source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 1329

Last change on this file since 1329 was 1329, checked in by raasch, 8 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 70.3 KB
Line 
1 MODULE advection
2
3!--------------------------------------------------------------------------------!
4! This file is part of PALM.
5!
6! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms
7! of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation,
8! either version 3 of the License, or (at your option) any later version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2014 Leibniz Universitaet Hannover
18!--------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! ------------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: modules.f90 1329 2014-03-21 11:09:15Z raasch $
27!
28! 1327 2014-03-21 11:00:16Z raasch
29! REAL constants defined as wp-kind
30! -avs_output, data_output_format, do3d_compress, iso2d_output, netcdf_output
31!
32! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
33! ONLY-attribute added to USE-statements,
34! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
35! kinds are defined in new module kinds,
36! old module precision_kind is removed,
37! revision history before 2012 removed,
38! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
39! all variable declaration statements
40!
41! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
42! module cpulog moved to new separate module-file
43! interface for cpu_log removed
44!
45! 1314 2014-03-14 18:25:17Z suehring
46! + log_z_z0, number_of_sublayers, z0_av_global
47! 1308 2014-03-13 14:58:42Z fricke
48! +ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
49!
50! 1257 2013-11-08 15:18:40Z raasch
51! set default values for grid indices of maximum velocity components
52! u|v|w_max_ijk
53!
54! 1241 2013-10-30 11:36:58Z heinze
55! Usage of nudging enabled
56! +nudging, ntnudge, ptnudge, qnudge, tnudge, unudge, vnudge, wnudge
57! increase pr_palm from 80 to 90 to allow for more standard profiles
58!
59! Enable prescribed time depenend surface fluxes and geostrophic wind read in
60! from external file LSF_DATA
61! +large_scale_forcing, lsf_surf, lsf_vert, nlsf, time_surf, shf_surf, qsws_surf,
62!  pt_surf, q_surf, p_surf, time_vert, ug_vert, vg_vert, wsubs_vert
63!
64! 1221 2013-09-10 08:59:13Z raasch
65! wall_flags_0 changed to 32bit int, +wall_flags_00,
66! +rflags_s_inner, rflags_invers
67!
68! 1216 2013-08-26 09:31:42Z raasch
69! +transpose_compute_overlap,
70! several variables are now defined in the serial (non-parallel) case also
71!
72! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
73! +tri
74!
75! 1179 2013-06-14 05:57:58Z raasch
76! +reference_state, ref_state, use_initial_profile_as_reference, vpt_reference,
77! use_reference renamed use_single_reference_value
78!
79! 1159 2013-05-21 11:58:22Z fricke
80! -bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
81! +use_cmax
82!
83! 1128 2013-04-12 06:19:32Z raasch
84! +background_communication, i_left, i_right, j_north, j_south, req, req_count,
85! send_receive, sendrecv_in_background, wait_stat
86!
87! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
88! unused variables removed
89!
90! 1113 2013-03-10 02:48:14Z raasch
91! +on_device
92!
93! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
94! +tric, nr_timesteps_this_run
95!
96! 1106 2013-03-04 05:31:38Z raasch
97! array_kind renamed precision_kind, pdims defined in serial code
98! bugfix: default value assigned to coupling_start_time
99!
100! 1095 2013-02-03 02:21:01Z raasch
101! FORTRAN error in r1092 removed
102!
103! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
104! character length in some derived type changed for better alignment
105!
106! 1065 2012-11-22 17:42:36Z hoffmann
107! + c_sedimentation, limiter_sedimentation, turbulence, a_1, a_2, a_3, b_1, b_2,
108! + b_3, c_1, c_2, c_3, beta_cc
109!
110! bottom boundary condition of qr, nr changed from Dirichlet to Neumann
111!
112! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
113! necessary expansions according to the two new prognostic equations (nr, qr)
114! of the two-moment cloud physics scheme:
115! +*_init, flux_l_*, diss_l_*, flux_s_*, diss_s_*, *sws, *swst, tend_*, *, *_p
116! +t*_m, *_1, *_2, *_3, *_av, bc_*_b, bc_*_t, ibc_*_b, ibc_*_t, bc_*_t_val,
117! +*_vertical_gradient, *_surface_initial_change, *_vertical_gradient_level,
118! +*_vertical_gradient_level_ind, *_surface, constant_waterflux_*, 
119! +cloud_scheme, icloud_scheme, surface_waterflux_*, sums_ws*s_ws_l, wall_*flux
120!
121! constants for the two-moment scheme:
122! +a_vent, a_term, b_vent, b_term, c_evap, c_term, cof, eps_sb, k_cc, k_cr, k_rr,
123! +k_br, kappa_rr, kin_vis_air, mu_constant_value, nc, pirho_l, dpirho_l, rho_1,
124! +schmidt, schmidt_p_1d3, stp, x0, xmin, xmax, dt_precipitation, w_precipitation
125!
126! steering parameters for the two_moment scheme:
127! +mu_constant, ventilation_effect
128!
129! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
130! code put under GPL (PALM 3.9)
131!
132! 1031 2012-10-19 14:35:30Z raasch
133! +output_format_netcdf
134!
135! 1015 2012-09-27 09:23:24Z raasch
136! +acc_rank, num_acc_per_node,
137! -adjust_mixing_length
138!
139! 1010 2012-09-20 07:59:54Z raasch
140! pointer free version can be generated with cpp switch __nopointer
141!
142! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
143! -grid_matching, nxa, nya, etc., nnx_pe, nny_pe, spl_*
144!
145! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
146! -asselin_filter_factor, cut_spline_overshoot, dt_changed, last_dt_change,
147! last_dt_change_1d, long_filter_factor, overshoot_limit_*, ups_limit_*
148! several pointer/target arrays converted to normal ones
149!
150! 996 2012-09-07 10:41:47Z raasch
151! -use_prior_plot1d_parameters
152!
153! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
154! +c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l,
155! +bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
156! -km_damp_x, km_damp_y, km_damp_max, outflow_damping_width
157! +z0h, z0h_av, z0h_factor, z0h1d
158! +ptdf_x, ptdf_y, pt_damping_width, pt_damping_factor
159!
160! 964 2012-07-26 09:14:24Z raasch
161! -cross_linecolors, cross_linestyles, cross_normalized_x, cross_normx_factor,
162! cross_normalized_y, cross_normy_factor, cross_pnc_local,
163! cross_profile_numbers, cross_profile_number_counter, cross_uxmax,
164! cross_uxmax_computed, cross_uxmax_normalized,
165! cross_uxmax_normalized_computed, cross_uxmin, cross_uxmin_computed,
166! cross_uxmin_normalized, cross_uxmin_normalized_computed, cross_uymax,
167! cross_uymin, cross_xtext, dopr_crossindex, dopr_label, linecolors, linestyles,
168! nz_do1d, profil_output, z_max_do1d, z_max_do1d_normalized
169!
170! 951 2012-07-19 14:22:52Z hoffmann
171! changing profile_columns and profile_rows
172!
173! 940 2012-07-09 14:31:00Z raasch
174! +neutral
175!
176! 927 2012-06-06 19:15:04Z raasch
177! +masking_method
178!
179! 880 2012-04-13 06:28:59Z raasch
180! gathered_size, subdomain_size moved to control_parameters
181!
182! 866 2012-03-28 06:44:41Z raasch
183! interface for global_min_max changed
184!
185! 861 2012-03-26 14:18:34Z suehring
186! +wall_flags_0
187! -boundary_flags
188! +nzb_max
189! +adv_sca_1, +adv_mom_1
190!
191! 849 2012-03-15 10:35:09Z raasch
192! +deleted_particles, deleted_tails, tr.._count_sum, tr.._count_recv_sum in
193! particle_attributes,
194! +de_dx, de_dy, de_dz in arrays_3d,
195! first_call_advec_particles renamed first_call_lpm
196!
197! 828 2012-02-21 12:00:36Z raasch
198! +dissipation_classes, radius_classes, use_kernel_tables,
199! particle feature color renamed class
200!
201! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
202! +bfactor, curvature_solution_effects, eps_ros, molecular_weight_of_water,
203! vanthoff, -b_cond in cloud_parameters,
204! dopts_num increased to 29, particle attributes speed_x|y|z_sgs renamed
205! rvar1|2|3
206! wang_collision_kernel and turbulence_effects_on_collision replaced by
207! collision_kernel, hall_kernel, palm_kernel, wang_kernel
208!
209! 809 2012-01-30 13:32:58Z marongas
210! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
211!
212! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
213! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files.
214! New parameter check_restart has been defined which is needed by
215! check_namelist_files only.
216!
217! 805 2012-01-17 15:53:28Z franke
218! Bugfix collective_wait must be out of parallel branch for runs in serial mode
219!
220! 801 2012-01-10 17:30:36Z suehring
221! Dimesion of sums_wsus_ws_l, ! sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
222! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l increased.
223! for thread-safe summation in advec_ws.
224!
225! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
226!
227! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
228! version 3.1b (last under RCS control)
229!
230! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
231! Initial revision
232!
233!
234! Description:
235! ------------
236! Definition of variables for special advection schemes
237!------------------------------------------------------------------------------!
238    USE kinds
239
240    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex
241
242    SAVE
243
244 END MODULE advection
245
246
247
248
249 MODULE arrays_3d
250
251!------------------------------------------------------------------------------!
252! Description:
253! ------------
254! Definition of all arrays defined on the computational grid
255!------------------------------------------------------------------------------!
256
257    USE kinds
258
259    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                     &
260          c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l, ddzu, ddzu_pres,     &
261          dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, lad, l_grid,      &
262          nc_1d, nr_1d, ptdf_x, ptdf_y, p_surf, pt_surf, pt_1d, pt_init,       &
263          qsws_surf, q_1d, q_init, q_surf, qc_1d, qr_1d, rdf, rdf_sc,          & 
264          ref_state, sa_init, shf_surf, timenudge, time_surf, time_vert, ug,   &
265          u_init, u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, w_subs, zu, zw
266
267    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                   &
268          c_u, c_v, c_w, diss_s_e, diss_s_nr, diss_s_pt, diss_s_q,             &
269          diss_s_qr, diss_s_sa, diss_s_u, diss_s_v, diss_s_w, dzu_mg, dzw_mg,  &
270          flux_s_e, flux_s_nr, flux_s_pt, flux_s_q, flux_s_qr, flux_s_sa,      &
271          flux_s_u, flux_s_v, flux_s_w, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                   &
272          mean_inflow_profiles, nrs, nrsws, nrswst, ptnudge, pt_slope_ref,     &
273          qnudge, qs, qsws, qswst, qswst_remote, qrs, qrsws, qrswst, rif,      &
274          saswsb, saswst, shf, tnudge, total_2d_a, total_2d_o, ts, tswst,      &
275          ug_vert, unudge, us, usws, uswst, vnudge, vg_vert, vsws, vswst,      &
276          wnudge, wsubs_vert, z0, z0h
277
278    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                 &
279          canopy_heat_flux, cdc, d, de_dx, de_dy, de_dz, diss, diss_l_e,       &
280          diss_l_nr, diss_l_pt, diss_l_q, diss_l_qr, diss_l_sa, diss_l_u,      &
281          diss_l_v, diss_l_w, flux_l_e, flux_l_nr, flux_l_pt, flux_l_q,        &
282          flux_l_qr, flux_l_sa, flux_l_u, flux_l_v, flux_l_w, kh, km, lad_s,   &
283          lad_u, lad_v, lad_w, lai, l_wall, p_loc, sec, sls, tend, tend_pt,    &
284          tend_nr, tend_q, tend_qr, tric, u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l,   &
285          v_m_n, v_m_r, v_m_s, w_m_l, w_m_n, w_m_r, w_m_s
286
287#if defined( __nopointer )
288    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
289          e, e_p, nr, nr_p, p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, ql_v,     &
290          ql_vp, qr, qr_p, rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m,     &
291          tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
292#else
293    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
294          e_1, e_2, e_3, p, prho_1, nr_1, nr_2, nr_3, pt_1, pt_2, pt_3, q_1,   &
295          q_2, q_3, qc_1, ql_v, ql_vp, ql_1, ql_2, qr_1, qr_2, qr_3, rho_1,    &
296          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
297
298    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                     &
299          e, e_p, nr, nr_p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, qr, qr_p,    &
300          rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m, tsa_m, tu_m, tv_m,   &
301          tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
302#endif
303
304    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall, tri
305
306    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: var_x, var_y, var_z, gamma_x,   &
307                                           gamma_y, gamma_z
308
309
310    SAVE
311
312 END MODULE arrays_3d
313
314
315
316
317 MODULE averaging
318
319!------------------------------------------------------------------------------!
320! Description:
321! ------------
322! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
323!------------------------------------------------------------------------------!
324    USE kinds
325
326    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,   &
327                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av, &
328                                          z0h_av
329
330    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
331          e_av, lpt_av, nr_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, pt_av, q_av, qc_av, &
332          ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av,&
333          u_av, v_av, vpt_av, w_av
334 
335 END MODULE averaging
336
337
338
339 MODULE cloud_parameters
340
341!------------------------------------------------------------------------------!
342! Description:
343! ------------
344! Definition of variables and constants for cloud physics
345!------------------------------------------------------------------------------!
346    USE kinds
347
348    LOGICAL ::  curvature_solution_effects = .FALSE., &
349                limiter_sedimentation = .TRUE., &
350                ventilation_effect = .FALSE.
351               
352
353    REAL(wp) ::  a_1 = 8.69E-4_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
354                 a_2 = -7.38E-5_wp,    & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
355                 a_3 = -1.40E-2_wp,    & !: coef. in turb. parametrization
356                 a_term = 9.65_wp,     & !: coef. for terminal velocity (m s-1)
357                 a_vent = 0.78_wp,     & !: coef. for ventilation effect
358                 b_1 = 11.45E-6_wp,    & !: coef. in turb. parametrization (m)
359                 b_2 = 9.68E-6_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (m)
360                 b_3 = 0.62_wp,        & !: coef. in turb. parametrization
361                 b_term = 9.8_wp,      & !: coef. for terminal velocity (m s-1)
362                 b_vent = 0.308_wp,    & !: coef. for ventilation effect
363                 beta_cc = 3.09E-4_wp, & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
364                 bfactor,           &
365                 c_1 = 4.82E-6_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (m)
366                 c_2 = 4.8E-6_wp,      & !: coef. in turb. parametrization (m)
367                 c_3 = 0.76_wp,        & !: coef. in turb. parametrization
368                 c_const = 0.93_wp,    & !: const. in Taylor-microscale Reynolds number
369                 c_evap = 0.7_wp,      & !: constant in evaporation
370                 c_sedimentation = 2.0_wp, & !: Courant number of sedimentation process
371                 c_term = 600.0_wp,    & !: coef. for terminal velocity (m-1)
372                 cof(6) = (/ 76.18009172947146_wp,      & !: coefficients in the
373                             -86.50532032941677_wp,     & !: numerical
374                             24.01409824083091_wp,      & !: calculation of the
375                             -1.231739572450155_wp,     & !: gamma function
376                             0.1208650973866179E-2_wp,  &
377                             -0.5395239384953E-5_wp /), &
378                cp = 1005.0_wp,       & !: heat capacity of dry air (J kg-1 K-1)
379                diff_coeff_l = 0.23E-4_wp, & !: diffusivity of water vapor (m2 s-1)
380                effective_coll_efficiency, & !:
381                eps_ros = 1.0E-4_wp,  & !: accuracy of Rosenbrock method
382                eps_sb = 1.0E-20_wp,  & !: threshold in two-moments scheme
383                k_cc = 9.44E09_wp,    & !: const. cloud-cloud kernel (m3 kg-2 s-1)
384                k_cr0 = 4.33_wp,      & !: const. cloud-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
385                k_rr = 7.12_wp,       & !: const. rain-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
386                k_br = 1000._wp,      & !: const. in breakup parametrization (m-1)
387                k_st = 1.2E8_wp,      & !: const. in drizzle parametrization (m-1 s-1)
388                kappa_rr = 60.7_wp,   & !: const. in collision kernel (kg-1/3)
389                kin_vis_air = 1.4086E-5_wp, & !: kin. viscosity of air (m2 s-1)
390                l_v = 2.5E+06_wp,     & !: latent heat of vaporization (J kg-1)
391                l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, & !: l_v / cp, l_v / r_d, l_v / r_v
392                mass_of_solute = 1.0E-17_wp, & !: soluted NaCl (kg)
393                molecular_weight_of_solute = 0.05844_wp, & !: mol. m. NaCl (kg mol-1)
394                molecular_weight_of_water = 0.01801528_wp, & !: mol. m. H2O (kg mol-1)
395                nc_const = 70.0E6_wp, & !: cloud droplet concentration
396                prec_time_const = 0.001_wp, & !: coef. in Kessler scheme
397                pirho_l, dpirho_l, & !: pi * rho_l / 6.0; 6.0 / ( pi * rho_l )
398                rho_l = 1.0E3_wp,     & !: density of water (kg m-3)
399                ql_crit = 0.0005_wp,  & !: coef. in Kessler scheme
400                r_d = 287.0_wp,       & !: sp. gas const. dry air (J kg-1 K-1)
401                r_v = 461.51_wp,      & !: sp. gas const. water vapor (J kg-1 K-1)
402                schmidt = 0.71_wp,    & !: Schmidt number
403                schmidt_p_1d3,        & !: schmidt**( 1.0 / 3.0 )
404                sigma_gc = 1.3_wp,    & !: log-normal geometric standard deviation
405                stp = 2.5066282746310005_wp, & !: parameter in gamma function
406                thermal_conductivity_l = 2.43E-2_wp, & !: therm. cond. air (J m-1 s-1 K-1)
407                vanthoff = 2.0_wp,    & !: van't Hoff factor for NaCl
408                x0 = 2.6E-10_wp,      & !: separating drop mass (kg)
409                xrmin = 2.6E-10_wp,   & !: minimum rain drop size (kg)
410                xrmax = 5.0E-6_wp,    & !: maximum rain drop site (kg)
411                dt_precipitation = 100.0_wp, & !: timestep precipitation (s)
412                w_precipitation = 9.65_wp      !: maximum terminal velocity (m s-1)
413
414    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  hyrho, pt_d_t, t_d_pt 
415
416    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  precipitation_amount, &
417                                                precipitation_rate
418!
419!-- 3D array of precipitation rate
420    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prr
421
422    SAVE
423
424 END MODULE cloud_parameters
425
426
427
428
429 MODULE constants
430
431!------------------------------------------------------------------------------!
432! Description:
433! ------------
434! Definition of general constants
435!------------------------------------------------------------------------------!
436    USE kinds
437
438    REAL(wp)  ::  pi = 3.141592654_wp
439    REAL(wp)  ::  adv_mom_1, adv_mom_3, adv_mom_5, adv_sca_1, adv_sca_3, adv_sca_5
440   
441
442    SAVE
443
444 END MODULE constants
445
446
447
448
449 MODULE control_parameters
450
451!------------------------------------------------------------------------------!
452! Description:
453! ------------
454! Definition of parameters for program control
455!------------------------------------------------------------------------------!
456    USE kinds
457
458    TYPE plot_precision
459       CHARACTER (LEN=8) ::  variable
460       INTEGER(iwp)      ::  precision
461    END TYPE plot_precision
462
463    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
464                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
465                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
466                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
467                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
468
469    TYPE file_status
470       LOGICAL ::  opened, opened_before
471    END TYPE file_status
472   
473    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
474
475    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
476                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
477
478    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
479    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
480    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
481    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
482    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
483    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
484    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
485    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
486                             loop_optimization = 'default', &
487                             momentum_advec = 'ws-scheme', &
488                             psolver = 'poisfft', &
489                             scalar_advec = 'ws-scheme'
490    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
491                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
492                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
493                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
494                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
495                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
496                             bc_sa_t = 'neumann', &
497                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
498                             canopy_mode = 'block', &
499                             cloud_scheme = 'seifert_beheng', &
500                             coupling_mode = 'uncoupled', &
501                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
502                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
503                             fft_method = 'system-specific', &
504                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
505                             random_generator = 'numerical-recipes', &
506                             reference_state = 'initial_profile', &
507                             return_addres, return_username, &
508                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'                             
509    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, output_format_netcdf, &
510                             topography = 'flat'
511    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
512    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
513    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ' 
514    CHARACTER (LEN=110)  ::  run_description_header
515    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
516
517    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
518                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
519    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
520         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
521
522    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
523    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
524    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
525
526    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
527    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
528
529    INTEGER(iwp) ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
530                     average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
531                     coupling_topology = 0, &
532                     dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
533                     disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
534                     dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
535                     dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
536                     do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
537                     dp_level_ind_b = 0, dvrp_filecount = 0, &
538                     dz_stretch_level_index, gamma_mg, gathered_size, &
539                     grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, &
540                     ibc_pt_b, ibc_pt_t, ibc_q_b, ibc_q_t, &
541                     ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, icloud_scheme, &
542                     inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
543                     intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
544                     io_group = 0, io_blocks = 1, iran = -1234567, &
545                     masks = 0, maximum_grid_level, &
546                     maximum_parallel_io_streams = -1, max_pr_user = 0, &
547                     mgcycles = 0, mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
548                     nlsf = 1000, ntnudge = 100, netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, &
549                     nr_timesteps_this_run = 0, &
550                     nsor = 20, nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
551                     nz_do3d = -9999, pch_index = 0, prt_time_count = 0, &
552                     recycling_plane, runnr = 0, &
553                     skip_do_avs = 0, subdomain_size, terminate_coupled = 0, &
554                     terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
555
556    INTEGER(iwp) ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
557                     do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
558                     do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
559                     do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
560                     domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
561                     lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
562                     mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
563                     mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
564                     pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
565                     q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
566                     sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
567                     section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
568                     section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
569                     ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
570                     vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
571                     subs_vertical_gradient_level_i(10) = -9999
572
573#if defined ( __check )
574    INTEGER(iwp) :: check_restart = 0
575#endif
576
577    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) :: ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
578
579    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
580
581    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
582    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
583                    mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
584
585    LOGICAL ::  bc_lr_cyc =.TRUE., bc_lr_dirrad = .FALSE., &
586                bc_lr_raddir = .FALSE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
587                bc_ns_dirrad = .FALSE., bc_ns_raddir = .FALSE.,&
588                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
589                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
590                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
591                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
592                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
593                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
594                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
595                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., & 
596                dissipation_control = .FALSE., disturbance_created = .FALSE., &
597                do2d_at_begin = .FALSE., do3d_at_begin = .FALSE., &
598                do_sum = .FALSE., &
599                dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
600                drizzle = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
601                dt_3d_reached, dt_3d_reached_l, exchange_mg = .FALSE., &
602                first_call_lpm = .TRUE., &
603                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
604                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
605                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
606                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
607                large_scale_forcing = .FALSE., &
608                large_scale_subsidence = .FALSE., lsf_surf = .TRUE., &
609                lsf_vert = .TRUE., lptnudge = .FALSE., lqnudge = .FALSE., &
610                lunudge = .FALSE., lvnudge = .FALSE., lwnudge = .FALSE., &
611                masking_method = .FALSE., mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
612                neutral = .FALSE., nudging = .FALSE., &
613                ocean = .FALSE., on_device = .FALSE., &
614                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
615                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
616                plant_canopy = .FALSE., prandtl_layer = .TRUE., &
617                precipitation = .FALSE., &
618                radiation = .FALSE., random_heatflux = .FALSE., &
619                run_control_header = .FALSE., run_coupled = .TRUE., &
620                scalar_rayleigh_damping = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
621                stop_dt = .FALSE., synchronous_exchange = .FALSE., &
622                terminate_run = .FALSE., transpose_compute_overlap = .FALSE., &
623                turbulence = .FALSE., turbulent_inflow = .FALSE., &
624                use_cmax = .TRUE., use_initial_profile_as_reference = .FALSE., &
625                use_prescribed_profile_data = .FALSE., &
626                use_single_reference_value = .FALSE., &
627                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
628                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
629                wall_adjustment = .TRUE., ws_scheme_sca = .FALSE., &
630                ws_scheme_mom = .FALSE.
631
632    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
633                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
634
635    REAL(wp) ::  advected_distance_x = 0.0_wp, advected_distance_y = 0.0_wp, &
636                 alpha_surface = 0.0_wp, atmos_ocean_sign = 1.0_wp, &
637                 averaging_interval = 0.0_wp, averaging_interval_pr = 9999999.9_wp, &
638                 averaging_interval_sp = 9999999.9_wp, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
639                 bottom_salinityflux = 0.0_wp, &
640                 building_height = 50.0_wp, building_length_x = 50.0_wp, &
641                 building_length_y = 50.0_wp, building_wall_left = 9999999.9_wp, &
642                 building_wall_south = 9999999.9_wp, canyon_height = 50.0_wp, &
643                 canyon_width_x = 9999999.9_wp, canyon_width_y = 9999999.9_wp, &
644                 canyon_wall_left = 9999999.9_wp, canyon_wall_south = 9999999.9_wp, &
645                 cthf = 0.0_wp, cfl_factor = -1.0_wp, cos_alpha_surface, &
646                 coupling_start_time = 0.0_wp, disturbance_amplitude = 0.25_wp, &
647                 disturbance_energy_limit = 0.01_wp, &
648                 disturbance_level_b = -9999999.9_wp, &
649                 disturbance_level_t = -9999999.9_wp, &
650                 dp_level_b = 0.0_wp, drag_coefficient = 0.0_wp, &
651                 dt = -1.0_wp, dt_averaging_input = 0.0_wp, &
652                 dt_averaging_input_pr = 9999999.9_wp, dt_coupling = 9999999.9_wp, &
653                 dt_data_output = 9999999.9_wp, &
654                 dt_data_output_av = 9999999.9_wp, dt_disturb = 9999999.9_wp, &
655                 dt_dopr = 9999999.9_wp, dt_dopr_listing = 9999999.9_wp, &
656                 dt_dopts = 9999999.9_wp, dt_dosp = 9999999.9_wp, dt_dots = 9999999.9_wp, &
657                 dt_do2d_xy = 9999999.9_wp, dt_do2d_xz = 9999999.9_wp, &
658                 dt_do2d_yz = 9999999.9_wp, dt_do3d = 9999999.9_wp, dt_dvrp = 9999999.9_wp, &
659                 dt_max = 20.0_wp, dt_micro = -1.0_wp, dt_restart = 9999999.9_wp, &
660                 dt_run_control = 60.0_wp, dt_3d = -1.0_wp, dz = -1.0_wp, &
661                 dz_max = 9999999.9_wp, dz_stretch_factor = 1.08_wp, &
662                 dz_stretch_level = 100000.0_wp, e_init = 0.0_wp, e_min = 0.0_wp, &
663                 end_time = 0.0_wp, &
664                 f = 0.0_wp, fs = 0.0_wp, g = 9.81_wp, inflow_damping_height = 9999999.9_wp, &
665                 inflow_damping_width = 9999999.9_wp, kappa = 0.4_wp, km_constant = -1.0_wp,&
666                 lad_surface = 0.0_wp, leaf_surface_concentration = 0.0_wp, &
667                 mask_scale_x = 1.0_wp, mask_scale_y = 1.0_wp, mask_scale_z = 1.0_wp, &
668                 maximum_cpu_time_allowed = 0.0_wp,  &
669                 molecular_viscosity = 1.461E-5_wp, &
670                 old_dt = 1.0E-10_wp, omega = 7.29212E-5_wp, omega_sor = 1.8_wp, &
671                 particle_maximum_age = 9999999.9_wp, &
672                 phi = 55.0_wp, prandtl_number = 1.0_wp, &
673                 precipitation_amount_interval = 9999999.9_wp, prho_reference, &
674                 pt_damping_factor = 0.0_wp, pt_damping_width = 0.0_wp, &
675                 pt_reference = 9999999.9_wp, pt_slope_offset = 0.0_wp, &
676                 pt_surface = 300.0_wp, pt_surface_initial_change = 0.0_wp, &
677                 q_surface = 0.0_wp, q_surface_initial_change = 0.0_wp, &
678                 rayleigh_damping_factor = -1.0_wp, rayleigh_damping_height = -1.0_wp, &
679                 recycling_width = 9999999.9_wp, residual_limit = 1.0E-4_wp, &
680                 restart_time = 9999999.9_wp, rho_reference, rho_surface, &
681                 rif_max = 1.0_wp, rif_min = -5.0_wp, roughness_length = 0.1_wp, &
682                 sa_surface = 35.0_wp, scalar_exchange_coefficient = 0.0_wp, &
683                 simulated_time = 0.0_wp, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
684                 skip_time_data_output = 0.0_wp, skip_time_data_output_av = 9999999.9_wp,&
685                 skip_time_dopr = 9999999.9_wp, skip_time_dosp = 9999999.9_wp, &
686                 skip_time_do2d_xy = 9999999.9_wp, skip_time_do2d_xz = 9999999.9_wp, &
687                 skip_time_do2d_yz = 9999999.9_wp, skip_time_do3d = 9999999.9_wp, &
688                 surface_heatflux = 9999999.9_wp, surface_pressure = 1013.25_wp, &
689                 surface_scalarflux = 9999999.9_wp, surface_waterflux = 9999999.9_wp, &
690                 s_surface = 0.0_wp, s_surface_initial_change = 0.0_wp, &
691                 termination_time_needed = -1.0_wp, time_coupling = 0.0_wp, &
692                 time_disturb = 0.0_wp, time_dopr = 0.0_wp, time_dopr_av = 0.0_wp, &
693                 time_dopr_listing = 0.0_wp, time_dopts = 0.0_wp, time_dosp = 0.0_wp, &
694                 time_dosp_av = 0.0_wp, time_dots = 0.0_wp, time_do2d_xy = 0.0_wp, &
695                 time_do2d_xz = 0.0_wp, time_do2d_yz = 0.0_wp, time_do3d = 0.0_wp, &
696                 time_do_av = 0.0_wp, time_do_sla = 0.0_wp, time_dvrp = 0.0_wp, &
697                 time_restart = 9999999.9_wp, time_run_control = 0.0_wp,&
698                 time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9_wp, &
699                 top_momentumflux_u = 9999999.9_wp, &
700                 top_momentumflux_v = 9999999.9_wp, top_salinityflux = 9999999.9_wp, &
701                 ug_surface = 0.0_wp, u_bulk = 0.0_wp, u_gtrans = 0.0_wp, &
702                 vg_surface = 0.0_wp, vpt_reference = 9999999.9_wp, &
703                 v_bulk = 0.0_wp, v_gtrans = 0.0_wp, wall_adjustment_factor = 1.8_wp, &
704                 z_max_do2d = -1.0_wp, z0h_factor = 1.0_wp
705
706    REAL(wp) ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0_wp, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0_wp, &
707                 do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0_wp, dpdxy(1:2) = 0.0_wp, &
708                 dt_domask(max_masks) = 9999999.9_wp, lad_vertical_gradient(10) = 0.0_wp,&
709                 lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
710                 mask_scale(3), &
711                 pt_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
712                 pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
713                 q_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
714                 q_vertical_gradient_level(10) = -1.0_wp, &
715                 s_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
716                 s_vertical_gradient_level(10) = -1.0_wp, &
717                 sa_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
718                 sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
719                 skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9_wp, threshold(20) = 0.0_wp, &
720                 time_domask(max_masks) = 0.0_wp, &
721                 tsc(10) = (/ 1.0_wp, 1.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp /), &
722                 u_profile(100) = 9999999.9_wp, uv_heights(100) = 9999999.9_wp, &
723                 v_profile(100) = 9999999.9_wp, &
724                 ug_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
725                 ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
726                 vg_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
727                 vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
728                 volume_flow(1:2) = 0.0_wp, volume_flow_area(1:2) = 0.0_wp, &
729                 volume_flow_initial(1:2) = 0.0_wp, wall_heatflux(0:4) = 0.0_wp, &
730                 wall_humidityflux(0:4) = 0.0_wp, wall_nrflux(0:4) = 0.0_wp, &
731                 wall_qflux(0:4) = 0.0_wp, wall_qrflux(0:4) = 0.0_wp, &
732                 wall_salinityflux(0:4) = 0.0_wp, wall_scalarflux(0:4) = 0.0_wp, &
733                 subs_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
734                 subs_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp
735
736    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
737
738    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
739            mask_x = -1.0_wp, mask_y = -1.0_wp, mask_z = -1.0_wp
740    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
741            mask_x_loop = -1.0_wp, mask_y_loop = -1.0_wp, mask_z_loop = -1.0_wp
742   
743!
744!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
745       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
746
747    SAVE
748
749 END MODULE control_parameters
750
751
752
753 MODULE dvrp_variables
754
755!------------------------------------------------------------------------------!
756! Description:
757! ------------
758! Definition of variables used with dvrp-software
759!------------------------------------------------------------------------------!
760
761     USE kinds
762
763    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
764                           particle_dvrpsize = 'none'
765
766    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
767                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
768
769    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
770                           dvrp_file      = 'default',                    &
771                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
772                           dvrp_password  = '********',                   &
773                           dvrp_username  = ' '
774
775    INTEGER(iwp) ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
776                     dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
777                     nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
778                     nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
779                     pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
780                     pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
781                     vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
782                     vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
783
784    INTEGER(iwp), DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
785
786    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
787                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
788                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
789
790    REAL(wp)    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9_wp, clip_dvrp_n = 9999999.9_wp, &
791                    clip_dvrp_r = 9999999.9_wp, clip_dvrp_s = 9999999.9_wp, &
792                    superelevation = 1.0_wp, superelevation_x = 1.0_wp,     &
793                    superelevation_y = 1.0_wp, vc_alpha = 38.0_wp
794
795    REAL(wp), DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0_wp, 1.0_wp /), &
796                               dvrpsize_interval = (/ 0.0_wp, 1.0_wp /)
797
798    REAL(wp), DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0_wp, 0.6_wp, 0.0_wp /), &
799                               topography_color = (/ 0.8_wp, 0.7_wp, 0.6_wp /)
800
801#if defined( __decalpha )
802    REAL(wp), DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/      &
803                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
804                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
805                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp /), (/ 2, 10 /) )
806
807    REAL(wp), DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                 &
808                                   0.9_wp, 0.9_wp, 0.9_wp,  0.8_wp, 0.1_wp, 0.1_wp,  0.1_wp, 0.1_wp, 0.8_wp, &
809                                   0.1_wp, 0.8_wp, 0.1_wp,  0.6_wp, 0.1_wp, 0.1_wp,  0.1_wp, 0.1_wp, 0.6_wp, &
810                                   0.1_wp, 0.6_wp, 0.1_wp,  0.4_wp, 0.1_wp, 0.1_wp,  0.1_wp, 0.1_wp, 0.4_wp, &
811                                   0.1_wp, 0.4_wp, 0.1_wp /), (/ 3, 10 /) )
812
813    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
814                                   RESHAPE( (/ 270.0_sp, 225.0_sp, 225.0_sp, 180.0_sp,      &
815                                                70.0_sp,  25.0_sp,  25.0_sp, -25.0_sp,      &
816                                               ( 0.0_sp, i9 = 1, 192 ) /),         &
817                                            (/ 2, 100 /) ),                     &
818                                   interval_l_dvrp = 0.5_sp, interval_s_dvrp = 1.0_sp,&
819                                   interval_a_dvrp = 0.0_sp,                       &
820                                   interval_values_dvrp_prt,                    &
821                                   interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
822                                   (/ 270.0_sp, 225.0_sp, 225.0_sp, 180.0_sp, 70.0_sp, 25.0_sp,   &
823                                      25.0_sp, -25.0_sp, ( 0.0_sp, i9 = 1, 192 ) /),     &
824                                                   (/ 2, 100 /) ),              &
825                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5_sp,                   &
826                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0_sp,                   &
827                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0_sp
828#else
829    REAL(wp), DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
830
831    REAL(wp), DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
832
833    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
834                                   interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
835                                   interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5_sp, &
836                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5_sp, interval_s_dvrp = 1.0_sp, &
837                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0_sp, interval_a_dvrp = 0.0_sp, &
838                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0_sp
839
840    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
841                                     -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
842                                     -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
843                                     -1.0_wp, 1.0_wp /
844
845    DATA  isosurface_color / 0.9_wp, 0.9_wp, 0.9_wp,  0.8_wp, 0.1_wp, 0.1_wp,  0.1_wp, 0.1_wp, 0.8_wp, &
846                             0.1_wp, 0.8_wp, 0.1_wp,  0.6_wp, 0.1_wp, 0.1_wp,  0.1_wp, 0.1_wp, 0.6_wp, &
847                             0.1_wp, 0.6_wp, 0.1_wp,  0.4_wp, 0.1_wp, 0.1_wp,  0.1_wp, 0.1_wp, 0.4_wp, &
848                             0.1_wp, 0.4_wp, 0.1_wp /
849
850    DATA  interval_h_dvrp / 270.0_wp, 225.0_wp, 225.0_wp, 180.0_wp, 70.0_wp, 25.0_wp, &
851                            25.0_wp, -25.0_wp, 192 * 0.0_wp /
852
853    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0_wp, 225.0_wp, 225.0_wp, 180.0_wp, 70.0_wp, 25.0_wp, &
854                                25.0_wp, -25.0_wp, 192 * 0.0_wp /
855#endif
856
857    REAL(sp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
858
859    TYPE steering
860       CHARACTER (LEN=24) ::  name
861       REAL(sp)           ::  min, max
862       INTEGER(iwp)       ::  imin, imax
863    END TYPE steering
864
865    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
866
867    SAVE
868
869 END MODULE dvrp_variables
870
871
872
873
874 MODULE grid_variables
875
876!------------------------------------------------------------------------------!
877! Description:
878! ------------
879! Definition of grid spacings
880!------------------------------------------------------------------------------!
881
882    USE kinds
883
884    REAL(wp) ::  ddx, ddx2, dx = 1.0, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0, dy2
885
886    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
887
888    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
889                                              fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
890                                              wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
891                                              zu_s_inner, zw_w_inner
892
893    SAVE
894
895 END MODULE grid_variables
896
897
898
899
900 MODULE indices
901
902!------------------------------------------------------------------------------!
903! Description:
904! ------------
905! Definition of array bounds, number of gridpoints, and wall flag arrays
906!------------------------------------------------------------------------------!
907
908    USE kinds
909
910    INTEGER(iwp) ::  i_left, i_right, j_north, j_south, nbgp = 3, ngp_sums, nnx,    &
911                     nx = 0, nx_a, nx_o, nxl, nxlg, nxlu, nxr, nxrg, nx_on_file,    &
912                     nny, ny = 0, ny_a, ny_o, nyn, nyng, nys, nysg, nysv,           &
913                     ny_on_file, nnz, nz = 0, nzb, nzb_diff, nzb_max, nzt, nzt_diff
914
915
916    INTEGER(idp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
917                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
918
919    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                  &
920                   ngp_2dh, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
921
922
923    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE :: ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner,  &
924                   mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner, nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u,    &
925                   nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer, nzb_s_inner, nzb_s_outer,    &
926                   nzb_u_inner, nzb_u_outer, nzb_v_inner, nzb_v_outer,            &
927                   nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
928
929    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
930
931    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  wall_flags_0, wall_flags_00
932
933    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE,  TARGET ::                       &
934                   wall_flags_1, wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4,        &
935                   wall_flags_5, wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8,        &
936                   wall_flags_9, wall_flags_10
937
938    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  rflags_s_inner, rflags_invers
939
940    SAVE
941
942 END MODULE indices
943
944
945
946
947 MODULE interfaces
948
949!------------------------------------------------------------------------------!
950! Description:
951! ------------
952! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
953!------------------------------------------------------------------------------!
954
955    INTERFACE
956
957       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, offset, &
958                                   wert, wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
959
960          USE kinds
961
962          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)      ::  mode
963          INTEGER(iwp), INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
964          INTEGER(iwp)                       ::  wert_ijk(3)
965          INTEGER(iwp), OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
966          REAL(wp)                           ::  offset, wert
967          REAL(wp), OPTIONAL                 ::  wert1
968          REAL(wp), INTENT(IN)               ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
969
970       END SUBROUTINE global_min_max
971
972    END INTERFACE
973
974    SAVE
975
976 END MODULE interfaces
977
978
979
980 MODULE pointer_interfaces
981
982!------------------------------------------------------------------------------!
983! Description:
984! ------------
985! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
986! prognostic_equations
987!------------------------------------------------------------------------------!
988
989    INTERFACE
990
991       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
992
993          USE kinds
994
995          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
996#if defined( __nopointer )
997          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:) ::  sk
998#else
999          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
1000#endif
1001       END SUBROUTINE advec_s_bc
1002
1003    END INTERFACE
1004
1005
1006    SAVE
1007
1008 END MODULE pointer_interfaces
1009
1010
1011
1012
1013 MODULE model_1d
1014
1015!------------------------------------------------------------------------------!
1016! Description:
1017! ------------
1018! Definition of variables for the 1D-model
1019!------------------------------------------------------------------------------!
1020
1021    USE kinds
1022
1023    INTEGER(iwp) ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d
1024
1025    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
1026
1027    REAL(wp) ::     damp_level_1d = -1.0_wp, dt_1d = 60.0_wp, dt_max_1d = 300.0_wp, &
1028                    dt_pr_1d = 9999999.9_wp, dt_run_control_1d = 60.0_wp, &
1029                    end_time_1d = 864000.0_wp, old_dt_1d = 1.0E-10_wp, &
1030                    qs1d, simulated_time_1d = 0.0_wp, time_pr_1d = 0.0_wp, &
1031                    time_run_control_1d = 0.0_wp, ts1d, us1d, usws1d, &
1032                    vsws1d, z01d, z0h1d
1033
1034
1035    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_p, kh1d, km1d, l_black, l1d,  &
1036                                            rif1d, te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, &
1037                                            te_vm, u1d, u1d_p, v1d, v1d_p
1038
1039    SAVE
1040
1041 END MODULE model_1d
1042
1043
1044
1045
1046 MODULE netcdf_control
1047
1048!------------------------------------------------------------------------------!
1049! Description:
1050! ------------
1051! Definition of parameters and variables for netcdf control.
1052!------------------------------------------------------------------------------!
1053
1054    USE control_parameters, ONLY: max_masks
1055    USE kinds
1056#if defined( __netcdf )
1057    USE netcdf
1058#endif
1059
1060    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 29, dots_max = 100
1061
1062    INTEGER(iwp) ::  dots_num = 23
1063
1064    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
1065         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
1066            'z_i   ' /)
1067
1068    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
1069         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
1070            'z_i   ' /)
1071
1072    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
1073          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
1074             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
1075             'w_up   ', 'w_down ', 'radius ', 'r_min  ', 'r_max  ', 'npt_max', &
1076             'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', 'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', &
1077             'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', 'w"2    ', 'npt*2  ' /)
1078
1079    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
1080          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
1081             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
1082             'm/s    ', 'm/s    ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'number ', &
1083             'number ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
1084             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'number2' /)
1085
1086    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
1087          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
1088             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
1089             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
1090             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ', 'q*     ',            &
1091             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1092
1093    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
1094          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
1095             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
1096             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
1097             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ', 'kg/kg  ',            &
1098             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1099
1100    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
1101
1102    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
1103
1104    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
1105          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
1106             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
1107             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
1108             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
1109             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
1110             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
1111             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
1112             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1113             'not_used        ' /)
1114
1115    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
1116          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
1117             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1118             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
1119             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1120             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
1121             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
1122             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
1123             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1124             'not_used        ' /)
1125
1126    INTEGER(iwp) ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
1127                     id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
1128                     id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
1129                     id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
1130                     id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
1131                     id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
1132                     id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
1133
1134    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
1135                    id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
1136                    id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
1137                    id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
1138                    id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
1139                    id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
1140                    id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
1141                    id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
1142                    id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
1143                    id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
1144                    id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
1145                    id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
1146                    id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
1147                    id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
1148                    id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
1149                    id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
1150                    id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
1151                    id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
1152
1153    INTEGER(iwp), DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
1154    INTEGER(iwp), DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
1155    INTEGER(iwp), DIMENSION(11)  ::  nc_precision
1156    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1157
1158    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1159    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1160    INTEGER(iwp), DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1161                                               id_var_z_pr
1162    INTEGER(iwp), DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1163
1164!
1165!-- masked output
1166    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1167
1168    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1169
1170    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1171                   id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1172                   id_dim_zw_mask, &
1173                   id_set_mask, &
1174                   id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1175                   id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1176                   id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1177
1178    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1179
1180    SAVE
1181
1182 END MODULE netcdf_control
1183
1184
1185
1186 MODULE particle_attributes
1187
1188!------------------------------------------------------------------------------!
1189! Description:
1190! ------------
1191! Definition of variables used to compute particle transport
1192!------------------------------------------------------------------------------!
1193
1194    USE kinds
1195
1196    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
1197                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb', &
1198                            collision_kernel = 'none'
1199
1200    INTEGER(iwp) ::  deleted_particles = 0, deleted_tails = 0,                      &
1201                     dissipation_classes = 10, ibc_par_lr,                          &
1202                     ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t, iran_part = -1234567,        &
1203                     maximum_number_of_particles = 1000,                            &
1204                     maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
1205                     maximum_number_of_tails = 0,                                   &
1206                     mpi_particle_type,                                             &
1207                     number_of_sublayers = 20,                                      &
1208                     number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
1209                     number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
1210                     number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
1211                     offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
1212                     particle_file_count = 0, radius_classes = 20,                  &
1213                     skip_particles_for_tail = 100, sort_count = 0,                 &
1214                     total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0,          &
1215                     trlp_count_sum, trlp_count_recv_sum, trrp_count_sum,           &
1216                     trrp_count_recv_sum, trsp_count_sum, trsp_count_recv_sum,      &
1217                     trnp_count_sum, trnp_count_recv_sum
1218
1219    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
1220
1221    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
1222    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
1223
1224    LOGICAL ::  hall_kernel = .FALSE., palm_kernel = .FALSE.,                  &
1225                particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
1226                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
1227                uniform_particles = .TRUE., use_kernel_tables = .FALSE.,       &
1228                use_particle_tails = .FALSE., use_sgs_for_particles = .FALSE., &
1229                wang_kernel = .FALSE., write_particle_statistics = .FALSE.
1230
1231    LOGICAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::                       &
1232                vertical_particle_advection = .TRUE.
1233
1234    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
1235
1236    REAL(wp)    ::  c_0 = 3.0_wp, dt_min_part = 0.0002_wp, dt_prel = 9999999.9_wp,          &
1237                    dt_sort_particles = 0.0_wp, dt_write_particle_data = 9999999.9_wp,   &
1238                    dvrp_psize = 9999999.9_wp, end_time_prel = 9999999.9_wp,             &
1239                    initial_weighting_factor = 1.0_wp,                                &
1240                    maximum_tailpoint_age = 100000.0_wp,                              &
1241                    minimum_tailpoint_distance = 0.0_wp,                              &
1242                    particle_advection_start = 0.0_wp, sgs_wfu_part = 0.3333333_wp,      &
1243                    sgs_wfv_part = 0.3333333_wp, sgs_wfw_part = 0.3333333_wp,            &
1244                    time_prel = 0.0_wp, time_sort_particles = 0.0_wp,                    &
1245                    time_write_particle_data = 0.0_wp, z0_av_global
1246
1247    REAL(wp), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
1248                    density_ratio = 9999999.9_wp, pdx = 9999999.9_wp, pdy = 9999999.9_wp, &
1249                    pdz = 9999999.9_wp, psb = 9999999.9_wp, psl = 9999999.9_wp,           &
1250                    psn = 9999999.9_wp, psr = 9999999.9_wp, pss = 9999999.9_wp,           &
1251                    pst = 9999999.9_wp, radius = 9999999.9_wp
1252
1253    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  log_z_z0
1254
1255    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
1256
1257
1258    TYPE particle_type
1259       SEQUENCE
1260       REAL(wp)    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
1261                       origin_z, radius, rvar1, rvar2, rvar3, speed_x, speed_y, &
1262                       speed_z, weight_factor, x, y, z
1263       INTEGER(iwp) ::  class, group, tailpoints, tail_id
1264    END TYPE particle_type
1265
1266    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles
1267    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE, TARGET ::  part_1, part_2
1268    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), POINTER  ::  particles
1269
1270    TYPE particle_groups_type
1271       SEQUENCE
1272       REAL(wp)    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
1273    END TYPE particle_groups_type
1274
1275    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
1276                   particle_groups
1277
1278    SAVE
1279
1280 END MODULE particle_attributes
1281
1282
1283
1284
1285
1286 MODULE pegrid
1287
1288!------------------------------------------------------------------------------!
1289! Description:
1290! ------------
1291! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1292! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1293! MPI-calls.
1294!------------------------------------------------------------------------------!
1295
1296    USE kinds
1297
1298#if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
1299#if defined( __lc )
1300    USE MPI
1301#else
1302    INCLUDE "mpif.h"
1303#endif
1304#endif
1305    CHARACTER(LEN=2) ::  send_receive = 'al'
1306    CHARACTER(LEN=5) ::  myid_char = ''
1307    INTEGER(iwp)          ::  acc_rank, comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter,       &
1308                              comm_palm, id_inflow = 0, id_recycling = 0, ierr,     &
1309                              myid = 0, myidx = 0, myidy = 0, ndim = 2, ngp_a,      &
1310                              ngp_o, ngp_xy, ngp_y, npex = -1, npey = -1,           &
1311                              numprocs = 1, numprocs_previous_run = -1,             &
1312                              num_acc_per_node = 0, pleft, pnorth, pright, psouth,  &
1313                              req_count = 0, sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz,    &
1314                              sendrecvcount_zx, sendrecvcount_zyd,                  &
1315                              sendrecvcount_yxd, target_id, tasks_per_node = -9999, &
1316                              threads_per_task = 1, type_x, type_x_int, type_xy,    &
1317                              type_y, type_y_int
1318
1319    INTEGER(iwp)          ::  pdims(2) = 1, req(100)
1320
1321    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1322                                                  hor_index_bounds_previous_run
1323
1324    LOGICAL ::  background_communication =.FALSE., collective_wait = .FALSE., &
1325                sendrecv_in_background = .FALSE.
1326
1327#if defined( __parallel )
1328#if defined( __mpi2 )
1329    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1330#endif
1331
1332    INTEGER(iwp) ::  ibuf(12), pcoord(2)
1333
1334#if ! defined ( __check )
1335    INTEGER(iwp) ::  status(MPI_STATUS_SIZE)
1336    INTEGER(iwp), DIMENSION(MPI_STATUS_SIZE,100) ::  wait_stat
1337#endif
1338
1339
1340    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz, type_yz
1341
1342    LOGICAL ::  left_border_pe  = .FALSE., north_border_pe = .FALSE., &
1343                reorder = .TRUE., right_border_pe = .FALSE.,          &
1344                south_border_pe = .FALSE.
1345
1346    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1347                              remain_dims
1348#endif
1349
1350    SAVE
1351
1352 END MODULE pegrid
1353
1354
1355
1356
1357 MODULE profil_parameter
1358
1359!------------------------------------------------------------------------------!
1360! Description:
1361! ------------
1362! Definition of variables which control PROFIL-output
1363!------------------------------------------------------------------------------!
1364
1365    USE kinds
1366
1367    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  crmax = 100
1368
1369    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1370                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1371                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1372                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1373                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1374                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1375                              ' L                  ',                         &
1376                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1377
1378    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1379                           (/ ' u v                           ', &
1380                              ' pt                            ', &
1381                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1382                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1383                              ' km kh                         ', &
1384                              ' l                             ', &
1385                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1386
1387    INTEGER(iwp) ::  profile_columns = 2, profile_rows = 3, profile_number = 0
1388
1389    INTEGER(iwp) ::  cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1390                     cross_ts_number_count(crmax) = 0, &
1391                     dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1392                     dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0
1393               
1394
1395    REAL(wp) ::  cross_ts_uymax(20) = &
1396                             (/ 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1397                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1398                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1399                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp /),&
1400                 cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999_wp, &
1401                 cross_ts_uymin(20) = &
1402                             (/ 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,  -5.000_wp, 999.999_wp,   &
1403                                999.999_wp,   0.000_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1404                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1405                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp /),&
1406                 cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999_wp
1407
1408    SAVE
1409
1410 END MODULE profil_parameter
1411
1412
1413
1414
1415 MODULE spectrum
1416
1417!------------------------------------------------------------------------------!
1418! Description:
1419! ------------
1420! Definition of quantities used for computing spectra
1421!------------------------------------------------------------------------------!
1422
1423    USE kinds
1424
1425    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1426                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1427    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1428    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1429    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1430                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1431                                              '-power spectrum of v     ', &
1432                                              '-power spectrum of w     ', &
1433                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1434                                              '-power spectrum of q     ' /)
1435    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1436                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1437                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1438                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1439                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1440                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1441
1442    INTEGER(iwp) ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1443
1444    INTEGER(iwp) ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1445                     lstyles(100) = (/ 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                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1455                     plot_spectra_level(100) = 999999
1456
1457    REAL(wp)    ::  time_to_start_sp = 0.0_wp
1458
1459    SAVE
1460
1461 END MODULE spectrum
1462
1463
1464
1465
1466 MODULE statistics
1467
1468!------------------------------------------------------------------------------!
1469! Description:
1470! ------------
1471! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1472!------------------------------------------------------------------------------!
1473
1474    USE kinds
1475
1476    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1477    INTEGER(iwp) ::  pr_palm = 90, statistic_regions = 0
1478    INTEGER(iwp) ::  u_max_ijk(3) = -1, v_max_ijk(3) = -1, w_max_ijk(3) = -1
1479    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1480    REAL(wp) ::     u_max, v_max, w_max
1481    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l,   &
1482                                                  weight_substep, weight_pres
1483    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value, &
1484                                                  sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, &
1485                                                  sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,   &
1486                                                  sums_ws2_ws_l,                  &
1487                                                  sums_wsnrs_ws_l,                &
1488                                                  sums_wspts_ws_l,                &
1489                                                  sums_wssas_ws_l,                &
1490                                                  sums_wsqs_ws_l,                 &
1491                                                  sums_wsqrs_ws_l
1492                                             
1493    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1494                                                  spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1495                                                  sums_up_fraction_l
1496    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1497
1498    SAVE
1499
1500 END MODULE statistics
1501
1502
1503
1504
1505 MODULE transpose_indices
1506
1507!------------------------------------------------------------------------------!
1508! Description:
1509! ------------
1510! Definition of indices for transposed arrays
1511!------------------------------------------------------------------------------!
1512
1513    USE kinds
1514
1515    INTEGER(iwp) ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z,      &
1516                     nys_x, nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_y, nzt_yd
1517               
1518
1519    SAVE
1520
1521 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.