10 08:59:13Z raasch
61! wall_flags_0 changed to 32bit int, +wall_flags_00,
62! +rflags_s_inner, rflags_invers
63!
64! 1216 2013-08-26 09:31:42Z raasch
65! +transpose_compute_overlap,
66! several variables are now defined in the serial (non-parallel) case also
67!
68! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
69! +tri
70!
71! 1179 2013-06-14 05:57:58Z raasch
72! +reference_state, ref_state, use_initial_profile_as_reference, vpt_reference,
73! use_reference renamed use_single_reference_value
74!
75! 1159 2013-05-21 11:58:22Z fricke
76! -bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
77! +use_cmax
78!
79! 1128 2013-04-12 06:19:32Z raasch
80! +background_communication, i_left, i_right, j_north, j_south, req, req_count,
81! send_receive, sendrecv_in_background, wait_stat
82!
83! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
84! unused variables removed
85!
86! 1113 2013-03-10 02:48:14Z raasch
87! +on_device
88!
89! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
90! +tric, nr_timesteps_this_run
91!
92! 1106 2013-03-04 05:31:38Z raasch
93! array_kind renamed precision_kind, pdims defined in serial code
94! bugfix: default value assigned to coupling_start_time
95!
96! 1095 2013-02-03 02:21:01Z raasch
97! FORTRAN error in r1092 removed
98!
99! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
100! character length in some derived type changed for better alignment
101!
102! 1065 2012-11-22 17:42:36Z hoffmann
103! + c_sedimentation, limiter_sedimentation, turbulence, a_1, a_2, a_3, b_1, b_2,
104! + b_3, c_1, c_2, c_3, beta_cc
105!
106! bottom boundary condition of qr, nr changed from Dirichlet to Neumann
107!
108! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
109! necessary expansions according to the two new prognostic equations (nr, qr)
110! of the two-moment cloud physics scheme:
111! +*_init, flux_l_*, diss_l_*, flux_s_*, diss_s_*, *sws, *swst, tend_*, *, *_p
112! +t*_m, *_1, *_2, *_3, *_av, bc_*_b, bc_*_t, ibc_*_b, ibc_*_t, bc_*_t_val,
113! +*_vertical_gradient, *_surface_initial_change, *_vertical_gradient_level,
114! +*_vertical_gradient_level_ind, *_surface, constant_waterflux_*, 
115! +cloud_scheme, icloud_scheme, surface_waterflux_*, sums_ws*s_ws_l, wall_*flux
116!
117! constants for the two-moment scheme:
118! +a_vent, a_term, b_vent, b_term, c_evap, c_term, cof, eps_sb, k_cc, k_cr, k_rr,
119! +k_br, kappa_rr, kin_vis_air, mu_constant_value, nc, pirho_l, dpirho_l, rho_1,
120! +schmidt, schmidt_p_1d3, stp, x0, xmin, xmax, dt_precipitation, w_precipitation
121!
122! steering parameters for the two_moment scheme:
123! +mu_constant, ventilation_effect
124!
125! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
126! code put under GPL (PALM 3.9)
127!
128! 1031 2012-10-19 14:35:30Z raasch
129! +output_format_netcdf
130!
131! 1015 2012-09-27 09:23:24Z raasch
132! +acc_rank, num_acc_per_node,
133! -adjust_mixing_length
134!
135! 1010 2012-09-20 07:59:54Z raasch
136! pointer free version can be generated with cpp switch __nopointer
137!
138! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
139! -grid_matching, nxa, nya, etc., nnx_pe, nny_pe, spl_*
140!
141! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
142! -asselin_filter_factor, cut_spline_overshoot, dt_changed, last_dt_change,
143! last_dt_change_1d, long_filter_factor, overshoot_limit_*, ups_limit_*
144! several pointer/target arrays converted to normal ones
145!
146! 996 2012-09-07 10:41:47Z raasch
147! -use_prior_plot1d_parameters
148!
149! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
150! +c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l,
151! +bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
152! -km_damp_x, km_damp_y, km_damp_max, outflow_damping_width
153! +z0h, z0h_av, z0h_factor, z0h1d
154! +ptdf_x, ptdf_y, pt_damping_width, pt_damping_factor
155!
156! 964 2012-07-26 09:14:24Z raasch
157! -cross_linecolors, cross_linestyles, cross_normalized_x, cross_normx_factor,
158! cross_normalized_y, cross_normy_factor, cross_pnc_local,
159! cross_profile_numbers, cross_profile_number_counter, cross_uxmax,
160! cross_uxmax_computed, cross_uxmax_normalized,
161! cross_uxmax_normalized_computed, cross_uxmin, cross_uxmin_computed,
162! cross_uxmin_normalized, cross_uxmin_normalized_computed, cross_uymax,
163! cross_uymin, cross_xtext, dopr_crossindex, dopr_label, linecolors, linestyles,
164! nz_do1d, profil_output, z_max_do1d, z_max_do1d_normalized
165!
166! 951 2012-07-19 14:22:52Z hoffmann
167! changing profile_columns and profile_rows
168!
169! 940 2012-07-09 14:31:00Z raasch
170! +neutral
171!
172! 927 2012-06-06 19:15:04Z raasch
173! +masking_method
174!
175! 880 2012-04-13 06:28:59Z raasch
176! gathered_size, subdomain_size moved to control_parameters
177!
178! 866 2012-03-28 06:44:41Z raasch
179! interface for global_min_max changed
180!
181! 861 2012-03-26 14:18:34Z suehring
182! +wall_flags_0
183! -boundary_flags
184! +nzb_max
185! +adv_sca_1, +adv_mom_1
186!
187! 849 2012-03-15 10:35:09Z raasch
188! +deleted_particles, deleted_tails, tr.._count_sum, tr.._count_recv_sum in
189! particle_attributes,
190! +de_dx, de_dy, de_dz in arrays_3d,
191! first_call_advec_particles renamed first_call_lpm
192!
193! 828 2012-02-21 12:00:36Z raasch
194! +dissipation_classes, radius_classes, use_kernel_tables,
195! particle feature color renamed class
196!
197! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
198! +bfactor, curvature_solution_effects, eps_ros, molecular_weight_of_water,
199! vanthoff, -b_cond in cloud_parameters,
200! dopts_num increased to 29, particle attributes speed_x|y|z_sgs renamed
201! rvar1|2|3
202! wang_collision_kernel and turbulence_effects_on_collision replaced by
203! collision_kernel, hall_kernel, palm_kernel, wang_kernel
204!
205! 809 2012-01-30 13:32:58Z marongas
206! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
207!
208! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
209! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files.
210! New parameter check_restart has been defined which is needed by
211! check_namelist_files only.
212!
213! 805 2012-01-17 15:53:28Z franke
214! Bugfix collective_wait must be out of parallel branch for runs in serial mode
215!
216! 801 2012-01-10 17:30:36Z suehring
217! Dimesion of sums_wsus_ws_l, ! sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
218! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l increased.
219! for thread-safe summation in advec_ws.
220!
221! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
222!
223! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
224! version 3.1b (last under RCS control)
225!
226! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
227! Initial revision
228!
229!
230! Description:
231! ------------
232! Definition of variables for special advection schemes
233!------------------------------------------------------------------------------!
234    USE kinds
235
236    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex
237
238    SAVE
239
240 END MODULE advection
241
242
243
244
245 MODULE arrays_3d
246
247!------------------------------------------------------------------------------!
248! Description:
249! ------------
250! Definition of all arrays defined on the computational grid
251!------------------------------------------------------------------------------!
252
253    USE kinds
254
255    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                     &
256          c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l, ddzu, ddzu_pres,     &
257          dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, lad, l_grid,      &
258          nc_1d, nr_1d, ptdf_x, ptdf_y, p_surf, pt_surf, pt_1d, pt_init,       &
259          qsws_surf, q_1d, q_init, q_surf, qc_1d, qr_1d, rdf, rdf_sc,          & 
260          ref_state, sa_init, shf_surf, timenudge, time_surf, time_vert, ug,   &
261          u_init, u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, w_subs, zu, zw
262
263    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                   &
264          c_u, c_v, c_w, diss_s_e, diss_s_nr, diss_s_pt, diss_s_q,             &
265          diss_s_qr, diss_s_sa, diss_s_u, diss_s_v, diss_s_w, dzu_mg, dzw_mg,  &
266          flux_s_e, flux_s_nr, flux_s_pt, flux_s_q, flux_s_qr, flux_s_sa,      &
267          flux_s_u, flux_s_v, flux_s_w, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                   &
268          mean_inflow_profiles, nrs, nrsws, nrswst, ptnudge, pt_slope_ref,     &
269          qnudge, qs, qsws, qswst, qswst_remote, qrs, qrsws, qrswst, rif,      &
270          saswsb, saswst, shf, tnudge, total_2d_a, total_2d_o, ts, tswst,      &
271          ug_vert, unudge, us, usws, uswst, vnudge, vg_vert, vsws, vswst,      &
272          wnudge, wsubs_vert, z0, z0h
273
274    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                 &
275          canopy_heat_flux, cdc, d, de_dx, de_dy, de_dz, diss, diss_l_e,       &
276          diss_l_nr, diss_l_pt, diss_l_q, diss_l_qr, diss_l_sa, diss_l_u,      &
277          diss_l_v, diss_l_w, flux_l_e, flux_l_nr, flux_l_pt, flux_l_q,        &
278          flux_l_qr, flux_l_sa, flux_l_u, flux_l_v, flux_l_w, kh, km, lad_s,   &
279          lad_u, lad_v, lad_w, lai, l_wall, p_loc, sec, sls, tend, tend_pt,    &
280          tend_nr, tend_q, tend_qr, tric, u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l,   &
281          v_m_n, v_m_r, v_m_s, w_m_l, w_m_n, w_m_r, w_m_s
282
283#if defined( __nopointer )
284    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
285          e, e_p, nr, nr_p, p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, ql_v,     &
286          ql_vp, qr, qr_p, rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m,     &
287          tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
288#else
289    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
290          e_1, e_2, e_3, p, prho_1, nr_1, nr_2, nr_3, pt_1, pt_2, pt_3, q_1,   &
291          q_2, q_3, qc_1, ql_v, ql_vp, ql_1, ql_2, qr_1, qr_2, qr_3, rho_1,    &
292          sa_1, sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3, v_1, v_2, v_3, vpt_1, w_1, w_2, w_3
293
294    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                     &
295          e, e_p, nr, nr_p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, qr, qr_p,    &
296          rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m, tsa_m, tu_m, tv_m,   &
297          tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
298#endif
299
300    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall, tri
301
302    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: var_x, var_y, var_z, gamma_x,   &
303                                           gamma_y, gamma_z
304
305
306    SAVE
307
308 END MODULE arrays_3d
309
310
311
312
313 MODULE averaging
314
315!------------------------------------------------------------------------------!
316! Description:
317! ------------
318! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
319!------------------------------------------------------------------------------!
320    USE kinds
321
322    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,   &
323                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av, &
324                                          z0h_av
325
326    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
327          e_av, lpt_av, nr_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, pt_av, q_av, qc_av, &
328          ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av,&
329          u_av, v_av, vpt_av, w_av
330 
331 END MODULE averaging
332
333
334
335 MODULE cloud_parameters
336
337!------------------------------------------------------------------------------!
338! Description:
339! ------------
340! Definition of variables and constants for cloud physics
341!------------------------------------------------------------------------------!
342    USE kinds
343
344    LOGICAL ::  curvature_solution_effects = .FALSE., &
345                limiter_sedimentation = .TRUE., &
346                ventilation_effect = .FALSE.
347               
348
349    REAL(wp) ::  a_1 = 8.69E-4,     & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
350                 a_2 = -7.38E-5,    & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
351                 a_3 = -1.40E-2,    & !: coef. in turb. parametrization
352                 a_term = 9.65,     & !: coef. for terminal velocity (m s-1)
353                 a_vent = 0.78,     & !: coef. for ventilation effect
354                 b_1 = 11.45E-6,    & !: coef. in turb. parametrization (m)
355                 b_2 = 9.68E-6,     & !: coef. in turb. parametrization (m)
356                 b_3 = 0.62,        & !: coef. in turb. parametrization
357                 b_term = 9.8,      & !: coef. for terminal velocity (m s-1)
358                 b_vent = 0.308,    & !: coef. for ventilation effect
359                 beta_cc = 3.09E-4, & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
360                 bfactor,           &
361                 c_1 = 4.82E-6,     & !: coef. in turb. parametrization (m)
362                 c_2 = 4.8E-6,      & !: coef. in turb. parametrization (m)
363                 c_3 = 0.76,        & !: coef. in turb. parametrization
364                 c_const = 0.93,    & !: const. in Taylor-microscale Reynolds number
365                 c_evap = 0.7,      & !: constant in evaporation
366                 c_sedimentation = 2.0, & !: Courant number of sedimentation process
367                 c_term = 600.0,    & !: coef. for terminal velocity (m-1)
368                 cof(6) = (/ 76.18009172947146,      & !: coefficients in the
369                             -86.50532032941677,     & !: numerical
370                             24.01409824083091,      & !: calculation of the
371                             -1.231739572450155,     & !: gamma function
372                             0.1208650973866179E-2,  &
373                             -0.5395239384953E-5 /), &
374                cp = 1005.0,       & !: heat capacity of dry air (J kg-1 K-1)
375                diff_coeff_l = 0.23E-4, & !: diffusivity of water vapor (m2 s-1)
376                effective_coll_efficiency, & !:
377                eps_ros = 1.0E-4,  & !: accuracy of Rosenbrock method
378                eps_sb = 1.0E-20,  & !: threshold in two-moments scheme
379                k_cc = 9.44E09,    & !: const. cloud-cloud kernel (m3 kg-2 s-1)
380                k_cr0 = 4.33,      & !: const. cloud-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
381                k_rr = 7.12,       & !: const. rain-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
382                k_br = 1000.,      & !: const. in breakup parametrization (m-1)
383                k_st = 1.2E8,      & !: const. in drizzle parametrization (m-1 s-1)
384                kappa_rr = 60.7,   & !: const. in collision kernel (kg-1/3)
385                kin_vis_air = 1.4086E-5, & !: kin. viscosity of air (m2 s-1)
386                l_v = 2.5E+06,     & !: latent heat of vaporization (J kg-1)
387                l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, & !: l_v / cp, l_v / r_d, l_v / r_v
388                mass_of_solute = 1.0E-17, & !: soluted NaCl (kg)
389                molecular_weight_of_solute = 0.05844, & !: mol. m. NaCl (kg mol-1)
390                molecular_weight_of_water = 0.01801528, & !: mol. m. H2O (kg mol-1)
391                nc_const = 70.0E6, & !: cloud droplet concentration
392                prec_time_const = 0.001, & !: coef. in Kessler scheme
393                pirho_l, dpirho_l, & !: pi * rho_l / 6.0; 6.0 / ( pi * rho_l )
394                rho_l = 1.0E3,     & !: density of water (kg m-3)
395                ql_crit = 0.0005,  & !: coef. in Kessler scheme
396                r_d = 287.0,       & !: sp. gas const. dry air (J kg-1 K-1)
397                r_v = 461.51,      & !: sp. gas const. water vapor (J kg-1 K-1)
398                schmidt = 0.71,    & !: Schmidt number
399                schmidt_p_1d3,     & !: schmidt**( 1.0 / 3.0 )
400                sigma_gc = 1.3,    & !: log-normal geometric standard deviation
401                stp = 2.5066282746310005, & !: parameter in gamma function
402                thermal_conductivity_l = 2.43E-2, & !: therm. cond. air (J m-1 s-1 K-1)
403                vanthoff = 2.0,    & !: van't Hoff factor for NaCl
404                x0 = 2.6E-10,      & !: separating drop mass (kg)
405                xrmin = 2.6E-10,   & !: minimum rain drop size (kg)
406                xrmax = 5.0E-6,    & !: maximum rain drop site (kg)
407                dt_precipitation = 100.0, & !: timestep precipitation (s)
408                w_precipitation = 9.65      !: maximum terminal velocity (m s-1)
409
410    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  hyrho, pt_d_t, t_d_pt 
411
412    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  precipitation_amount, &
413                                                precipitation_rate
414!
415!-- 3D array of precipitation rate
416    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prr
417
418    SAVE
419
420 END MODULE cloud_parameters
421
422
423
424
425 MODULE constants
426
427!------------------------------------------------------------------------------!
428! Description:
429! ------------
430! Definition of general constants
431!------------------------------------------------------------------------------!
432    USE kinds
433
434    REAL(wp)  ::  pi = 3.141592654_wp
435    REAL(wp)  ::  adv_mom_1, adv_mom_3, adv_mom_5, adv_sca_1, adv_sca_3, adv_sca_5
436   
437
438    SAVE
439
440 END MODULE constants
441
442
443
444
445 MODULE control_parameters
446
447!------------------------------------------------------------------------------!
448! Description:
449! ------------
450! Definition of parameters for program control
451!------------------------------------------------------------------------------!
452    USE kinds
453
454    TYPE plot_precision
455       CHARACTER (LEN=8) ::  variable
456       INTEGER(iwp)      ::  precision
457    END TYPE plot_precision
458
459    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
460                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
461                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
462                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
463                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
464
465    TYPE file_status
466       LOGICAL ::  opened, opened_before
467    END TYPE file_status
468   
469    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
470
471    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
472                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
473
474    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
475    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
476    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
477    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
478    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
479    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
480    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
481    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
482                             loop_optimization = 'default', &
483                             momentum_advec = 'ws-scheme', &
484                             psolver = 'poisfft', &
485                             scalar_advec = 'ws-scheme'
486    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
487                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
488                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
489                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
490                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
491                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
492                             bc_sa_t = 'neumann', &
493                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
494                             canopy_mode = 'block', &
495                             cloud_scheme = 'seifert_beheng', &
496                             coupling_mode = 'uncoupled', &
497                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
498                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
499                             fft_method = 'system-specific', &
500                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
501                             random_generator = 'numerical-recipes', &
502                             reference_state = 'initial_profile', &
503                             return_addres, return_username, &
504                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'                             
505    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, output_format_netcdf, &
506                             topography = 'flat'
507    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
508    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
509    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ' 
510    CHARACTER (LEN=110)  ::  run_description_header
511    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
512
513    CHARACTER (LEN=7),  DIMENSION(100) ::  do3d_comp_prec = ' '
514    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_format = ' '
515    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
516                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
517    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
518         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
519
520    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
521    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
522    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
523
524    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
525    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
526
527    INTEGER(iwp) ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
528                     average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
529                     coupling_topology = 0, &
530                     dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
531                     disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
532                     dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
533                     dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
534                     do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
535                     dp_level_ind_b = 0, dvrp_filecount = 0, &
536                     dz_stretch_level_index, gamma_mg, gathered_size, &
537                     grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, &
538                     ibc_pt_b, ibc_pt_t, ibc_q_b, ibc_q_t, &
539                     ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, icloud_scheme, &
540                     inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
541                     intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
542                     io_group = 0, io_blocks = 1, iran = -1234567, &
543                     masks = 0, maximum_grid_level, &
544                     maximum_parallel_io_streams = -1, max_pr_user = 0, &
545                     mgcycles = 0, mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
546                     nlsf = 1000, ntnudge = 100, netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, &
547                     nr_timesteps_this_run = 0, &
548                     nsor = 20, nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
549                     nz_do3d = -9999, pch_index = 0, prt_time_count = 0, &
550                     recycling_plane, runnr = 0, &
551                     skip_do_avs = 0, subdomain_size, terminate_coupled = 0, &
552                     terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
553
554    INTEGER(iwp) ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
555                     do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
556                     do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
557                     do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
558                     domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
559                     lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
560                     mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
561                     mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
562                     pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
563                     q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
564                     sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
565                     section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
566                     section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
567                     ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
568                     vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
569                     subs_vertical_gradient_level_i(10) = -9999
570
571#if defined ( __check )
572    INTEGER(iwp) :: check_restart = 0
573#endif
574
575    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) :: ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
576
577    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
578
579    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
580    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
581                    mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
582
583    LOGICAL ::  avs_output = .FALSE., &
584                bc_lr_cyc =.TRUE., bc_lr_dirrad = .FALSE., &
585                bc_lr_raddir = .FALSE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
586                bc_ns_dirrad = .FALSE., bc_ns_raddir = .FALSE.,&
587                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
588                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
589                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
590                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
591                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
592                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
593                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
594                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., & 
595                dissipation_control = .FALSE., disturbance_created = .FALSE., &
596                do2d_at_begin = .FALSE., do3d_at_begin = .FALSE., &
597                do3d_compress = .FALSE., do_sum = .FALSE., &
598                dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
599                drizzle = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
600                dt_3d_reached, dt_3d_reached_l, exchange_mg = .FALSE., &
601                first_call_lpm = .TRUE., &
602                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
603                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
604                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
605                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
606                iso2d_output = .FALSE., large_scale_forcing = .FALSE., &
607                large_scale_subsidence = .FALSE., lsf_surf = .TRUE., &
608                lsf_vert = .TRUE., lptnudge = .FALSE., lqnudge = .FALSE., &
609                lunudge = .FALSE., lvnudge = .FALSE., lwnudge = .FALSE., &
610                masking_method = .FALSE., mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
611                netcdf_output = .FALSE., neutral = .FALSE., nudging = .FALSE., &
612                ocean = .FALSE., on_device = .FALSE., &
613                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
614                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
615                plant_canopy = .FALSE., prandtl_layer = .TRUE., &
616                precipitation = .FALSE., &
617                radiation = .FALSE., random_heatflux = .FALSE., &
618                run_control_header = .FALSE., run_coupled = .TRUE., &
619                scalar_rayleigh_damping = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
620                stop_dt = .FALSE., synchronous_exchange = .FALSE., &
621                terminate_run = .FALSE., transpose_compute_overlap = .FALSE., &
622                turbulence = .FALSE., turbulent_inflow = .FALSE., &
623                use_cmax = .TRUE., use_initial_profile_as_reference = .FALSE., &
624                use_prescribed_profile_data = .FALSE., &
625                use_single_reference_value = .FALSE., &
626                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
627                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
628                wall_adjustment = .TRUE., ws_scheme_sca = .FALSE., &
629                ws_scheme_mom = .FALSE.
630
631    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
632                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
633
634    REAL(wp) ::  advected_distance_x = 0.0, advected_distance_y = 0.0, &
635                 alpha_surface = 0.0, atmos_ocean_sign = 1.0, &
636                 averaging_interval = 0.0, averaging_interval_pr = 9999999.9, &
637                 averaging_interval_sp = 9999999.9, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
638                 bottom_salinityflux = 0.0, &
639                 building_height = 50.0, building_length_x = 50.0, &
640                 building_length_y = 50.0, building_wall_left = 9999999.9, &
641                 building_wall_south = 9999999.9, canyon_height = 50.0, &
642                 canyon_width_x = 9999999.9, canyon_width_y = 9999999.9, &
643                 canyon_wall_left = 9999999.9, canyon_wall_south = 9999999.9, &
644                 cthf = 0.0, cfl_factor = -1.0, cos_alpha_surface, &
645                 coupling_start_time = 0.0, disturbance_amplitude = 0.25, &
646                 disturbance_energy_limit = 0.01, &
647                 disturbance_level_b = -9999999.9, &
648                 disturbance_level_t = -9999999.9, &
649                 dp_level_b = 0.0, drag_coefficient = 0.0, &
650                 dt = -1.0, dt_averaging_input = 0.0, &
651                 dt_averaging_input_pr = 9999999.9, dt_coupling = 9999999.9, &
652                 dt_data_output = 9999999.9, &
653                 dt_data_output_av = 9999999.9, dt_disturb = 9999999.9, &
654                 dt_dopr = 9999999.9, dt_dopr_listing = 9999999.9, &
655                 dt_dopts = 9999999.9, dt_dosp = 9999999.9, dt_dots = 9999999.9, &
656                 dt_do2d_xy = 9999999.9, dt_do2d_xz = 9999999.9, &
657                 dt_do2d_yz = 9999999.9, dt_do3d = 9999999.9, dt_dvrp = 9999999.9, &
658                 dt_max = 20.0, dt_micro = -1.0, dt_restart = 9999999.9, &
659                 dt_run_control = 60.0, dt_3d = -1.0, dz = -1.0, &
660                 dz_max = 9999999.9, dz_stretch_factor = 1.08, &
661                 dz_stretch_level = 100000.0, e_init = 0.0, e_min = 0.0, &
662                 end_time = 0.0, &
663                 f = 0.0, fs = 0.0, g = 9.81, inflow_damping_height = 9999999.9, &
664                 inflow_damping_width = 9999999.9, kappa = 0.4, km_constant = -1.0,&
665                 lad_surface = 0.0, leaf_surface_concentration = 0.0, &
666                 mask_scale_x = 1.0, mask_scale_y = 1.0, mask_scale_z = 1.0, &
667                 maximum_cpu_time_allowed = 0.0,  &
668                 molecular_viscosity = 1.461E-5, &
669                 old_dt = 1.0E-10, omega = 7.29212E-5, omega_sor = 1.8, &
670                 particle_maximum_age = 9999999.9, &
671                 phi = 55.0, prandtl_number = 1.0, &
672                 precipitation_amount_interval = 9999999.9, prho_reference, &
673                 pt_damping_factor = 0.0, pt_damping_width = 0.0, &
674                 pt_reference = 9999999.9, pt_slope_offset = 0.0, &
675                 pt_surface = 300.0, pt_surface_initial_change = 0.0, &
676                 q_surface = 0.0, q_surface_initial_change = 0.0, &
677                 rayleigh_damping_factor = -1.0, rayleigh_damping_height = -1.0, &
678                 recycling_width = 9999999.9, residual_limit = 1.0E-4, &
679                 restart_time = 9999999.9, rho_reference, rho_surface, &
680                 rif_max = 1.0, rif_min = -5.0, roughness_length = 0.1, &
681                 sa_surface = 35.0, scalar_exchange_coefficient = 0.0, &
682                 simulated_time = 0.0, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
683                 skip_time_data_output = 0.0, skip_time_data_output_av = 9999999.9,&
684                 skip_time_dopr = 9999999.9, skip_time_dosp = 9999999.9, &
685                 skip_time_do2d_xy = 9999999.9, skip_time_do2d_xz = 9999999.9, &
686                 skip_time_do2d_yz = 9999999.9, skip_time_do3d = 9999999.9, &
687                 surface_heatflux = 9999999.9, surface_pressure = 1013.25, &
688                 surface_scalarflux = 9999999.9, surface_waterflux = 9999999.9, &
689                 s_surface = 0.0, s_surface_initial_change = 0.0, &
690                 termination_time_needed = -1.0, time_coupling = 0.0, &
691                 time_disturb = 0.0, time_dopr = 0.0, time_dopr_av = 0.0, &
692                 time_dopr_listing = 0.0, time_dopts = 0.0, time_dosp = 0.0, &
693                 time_dosp_av = 0.0, time_dots = 0.0, time_do2d_xy = 0.0, &
694                 time_do2d_xz = 0.0, time_do2d_yz = 0.0, time_do3d = 0.0, &
695                 time_do_av = 0.0, time_do_sla = 0.0, time_dvrp = 0.0, &
696                 time_restart = 9999999.9, time_run_control = 0.0,&
697                 time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9, &
698                 top_momentumflux_u = 9999999.9, &
699                 top_momentumflux_v = 9999999.9, top_salinityflux = 9999999.9, &
700                 ug_surface = 0.0, u_bulk = 0.0, u_gtrans = 0.0, &
701                 vg_surface = 0.0, vpt_reference = 9999999.9, &
702                 v_bulk = 0.0, v_gtrans = 0.0, wall_adjustment_factor = 1.8, &
703                 z_max_do2d = -1.0, z0h_factor = 1.0
704
705    REAL(wp) ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0, &
706                 do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0, dpdxy(1:2) = 0.0, &
707                 dt_domask(max_masks) = 9999999.9, lad_vertical_gradient(10) = 0.0,&
708                 lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
709                 mask_scale(3), &
710                 pt_vertical_gradient(10) = 0.0, &
711                 pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
712                 q_vertical_gradient(10) = 0.0, &
713                 q_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
714                 s_vertical_gradient(10) = 0.0, &
715                 s_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
716                 sa_vertical_gradient(10) = 0.0, &
717                 sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
718                 skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9, threshold(20) = 0.0, &
719                 time_domask(max_masks) = 0.0, &
720                 tsc(10) = (/ 1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 /), &
721                 u_profile(100) = 9999999.9, uv_heights(100) = 9999999.9, &
722                 v_profile(100) = 9999999.9, &
723                 ug_vertical_gradient(10) = 0.0, &
724                 ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
725                 vg_vertical_gradient(10) = 0.0, &
726                 vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
727                 volume_flow(1:2) = 0.0, volume_flow_area(1:2) = 0.0, &
728                 volume_flow_initial(1:2) = 0.0, wall_heatflux(0:4) = 0.0, &
729                 wall_humidityflux(0:4) = 0.0, wall_nrflux(0:4) = 0.0, &
730                 wall_qflux(0:4) = 0.0, wall_qrflux(0:4) = 0.0, &
731                 wall_salinityflux(0:4) = 0.0, wall_scalarflux(0:4) = 0.0, &
732                 subs_vertical_gradient(10) = 0.0, &
733                 subs_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9
734
735    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
736
737    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
738            mask_x = -1.0, mask_y = -1.0, mask_z = -1.0
739    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
740            mask_x_loop = -1.0, mask_y_loop = -1.0, mask_z_loop = -1.0
741   
742!
743!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
744       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
745
746    SAVE
747
748 END MODULE control_parameters
749
750
751
752 MODULE dvrp_variables
753
754!------------------------------------------------------------------------------!
755! Description:
756! ------------
757! Definition of variables used with dvrp-software
758!------------------------------------------------------------------------------!
759
760     USE kinds
761
762    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
763                           particle_dvrpsize = 'none'
764
765    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
766                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
767
768    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
769                           dvrp_file      = 'default',                    &
770                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
771                           dvrp_password  = '********',                   &
772                           dvrp_username  = ' '
773
774    INTEGER(iwp) ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
775                     dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
776                     nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
777                     nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
778                     pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
779                     pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
780                     vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
781                     vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
782
783    INTEGER(iwp), DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
784
785    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
786                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
787                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
788
789    REAL(wp)    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9, clip_dvrp_n = 9999999.9, &
790                    clip_dvrp_r = 9999999.9, clip_dvrp_s = 9999999.9, &
791                    superelevation = 1.0, superelevation_x = 1.0,     &
792                    superelevation_y = 1.0, vc_alpha = 38.0
793
794    REAL(wp), DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0, 1.0 /), &
795                               dvrpsize_interval = (/ 0.0, 1.0 /)
796
797    REAL(wp), DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0, 0.6, 0.0 /), &
798                               topography_color = (/ 0.8, 0.7, 0.6 /)
799
800#if defined( __decalpha )
801    REAL(wp), DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/      &
802                                   -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
803                                   -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
804                                   -1.0, 1.0, -1.0, 1.0 /), (/ 2, 10 /) )
805
806    REAL(wp), DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                 &
807                                   0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
808                                   0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
809                                   0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
810                                   0.1, 0.4, 0.1 /), (/ 3, 10 /) )
811
812    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
813                                   RESHAPE( (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0,      &
814                                                70.0,  25.0,  25.0, -25.0,      &
815                                               ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),         &
816                                            (/ 2, 100 /) ),                     &
817                                   interval_l_dvrp = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0,&
818                                   interval_a_dvrp = 0.0,                       &
819                                   interval_values_dvrp_prt,                    &
820                                   interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
821                                   (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
822                                      25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
823                                                   (/ 2, 100 /) ),              &
824                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5,                   &
825                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0,                   &
826                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0
827#else
828    REAL(wp), DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
829
830    REAL(wp), DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
831
832    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
833                                   interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
834                                   interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5, &
835                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0, &
836                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0, interval_a_dvrp = 0.0, &
837                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0
838
839    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
840                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
841                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
842                                     -1.0, 1.0 /
843
844    DATA  isosurface_color / 0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
845                             0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
846                             0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
847                             0.1, 0.4, 0.1 /
848
849    DATA  interval_h_dvrp / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
850                            25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
851
852    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
853                                25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
854#endif
855
856    REAL(sp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
857
858    TYPE steering
859       CHARACTER (LEN=24) ::  name
860       REAL(sp)           ::  min, max
861       INTEGER(iwp)       ::  imin, imax
862    END TYPE steering
863
864    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
865
866    SAVE
867
868 END MODULE dvrp_variables
869
870
871
872
873 MODULE grid_variables
874
875!------------------------------------------------------------------------------!
876! Description:
877! ------------
878! Definition of grid spacings
879!------------------------------------------------------------------------------!
880
881    USE kinds
882
883    REAL(wp) ::  ddx, ddx2, dx = 1.0, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0, dy2
884
885    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
886
887    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
888                                              fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
889                                              wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
890                                              zu_s_inner, zw_w_inner
891
892    SAVE
893
894 END MODULE grid_variables
895
896
897
898
899 MODULE indices
900
901!------------------------------------------------------------------------------!
902! Description:
903! ------------
904! Definition of array bounds, number of gridpoints, and wall flag arrays
905!------------------------------------------------------------------------------!
906
907    USE kinds
908
909    INTEGER(iwp) ::  i_left, i_right, j_north, j_south, nbgp = 3, ngp_sums, nnx,    &
910                     nx = 0, nx_a, nx_o, nxl, nxlg, nxlu, nxr, nxrg, nx_on_file,    &
911                     nny, ny = 0, ny_a, ny_o, nyn, nyng, nys, nysg, nysv,           &
912                     ny_on_file, nnz, nz = 0, nzb, nzb_diff, nzb_max, nzt, nzt_diff
913
914
915    INTEGER(idp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
916                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
917
918    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                  &
919                   ngp_2dh, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
920
921
922    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE :: ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner,  &
923                   mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner, nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u,    &
924                   nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer, nzb_s_inner, nzb_s_outer,    &
925                   nzb_u_inner, nzb_u_outer, nzb_v_inner, nzb_v_outer,            &
926                   nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
927
928    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
929
930    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  wall_flags_0, wall_flags_00
931
932    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE,  TARGET ::                       &
933                   wall_flags_1, wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4,        &
934                   wall_flags_5, wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8,        &
935                   wall_flags_9, wall_flags_10
936
937    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  rflags_s_inner, rflags_invers
938
939    SAVE
940
941 END MODULE indices
942
943
944
945
946 MODULE interfaces
947
948!------------------------------------------------------------------------------!
949! Description:
950! ------------
951! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
952!------------------------------------------------------------------------------!
953
954    INTERFACE
955
956       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, offset, &
957                                   wert, wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
958
959          USE kinds
960
961          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)      ::  mode
962          INTEGER(iwp), INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
963          INTEGER(iwp)                       ::  wert_ijk(3)
964          INTEGER(iwp), OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
965          REAL(wp)                           ::  offset, wert
966          REAL(wp), OPTIONAL                 ::  wert1
967          REAL(wp), INTENT(IN)               ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
968
969       END SUBROUTINE global_min_max
970
971    END INTERFACE
972
973    SAVE
974
975 END MODULE interfaces
976
977
978
979 MODULE pointer_interfaces
980
981!------------------------------------------------------------------------------!
982! Description:
983! ------------
984! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
985! prognostic_equations
986!------------------------------------------------------------------------------!
987
988    INTERFACE
989
990       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
991
992          USE kinds
993
994          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
995#if defined( __nopointer )
996          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:) ::  sk
997#else
998          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
999#endif
1000       END SUBROUTINE advec_s_bc
1001
1002    END INTERFACE
1003
1004
1005    SAVE
1006
1007 END MODULE pointer_interfaces
1008
1009
1010
1011
1012 MODULE model_1d
1013
1014!------------------------------------------------------------------------------!
1015! Description:
1016! ------------
1017! Definition of variables for the 1D-model
1018!------------------------------------------------------------------------------!
1019
1020    USE kinds
1021
1022    INTEGER(iwp) ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d
1023
1024    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
1025
1026    REAL(wp) ::     damp_level_1d = -1.0, dt_1d = 60.0, dt_max_1d = 300.0, &
1027                    dt_pr_1d = 9999999.9, dt_run_control_1d = 60.0, &
1028                    end_time_1d = 864000.0, old_dt_1d = 1.0E-10, &
1029                    qs1d, simulated_time_1d = 0.0, time_pr_1d = 0.0, &
1030                    time_run_control_1d = 0.0, ts1d, us1d, usws1d, &
1031                    vsws1d, z01d, z0h1d
1032
1033
1034    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_p, kh1d, km1d, l_black, l1d,  &
1035                                            rif1d, te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, &
1036                                            te_vm, u1d, u1d_p, v1d, v1d_p
1037
1038    SAVE
1039
1040 END MODULE model_1d
1041
1042
1043
1044
1045 MODULE netcdf_control
1046
1047!------------------------------------------------------------------------------!
1048! Description:
1049! ------------
1050! Definition of parameters and variables for netcdf control.
1051!------------------------------------------------------------------------------!
1052
1053    USE control_parameters, ONLY: max_masks
1054    USE kinds
1055#if defined( __netcdf )
1056    USE netcdf
1057#endif
1058
1059    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 29, dots_max = 100
1060
1061    INTEGER(iwp) ::  dots_num = 23
1062
1063    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
1064         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
1065            'z_i   ' /)
1066
1067    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
1068         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
1069            'z_i   ' /)
1070
1071    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
1072          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
1073             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
1074             'w_up   ', 'w_down ', 'radius ', 'r_min  ', 'r_max  ', 'npt_max', &
1075             'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', 'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', &
1076             'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', 'w"2    ', 'npt*2  ' /)
1077
1078    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
1079          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
1080             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
1081             'm/s    ', 'm/s    ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'number ', &
1082             'number ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
1083             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'number2' /)
1084
1085    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
1086          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
1087             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
1088             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
1089             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ', 'q*     ',            &
1090             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1091
1092    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
1093          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
1094             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
1095             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
1096             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ', 'kg/kg  ',            &
1097             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1098
1099    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
1100
1101    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
1102
1103    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
1104          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
1105             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
1106             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
1107             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
1108             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
1109             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
1110             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
1111             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1112             'not_used        ' /)
1113
1114    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
1115          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
1116             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1117             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
1118             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1119             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
1120             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
1121             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
1122             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1123             'not_used        ' /)
1124
1125    INTEGER(iwp) ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
1126                     id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
1127                     id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
1128                     id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
1129                     id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
1130                     id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
1131                     id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
1132
1133    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
1134                    id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
1135                    id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
1136                    id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
1137                    id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
1138                    id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
1139                    id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
1140                    id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
1141                    id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
1142                    id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
1143                    id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
1144                    id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
1145                    id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
1146                    id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
1147                    id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
1148                    id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
1149                    id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
1150                    id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
1151
1152    INTEGER(iwp), DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
1153    INTEGER(iwp), DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
1154    INTEGER(iwp), DIMENSION(11)  ::  nc_precision
1155    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1156
1157    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1158    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1159    INTEGER(iwp), DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1160                                               id_var_z_pr
1161    INTEGER(iwp), DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1162
1163!
1164!-- masked output
1165    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1166
1167    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1168
1169    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1170                   id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1171                   id_dim_zw_mask, &
1172                   id_set_mask, &
1173                   id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1174                   id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1175                   id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1176
1177    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1178
1179    SAVE
1180
1181 END MODULE netcdf_control
1182
1183
1184
1185 MODULE particle_attributes
1186
1187!------------------------------------------------------------------------------!
1188! Description:
1189! ------------
1190! Definition of variables used to compute particle transport
1191!------------------------------------------------------------------------------!
1192
1193    USE kinds
1194
1195    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
1196                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb', &
1197                            collision_kernel = 'none'
1198
1199    INTEGER(iwp) ::  deleted_particles = 0, deleted_tails = 0,                      &
1200                     dissipation_classes = 10, ibc_par_lr,                          &
1201                     ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t, iran_part = -1234567,        &
1202                     maximum_number_of_particles = 1000,                            &
1203                     maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
1204                     maximum_number_of_tails = 0,                                   &
1205                     mpi_particle_type,                                             &
1206                     number_of_sublayers = 20,                                      &
1207                     number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
1208                     number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
1209                     number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
1210                     offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
1211                     particle_file_count = 0, radius_classes = 20,                  &
1212                     skip_particles_for_tail = 100, sort_count = 0,                 &
1213                     total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0,          &
1214                     trlp_count_sum, trlp_count_recv_sum, trrp_count_sum,           &
1215                     trrp_count_recv_sum, trsp_count_sum, trsp_count_recv_sum,      &
1216                     trnp_count_sum, trnp_count_recv_sum
1217
1218    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
1219
1220    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
1221    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
1222
1223    LOGICAL ::  hall_kernel = .FALSE., palm_kernel = .FALSE.,                  &
1224                particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
1225                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
1226                uniform_particles = .TRUE., use_kernel_tables = .FALSE.,       &
1227                use_particle_tails = .FALSE., use_sgs_for_particles = .FALSE., &
1228                wang_kernel = .FALSE., write_particle_statistics = .FALSE.
1229
1230    LOGICAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::                       &
1231                vertical_particle_advection = .TRUE.
1232
1233    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
1234
1235    REAL(wp)    ::  c_0 = 3.0, dt_min_part = 0.0002, dt_prel = 9999999.9,          &
1236                    dt_sort_particles = 0.0, dt_write_particle_data = 9999999.9,   &
1237                    dvrp_psize = 9999999.9, end_time_prel = 9999999.9,             &
1238                    initial_weighting_factor = 1.0,                                &
1239                    maximum_tailpoint_age = 100000.0,                              &
1240                    minimum_tailpoint_distance = 0.0,                              &
1241                    particle_advection_start = 0.0, sgs_wfu_part = 0.3333333,      &
1242                    sgs_wfv_part = 0.3333333, sgs_wfw_part = 0.3333333,            &
1243                    time_prel = 0.0, time_sort_particles = 0.0,                    &
1244                    time_write_particle_data = 0.0, z0_av_global
1245
1246    REAL(wp), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
1247                    density_ratio = 9999999.9, pdx = 9999999.9, pdy = 9999999.9, &
1248                    pdz = 9999999.9, psb = 9999999.9, psl = 9999999.9,           &
1249                    psn = 9999999.9, psr = 9999999.9, pss = 9999999.9,           &
1250                    pst = 9999999.9, radius = 9999999.9
1251
1252    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  log_z_z0
1253
1254    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
1255
1256
1257    TYPE particle_type
1258       SEQUENCE
1259       REAL(wp)    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
1260                       origin_z, radius, rvar1, rvar2, rvar3, speed_x, speed_y, &
1261                       speed_z, weight_factor, x, y, z
1262       INTEGER(iwp) ::  class, group, tailpoints, tail_id
1263    END TYPE particle_type
1264
1265    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles
1266    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE, TARGET ::  part_1, part_2
1267    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), POINTER  ::  particles
1268
1269    TYPE particle_groups_type
1270       SEQUENCE
1271       REAL(wp)    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
1272    END TYPE particle_groups_type
1273
1274    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
1275                   particle_groups
1276
1277    SAVE
1278
1279 END MODULE particle_attributes
1280
1281
1282
1283
1284
1285 MODULE pegrid
1286
1287!------------------------------------------------------------------------------!
1288! Description:
1289! ------------
1290! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1291! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1292! MPI-calls.
1293!------------------------------------------------------------------------------!
1294
1295    USE kinds
1296
1297#if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
1298#if defined( __lc )
1299    USE MPI
1300#else
1301    INCLUDE "mpif.h"
1302#endif
1303#endif
1304    CHARACTER(LEN=2) ::  send_receive = 'al'
1305    CHARACTER(LEN=5) ::  myid_char = ''
1306    INTEGER(iwp)          ::  acc_rank, comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter,       &
1307                              comm_palm, id_inflow = 0, id_recycling = 0, ierr,     &
1308                              myid = 0, myidx = 0, myidy = 0, ndim = 2, ngp_a,      &
1309                              ngp_o, ngp_xy, ngp_y, npex = -1, npey = -1,           &
1310                              numprocs = 1, numprocs_previous_run = -1,             &
1311                              num_acc_per_node = 0, pleft, pnorth, pright, psouth,  &
1312                              req_count = 0, sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz,    &
1313                              sendrecvcount_zx, sendrecvcount_zyd,                  &
1314                              sendrecvcount_yxd, target_id, tasks_per_node = -9999, &
1315                              threads_per_task = 1, type_x, type_x_int, type_xy,    &
1316                              type_y, type_y_int
1317
1318    INTEGER(iwp)          ::  pdims(2) = 1, req(100)
1319
1320    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1321                                                  hor_index_bounds_previous_run
1322
1323    LOGICAL ::  background_communication =.FALSE., collective_wait = .FALSE., &
1324                sendrecv_in_background = .FALSE.
1325
1326#if defined( __parallel )
1327#if defined( __mpi2 )
1328    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1329#endif
1330
1331    INTEGER(iwp) ::  ibuf(12), pcoord(2)
1332
1333#if ! defined ( __check )
1334    INTEGER(iwp) ::  status(MPI_STATUS_SIZE)
1335    INTEGER(iwp), DIMENSION(MPI_STATUS_SIZE,100) ::  wait_stat
1336#endif
1337
1338
1339    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz, type_yz
1340
1341    LOGICAL ::  left_border_pe  = .FALSE., north_border_pe = .FALSE., &
1342                reorder = .TRUE., right_border_pe = .FALSE.,          &
1343                south_border_pe = .FALSE.
1344
1345    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1346                              remain_dims
1347#endif
1348
1349    SAVE
1350
1351 END MODULE pegrid
1352
1353
1354
1355
1356 MODULE profil_parameter
1357
1358!------------------------------------------------------------------------------!
1359! Description:
1360! ------------
1361! Definition of variables which control PROFIL-output
1362!------------------------------------------------------------------------------!
1363
1364    USE kinds
1365
1366    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  crmax = 100
1367
1368    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1369                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1370                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1371                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1372                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1373                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1374                              ' L                  ',                         &
1375                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1376
1377    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1378                           (/ ' u v                           ', &
1379                              ' pt                            ', &
1380                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1381                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1382                              ' km kh                         ', &
1383                              ' l                             ', &
1384                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1385
1386    INTEGER(iwp) ::  profile_columns = 2, profile_rows = 3, profile_number = 0
1387
1388    INTEGER(iwp) ::  cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1389                     cross_ts_number_count(crmax) = 0, &
1390                     dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1391                     dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0
1392               
1393
1394    REAL(wp) ::  cross_ts_uymax(20) = &
1395                             (/ 999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1396                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1397                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1398                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1399                 cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999, &
1400                 cross_ts_uymin(20) = &
1401                             (/ 999.999, 999.999, 999.999,  -5.000, 999.999,   &
1402                                999.999,   0.000, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1403                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1404                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1405                 cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999
1406
1407    SAVE
1408
1409 END MODULE profil_parameter
1410
1411
1412
1413
1414 MODULE spectrum
1415
1416!------------------------------------------------------------------------------!
1417! Description:
1418! ------------
1419! Definition of quantities used for computing spectra
1420!------------------------------------------------------------------------------!
1421
1422    USE kinds
1423
1424    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1425                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1426    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1427    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1428    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1429                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1430                                              '-power spectrum of v     ', &
1431                                              '-power spectrum of w     ', &
1432                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1433                                              '-power spectrum of q     ' /)
1434    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1435                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1436                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1437                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1438                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1439                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1440
1441    INTEGER(iwp) ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1442
1443    INTEGER(iwp) ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1444                     lstyles(100) = (/ 0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1445                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1446                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1447                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1448                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1449                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1450                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1451                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1452                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1453                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1454                     plot_spectra_level(100) = 999999
1455
1456    REAL(wp)    ::  time_to_start_sp = 0.0
1457
1458    SAVE
1459
1460 END MODULE spectrum
1461
1462
1463
1464
1465 MODULE statistics
1466
1467!------------------------------------------------------------------------------!
1468! Description:
1469! ------------
1470! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1471!------------------------------------------------------------------------------!
1472
1473    USE kinds
1474
1475    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1476    INTEGER(iwp) ::  pr_palm = 90, statistic_regions = 0
1477    INTEGER(iwp) ::  u_max_ijk(3) = -1, v_max_ijk(3) = -1, w_max_ijk(3) = -1
1478    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1479    REAL(wp) ::     u_max, v_max, w_max
1480    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l,   &
1481                                                  weight_substep, weight_pres
1482    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value, &
1483                                                  sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, &
1484                                                  sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,   &
1485                                                  sums_ws2_ws_l,                  &
1486                                                  sums_wsnrs_ws_l,                &
1487                                                  sums_wspts_ws_l,                &
1488                                                  sums_wssas_ws_l,                &
1489                                                  sums_wsqs_ws_l,                 &
1490                                                  sums_wsqrs_ws_l
1491                                             
1492    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1493                                                  spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1494                                                  sums_up_fraction_l
1495    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1496
1497    SAVE
1498
1499 END MODULE statistics
1500
1501
1502
1503
1504 MODULE transpose_indices
1505
1506!------------------------------------------------------------------------------!
1507! Description:
1508! ------------
1509! Definition of indices for transposed arrays
1510!------------------------------------------------------------------------------!
1511
1512    USE kinds
1513
1514    INTEGER(iwp) ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z,      &
1515                     nys_x, nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_y, nzt_yd
1516               
1517
1518    SAVE
1519
1520 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.