source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 1354

Last change on this file since 1354 was 1354, checked in by heinze, 8 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 70.4 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 1354 2014-04-08 15:22:57Z heinze $
27!
28! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
29! REAL constants provided with KIND-attribute
30!
31! 1327 2014-03-21 11:00:16Z raasch
32! REAL constants defined as wp-kind
33! -avs_output, data_output_format, do3d_compress, iso2d_output, netcdf_output
34!
35! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
36! ONLY-attribute added to USE-statements,
37! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
38! kinds are defined in new module kinds,
39! old module precision_kind is removed,
40! revision history before 2012 removed,
41! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
42! all variable declaration statements
43!
44! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
45! module cpulog moved to new separate module-file
46! interface for cpu_log removed
47!
48! 1314 2014-03-14 18:25:17Z suehring
49! + log_z_z0, number_of_sublayers, z0_av_global
50! 1308 2014-03-13 14:58:42Z fricke
51! +ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
52!
53! 1257 2013-11-08 15:18:40Z raasch
54! set default values for grid indices of maximum velocity components
55! u|v|w_max_ijk
56!
57! 1241 2013-10-30 11:36:58Z heinze
58! Usage of nudging enabled
59! +nudging, ntnudge, ptnudge, qnudge, tnudge, unudge, vnudge, wnudge
60! increase pr_palm from 80 to 90 to allow for more standard profiles
61!
62! Enable prescribed time depenend surface fluxes and geostrophic wind read in
63! from external file LSF_DATA
64! +large_scale_forcing, lsf_surf, lsf_vert, nlsf, time_surf, shf_surf, qsws_surf,
65!  pt_surf, q_surf, p_surf, time_vert, ug_vert, vg_vert, wsubs_vert
66!
67! 1221 2013-09-10 08:59:13Z raasch
68! wall_flags_0 changed to 32bit int, +wall_flags_00,
69! +rflags_s_inner, rflags_invers
70!
71! 1216 2013-08-26 09:31:42Z raasch
72! +transpose_compute_overlap,
73! several variables are now defined in the serial (non-parallel) case also
74!
75! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
76! +tri
77!
78! 1179 2013-06-14 05:57:58Z raasch
79! +reference_state, ref_state, use_initial_profile_as_reference, vpt_reference,
80! use_reference renamed use_single_reference_value
81!
82! 1159 2013-05-21 11:58:22Z fricke
83! -bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
84! +use_cmax
85!
86! 1128 2013-04-12 06:19:32Z raasch
87! +background_communication, i_left, i_right, j_north, j_south, req, req_count,
88! send_receive, sendrecv_in_background, wait_stat
89!
90! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
91! unused variables removed
92!
93! 1113 2013-03-10 02:48:14Z raasch
94! +on_device
95!
96! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
97! +tric, nr_timesteps_this_run
98!
99! 1106 2013-03-04 05:31:38Z raasch
100! array_kind renamed precision_kind, pdims defined in serial code
101! bugfix: default value assigned to coupling_start_time
102!
103! 1095 2013-02-03 02:21:01Z raasch
104! FORTRAN error in r1092 removed
105!
106! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
107! character length in some derived type changed for better alignment
108!
109! 1065 2012-11-22 17:42:36Z hoffmann
110! + c_sedimentation, limiter_sedimentation, turbulence, a_1, a_2, a_3, b_1, b_2,
111! + b_3, c_1, c_2, c_3, beta_cc
112!
113! bottom boundary condition of qr, nr changed from Dirichlet to Neumann
114!
115! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
116! necessary expansions according to the two new prognostic equations (nr, qr)
117! of the two-moment cloud physics scheme:
118! +*_init, flux_l_*, diss_l_*, flux_s_*, diss_s_*, *sws, *swst, tend_*, *, *_p
119! +t*_m, *_1, *_2, *_3, *_av, bc_*_b, bc_*_t, ibc_*_b, ibc_*_t, bc_*_t_val,
120! +*_vertical_gradient, *_surface_initial_change, *_vertical_gradient_level,
121! +*_vertical_gradient_level_ind, *_surface, constant_waterflux_*, 
122! +cloud_scheme, icloud_scheme, surface_waterflux_*, sums_ws*s_ws_l, wall_*flux
123!
124! constants for the two-moment scheme:
125! +a_vent, a_term, b_vent, b_term, c_evap, c_term, cof, eps_sb, k_cc, k_cr, k_rr,
126! +k_br, kappa_rr, kin_vis_air, mu_constant_value, nc, pirho_l, dpirho_l, rho_1,
127! +schmidt, schmidt_p_1d3, stp, x0, xmin, xmax, dt_precipitation, w_precipitation
128!
129! steering parameters for the two_moment scheme:
130! +mu_constant, ventilation_effect
131!
132! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
133! code put under GPL (PALM 3.9)
134!
135! 1031 2012-10-19 14:35:30Z raasch
136! +output_format_netcdf
137!
138! 1015 2012-09-27 09:23:24Z raasch
139! +acc_rank, num_acc_per_node,
140! -adjust_mixing_length
141!
142! 1010 2012-09-20 07:59:54Z raasch
143! pointer free version can be generated with cpp switch __nopointer
144!
145! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
146! -grid_matching, nxa, nya, etc., nnx_pe, nny_pe, spl_*
147!
148! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
149! -asselin_filter_factor, cut_spline_overshoot, dt_changed, last_dt_change,
150! last_dt_change_1d, long_filter_factor, overshoot_limit_*, ups_limit_*
151! several pointer/target arrays converted to normal ones
152!
153! 996 2012-09-07 10:41:47Z raasch
154! -use_prior_plot1d_parameters
155!
156! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
157! +c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l,
158! +bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
159! -km_damp_x, km_damp_y, km_damp_max, outflow_damping_width
160! +z0h, z0h_av, z0h_factor, z0h1d
161! +ptdf_x, ptdf_y, pt_damping_width, pt_damping_factor
162!
163! 964 2012-07-26 09:14:24Z raasch
164! -cross_linecolors, cross_linestyles, cross_normalized_x, cross_normx_factor,
165! cross_normalized_y, cross_normy_factor, cross_pnc_local,
166! cross_profile_numbers, cross_profile_number_counter, cross_uxmax,
167! cross_uxmax_computed, cross_uxmax_normalized,
168! cross_uxmax_normalized_computed, cross_uxmin, cross_uxmin_computed,
169! cross_uxmin_normalized, cross_uxmin_normalized_computed, cross_uymax,
170! cross_uymin, cross_xtext, dopr_crossindex, dopr_label, linecolors, linestyles,
171! nz_do1d, profil_output, z_max_do1d, z_max_do1d_normalized
172!
173! 951 2012-07-19 14:22:52Z hoffmann
174! changing profile_columns and profile_rows
175!
176! 940 2012-07-09 14:31:00Z raasch
177! +neutral
178!
179! 927 2012-06-06 19:15:04Z raasch
180! +masking_method
181!
182! 880 2012-04-13 06:28:59Z raasch
183! gathered_size, subdomain_size moved to control_parameters
184!
185! 866 2012-03-28 06:44:41Z raasch
186! interface for global_min_max changed
187!
188! 861 2012-03-26 14:18:34Z suehring
189! +wall_flags_0
190! -boundary_flags
191! +nzb_max
192! +adv_sca_1, +adv_mom_1
193!
194! 849 2012-03-15 10:35:09Z raasch
195! +deleted_particles, deleted_tails, tr.._count_sum, tr.._count_recv_sum in
196! particle_attributes,
197! +de_dx, de_dy, de_dz in arrays_3d,
198! first_call_advec_particles renamed first_call_lpm
199!
200! 828 2012-02-21 12:00:36Z raasch
201! +dissipation_classes, radius_classes, use_kernel_tables,
202! particle feature color renamed class
203!
204! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
205! +bfactor, curvature_solution_effects, eps_ros, molecular_weight_of_water,
206! vanthoff, -b_cond in cloud_parameters,
207! dopts_num increased to 29, particle attributes speed_x|y|z_sgs renamed
208! rvar1|2|3
209! wang_collision_kernel and turbulence_effects_on_collision replaced by
210! collision_kernel, hall_kernel, palm_kernel, wang_kernel
211!
212! 809 2012-01-30 13:32:58Z marongas
213! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
214!
215! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
216! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files.
217! New parameter check_restart has been defined which is needed by
218! check_namelist_files only.
219!
220! 805 2012-01-17 15:53:28Z franke
221! Bugfix collective_wait must be out of parallel branch for runs in serial mode
222!
223! 801 2012-01-10 17:30:36Z suehring
224! Dimesion of sums_wsus_ws_l, ! sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
225! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l increased.
226! for thread-safe summation in advec_ws.
227!
228! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
229!
230! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
231! version 3.1b (last under RCS control)
232!
233! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
234! Initial revision
235!
236!
237! Description:
238! ------------
239! Definition of variables for special advection schemes
240!------------------------------------------------------------------------------!
241    USE kinds
242
243    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex
244
245    SAVE
246
247 END MODULE advection
248
249
250
251
252 MODULE arrays_3d
253
254!------------------------------------------------------------------------------!
255! Description:
256! ------------
257! Definition of all arrays defined on the computational grid
258!------------------------------------------------------------------------------!
259
260    USE kinds
261
262    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                     &
263          c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l, ddzu, ddzu_pres,     &
264          dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, lad, l_grid,      &
265          nc_1d, nr_1d, ptdf_x, ptdf_y, p_surf, pt_surf, pt_1d, pt_init,       &
266          qsws_surf, q_1d, q_init, q_surf, qc_1d, qr_1d, rdf, rdf_sc,          & 
267          ref_state, sa_init, shf_surf, timenudge, time_surf, time_vert, ug,   &
268          u_init, u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, w_subs, zu, zw
269
270    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                   &
271          c_u, c_v, c_w, diss_s_e, diss_s_nr, diss_s_pt, diss_s_q,             &
272          diss_s_qr, diss_s_sa, diss_s_u, diss_s_v, diss_s_w, dzu_mg, dzw_mg,  &
273          flux_s_e, flux_s_nr, flux_s_pt, flux_s_q, flux_s_qr, flux_s_sa,      &
274          flux_s_u, flux_s_v, flux_s_w, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                   &
275          mean_inflow_profiles, nrs, nrsws, nrswst, ptnudge, pt_slope_ref,     &
276          qnudge, qs, qsws, qswst, qswst_remote, qrs, qrsws, qrswst, rif,      &
277          saswsb, saswst, shf, tnudge, total_2d_a, total_2d_o, ts, tswst,      &
278          ug_vert, unudge, us, usws, uswst, vnudge, vg_vert, vsws, vswst,      &
279          wnudge, wsubs_vert, z0, z0h
280
281    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                 &
282          canopy_heat_flux, cdc, d, de_dx, de_dy, de_dz, diss, diss_l_e,       &
283          diss_l_nr, diss_l_pt, diss_l_q, diss_l_qr, diss_l_sa, diss_l_u,      &
284          diss_l_v, diss_l_w, flux_l_e, flux_l_nr, flux_l_pt, flux_l_q,        &
285          flux_l_qr, flux_l_sa, flux_l_u, flux_l_v, flux_l_w, kh, km, lad_s,   &
286          lad_u, lad_v, lad_w, lai, l_wall, p_loc, sec, sls, tend, tend_pt,    &
287          tend_nr, tend_q, tend_qr, tric, u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l,   &
288          v_m_n, v_m_r, v_m_s, w_m_l, w_m_n, w_m_r, w_m_s
289
290#if defined( __nopointer )
291    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
292          e, e_p, nr, nr_p, p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, ql_v,     &
293          ql_vp, qr, qr_p, rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m,     &
294          tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
295#else
296    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
297          e_1, e_2, e_3, p, prho_1, nr_1, nr_2, nr_3, pt_1, pt_2, pt_3, q_1,   &
298          q_2, q_3, qc_1, ql_v, ql_vp, ql_1, ql_2, qr_1, qr_2, qr_3, rho_1,    &
299          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
300
301    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                     &
302          e, e_p, nr, nr_p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, qr, qr_p,    &
303          rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m, tsa_m, tu_m, tv_m,   &
304          tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
305#endif
306
307    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall, tri
308
309    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: var_x, var_y, var_z, gamma_x,   &
310                                           gamma_y, gamma_z
311
312
313    SAVE
314
315 END MODULE arrays_3d
316
317
318
319
320 MODULE averaging
321
322!------------------------------------------------------------------------------!
323! Description:
324! ------------
325! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
326!------------------------------------------------------------------------------!
327    USE kinds
328
329    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,   &
330                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av, &
331                                          z0h_av
332
333    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
334          e_av, lpt_av, nr_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, pt_av, q_av, qc_av, &
335          ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av,&
336          u_av, v_av, vpt_av, w_av
337 
338 END MODULE averaging
339
340
341
342 MODULE cloud_parameters
343
344!------------------------------------------------------------------------------!
345! Description:
346! ------------
347! Definition of variables and constants for cloud physics
348!------------------------------------------------------------------------------!
349    USE kinds
350
351    LOGICAL ::  curvature_solution_effects = .FALSE., &
352                limiter_sedimentation = .TRUE., &
353                ventilation_effect = .FALSE.
354               
355
356    REAL(wp) ::  a_1 = 8.69E-4_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
357                 a_2 = -7.38E-5_wp,    & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
358                 a_3 = -1.40E-2_wp,    & !: coef. in turb. parametrization
359                 a_term = 9.65_wp,     & !: coef. for terminal velocity (m s-1)
360                 a_vent = 0.78_wp,     & !: coef. for ventilation effect
361                 b_1 = 11.45E-6_wp,    & !: coef. in turb. parametrization (m)
362                 b_2 = 9.68E-6_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (m)
363                 b_3 = 0.62_wp,        & !: coef. in turb. parametrization
364                 b_term = 9.8_wp,      & !: coef. for terminal velocity (m s-1)
365                 b_vent = 0.308_wp,    & !: coef. for ventilation effect
366                 beta_cc = 3.09E-4_wp, & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
367                 bfactor,           &
368                 c_1 = 4.82E-6_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (m)
369                 c_2 = 4.8E-6_wp,      & !: coef. in turb. parametrization (m)
370                 c_3 = 0.76_wp,        & !: coef. in turb. parametrization
371                 c_const = 0.93_wp,    & !: const. in Taylor-microscale Reynolds number
372                 c_evap = 0.7_wp,      & !: constant in evaporation
373                 c_sedimentation = 2.0_wp, & !: Courant number of sedimentation process
374                 c_term = 600.0_wp,    & !: coef. for terminal velocity (m-1)
375                 cof(6) = (/ 76.18009172947146_wp,      & !: coefficients in the
376                             -86.50532032941677_wp,     & !: numerical
377                             24.01409824083091_wp,      & !: calculation of the
378                             -1.231739572450155_wp,     & !: gamma function
379                             0.1208650973866179E-2_wp,  &
380                             -0.5395239384953E-5_wp /), &
381                cp = 1005.0_wp,       & !: heat capacity of dry air (J kg-1 K-1)
382                diff_coeff_l = 0.23E-4_wp, & !: diffusivity of water vapor (m2 s-1)
383                effective_coll_efficiency, & !:
384                eps_ros = 1.0E-4_wp,  & !: accuracy of Rosenbrock method
385                eps_sb = 1.0E-20_wp,  & !: threshold in two-moments scheme
386                k_cc = 9.44E09_wp,    & !: const. cloud-cloud kernel (m3 kg-2 s-1)
387                k_cr0 = 4.33_wp,      & !: const. cloud-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
388                k_rr = 7.12_wp,       & !: const. rain-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
389                k_br = 1000._wp,      & !: const. in breakup parametrization (m-1)
390                k_st = 1.2E8_wp,      & !: const. in drizzle parametrization (m-1 s-1)
391                kappa_rr = 60.7_wp,   & !: const. in collision kernel (kg-1/3)
392                kin_vis_air = 1.4086E-5_wp, & !: kin. viscosity of air (m2 s-1)
393                l_v = 2.5E+06_wp,     & !: latent heat of vaporization (J kg-1)
394                l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, & !: l_v / cp, l_v / r_d, l_v / r_v
395                mass_of_solute = 1.0E-17_wp, & !: soluted NaCl (kg)
396                molecular_weight_of_solute = 0.05844_wp, & !: mol. m. NaCl (kg mol-1)
397                molecular_weight_of_water = 0.01801528_wp, & !: mol. m. H2O (kg mol-1)
398                nc_const = 70.0E6_wp, & !: cloud droplet concentration
399                prec_time_const = 0.001_wp, & !: coef. in Kessler scheme
400                pirho_l, dpirho_l, & !: pi * rho_l / 6.0; 6.0 / ( pi * rho_l )
401                rho_l = 1.0E3_wp,     & !: density of water (kg m-3)
402                ql_crit = 0.0005_wp,  & !: coef. in Kessler scheme
403                r_d = 287.0_wp,       & !: sp. gas const. dry air (J kg-1 K-1)
404                r_v = 461.51_wp,      & !: sp. gas const. water vapor (J kg-1 K-1)
405                schmidt = 0.71_wp,    & !: Schmidt number
406                schmidt_p_1d3,        & !: schmidt**( 1.0 / 3.0 )
407                sigma_gc = 1.3_wp,    & !: log-normal geometric standard deviation
408                stp = 2.5066282746310005_wp, & !: parameter in gamma function
409                thermal_conductivity_l = 2.43E-2_wp, & !: therm. cond. air (J m-1 s-1 K-1)
410                vanthoff = 2.0_wp,    & !: van't Hoff factor for NaCl
411                x0 = 2.6E-10_wp,      & !: separating drop mass (kg)
412                xrmin = 2.6E-10_wp,   & !: minimum rain drop size (kg)
413                xrmax = 5.0E-6_wp,    & !: maximum rain drop site (kg)
414                dt_precipitation = 100.0_wp, & !: timestep precipitation (s)
415                w_precipitation = 9.65_wp      !: maximum terminal velocity (m s-1)
416
417    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  hyrho, pt_d_t, t_d_pt 
418
419    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  precipitation_amount, &
420                                                precipitation_rate
421!
422!-- 3D array of precipitation rate
423    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prr
424
425    SAVE
426
427 END MODULE cloud_parameters
428
429
430
431
432 MODULE constants
433
434!------------------------------------------------------------------------------!
435! Description:
436! ------------
437! Definition of general constants
438!------------------------------------------------------------------------------!
439    USE kinds
440
441    REAL(wp)  ::  pi = 3.141592654_wp
442    REAL(wp)  ::  adv_mom_1, adv_mom_3, adv_mom_5, adv_sca_1, adv_sca_3, adv_sca_5
443   
444
445    SAVE
446
447 END MODULE constants
448
449
450
451
452 MODULE control_parameters
453
454!------------------------------------------------------------------------------!
455! Description:
456! ------------
457! Definition of parameters for program control
458!------------------------------------------------------------------------------!
459    USE kinds
460
461    TYPE plot_precision
462       CHARACTER (LEN=8) ::  variable
463       INTEGER(iwp)      ::  precision
464    END TYPE plot_precision
465
466    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
467                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
468                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
469                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
470                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
471
472    TYPE file_status
473       LOGICAL ::  opened, opened_before
474    END TYPE file_status
475   
476    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
477
478    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
479                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
480
481    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
482    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
483    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
484    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
485    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
486    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
487    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
488    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
489                             loop_optimization = 'default', &
490                             momentum_advec = 'ws-scheme', &
491                             psolver = 'poisfft', &
492                             scalar_advec = 'ws-scheme'
493    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
494                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
495                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
496                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
497                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
498                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
499                             bc_sa_t = 'neumann', &
500                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
501                             canopy_mode = 'block', &
502                             cloud_scheme = 'seifert_beheng', &
503                             coupling_mode = 'uncoupled', &
504                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
505                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
506                             fft_method = 'system-specific', &
507                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
508                             random_generator = 'numerical-recipes', &
509                             reference_state = 'initial_profile', &
510                             return_addres, return_username, &
511                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'                             
512    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, output_format_netcdf, &
513                             topography = 'flat'
514    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
515    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
516    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ' 
517    CHARACTER (LEN=110)  ::  run_description_header
518    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
519
520    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
521                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
522    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
523         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
524
525    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
526    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
527    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
528
529    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
530    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
531
532    INTEGER(iwp) ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
533                     average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
534                     coupling_topology = 0, &
535                     dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
536                     disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
537                     dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
538                     dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
539                     do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
540                     dp_level_ind_b = 0, dvrp_filecount = 0, &
541                     dz_stretch_level_index, gamma_mg, gathered_size, &
542                     grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, &
543                     ibc_pt_b, ibc_pt_t, ibc_q_b, ibc_q_t, &
544                     ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, icloud_scheme, &
545                     inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
546                     intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
547                     io_group = 0, io_blocks = 1, iran = -1234567, &
548                     masks = 0, maximum_grid_level, &
549                     maximum_parallel_io_streams = -1, max_pr_user = 0, &
550                     mgcycles = 0, mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
551                     nlsf = 1000, ntnudge = 100, netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, &
552                     nr_timesteps_this_run = 0, &
553                     nsor = 20, nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
554                     nz_do3d = -9999, pch_index = 0, prt_time_count = 0, &
555                     recycling_plane, runnr = 0, &
556                     skip_do_avs = 0, subdomain_size, terminate_coupled = 0, &
557                     terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
558
559    INTEGER(iwp) ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
560                     do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
561                     do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
562                     do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
563                     domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
564                     lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
565                     mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
566                     mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
567                     pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
568                     q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
569                     sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
570                     section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
571                     section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
572                     ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
573                     vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
574                     subs_vertical_gradient_level_i(10) = -9999
575
576#if defined ( __check )
577    INTEGER(iwp) :: check_restart = 0
578#endif
579
580    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) :: ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
581
582    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
583
584    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
585    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
586                    mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
587
588    LOGICAL ::  bc_lr_cyc =.TRUE., bc_lr_dirrad = .FALSE., &
589                bc_lr_raddir = .FALSE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
590                bc_ns_dirrad = .FALSE., bc_ns_raddir = .FALSE.,&
591                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
592                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
593                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
594                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
595                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
596                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
597                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
598                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., & 
599                dissipation_control = .FALSE., disturbance_created = .FALSE., &
600                do2d_at_begin = .FALSE., do3d_at_begin = .FALSE., &
601                do_sum = .FALSE., &
602                dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
603                drizzle = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
604                dt_3d_reached, dt_3d_reached_l, exchange_mg = .FALSE., &
605                first_call_lpm = .TRUE., &
606                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
607                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
608                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
609                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
610                large_scale_forcing = .FALSE., &
611                large_scale_subsidence = .FALSE., lsf_surf = .TRUE., &
612                lsf_vert = .TRUE., lptnudge = .FALSE., lqnudge = .FALSE., &
613                lunudge = .FALSE., lvnudge = .FALSE., lwnudge = .FALSE., &
614                masking_method = .FALSE., mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
615                neutral = .FALSE., nudging = .FALSE., &
616                ocean = .FALSE., on_device = .FALSE., &
617                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
618                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
619                plant_canopy = .FALSE., prandtl_layer = .TRUE., &
620                precipitation = .FALSE., &
621                radiation = .FALSE., random_heatflux = .FALSE., &
622                run_control_header = .FALSE., run_coupled = .TRUE., &
623                scalar_rayleigh_damping = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
624                stop_dt = .FALSE., synchronous_exchange = .FALSE., &
625                terminate_run = .FALSE., transpose_compute_overlap = .FALSE., &
626                turbulence = .FALSE., turbulent_inflow = .FALSE., &
627                use_cmax = .TRUE., use_initial_profile_as_reference = .FALSE., &
628                use_prescribed_profile_data = .FALSE., &
629                use_single_reference_value = .FALSE., &
630                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
631                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
632                wall_adjustment = .TRUE., ws_scheme_sca = .FALSE., &
633                ws_scheme_mom = .FALSE.
634
635    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
636                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
637
638    REAL(wp) ::  advected_distance_x = 0.0_wp, advected_distance_y = 0.0_wp, &
639                 alpha_surface = 0.0_wp, atmos_ocean_sign = 1.0_wp, &
640                 averaging_interval = 0.0_wp, averaging_interval_pr = 9999999.9_wp, &
641                 averaging_interval_sp = 9999999.9_wp, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
642                 bottom_salinityflux = 0.0_wp, &
643                 building_height = 50.0_wp, building_length_x = 50.0_wp, &
644                 building_length_y = 50.0_wp, building_wall_left = 9999999.9_wp, &
645                 building_wall_south = 9999999.9_wp, canyon_height = 50.0_wp, &
646                 canyon_width_x = 9999999.9_wp, canyon_width_y = 9999999.9_wp, &
647                 canyon_wall_left = 9999999.9_wp, canyon_wall_south = 9999999.9_wp, &
648                 cthf = 0.0_wp, cfl_factor = -1.0_wp, cos_alpha_surface, &
649                 coupling_start_time = 0.0_wp, disturbance_amplitude = 0.25_wp, &
650                 disturbance_energy_limit = 0.01_wp, &
651                 disturbance_level_b = -9999999.9_wp, &
652                 disturbance_level_t = -9999999.9_wp, &
653                 dp_level_b = 0.0_wp, drag_coefficient = 0.0_wp, &
654                 dt = -1.0_wp, dt_averaging_input = 0.0_wp, &
655                 dt_averaging_input_pr = 9999999.9_wp, dt_coupling = 9999999.9_wp, &
656                 dt_data_output = 9999999.9_wp, &
657                 dt_data_output_av = 9999999.9_wp, dt_disturb = 9999999.9_wp, &
658                 dt_dopr = 9999999.9_wp, dt_dopr_listing = 9999999.9_wp, &
659                 dt_dopts = 9999999.9_wp, dt_dosp = 9999999.9_wp, dt_dots = 9999999.9_wp, &
660                 dt_do2d_xy = 9999999.9_wp, dt_do2d_xz = 9999999.9_wp, &
661                 dt_do2d_yz = 9999999.9_wp, dt_do3d = 9999999.9_wp, dt_dvrp = 9999999.9_wp, &
662                 dt_max = 20.0_wp, dt_micro = -1.0_wp, dt_restart = 9999999.9_wp, &
663                 dt_run_control = 60.0_wp, dt_3d = -1.0_wp, dz = -1.0_wp, &
664                 dz_max = 9999999.9_wp, dz_stretch_factor = 1.08_wp, &
665                 dz_stretch_level = 100000.0_wp, e_init = 0.0_wp, e_min = 0.0_wp, &
666                 end_time = 0.0_wp, &
667                 f = 0.0_wp, fs = 0.0_wp, g = 9.81_wp, inflow_damping_height = 9999999.9_wp, &
668                 inflow_damping_width = 9999999.9_wp, kappa = 0.4_wp, km_constant = -1.0_wp,&
669                 lad_surface = 0.0_wp, leaf_surface_concentration = 0.0_wp, &
670                 mask_scale_x = 1.0_wp, mask_scale_y = 1.0_wp, mask_scale_z = 1.0_wp, &
671                 maximum_cpu_time_allowed = 0.0_wp,  &
672                 molecular_viscosity = 1.461E-5_wp, &
673                 old_dt = 1.0E-10_wp, omega = 7.29212E-5_wp, omega_sor = 1.8_wp, &
674                 particle_maximum_age = 9999999.9_wp, &
675                 phi = 55.0_wp, prandtl_number = 1.0_wp, &
676                 precipitation_amount_interval = 9999999.9_wp, prho_reference, &
677                 pt_damping_factor = 0.0_wp, pt_damping_width = 0.0_wp, &
678                 pt_reference = 9999999.9_wp, pt_slope_offset = 0.0_wp, &
679                 pt_surface = 300.0_wp, pt_surface_initial_change = 0.0_wp, &
680                 q_surface = 0.0_wp, q_surface_initial_change = 0.0_wp, &
681                 rayleigh_damping_factor = -1.0_wp, rayleigh_damping_height = -1.0_wp, &
682                 recycling_width = 9999999.9_wp, residual_limit = 1.0E-4_wp, &
683                 restart_time = 9999999.9_wp, rho_reference, rho_surface, &
684                 rif_max = 1.0_wp, rif_min = -5.0_wp, roughness_length = 0.1_wp, &
685                 sa_surface = 35.0_wp, scalar_exchange_coefficient = 0.0_wp, &
686                 simulated_time = 0.0_wp, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
687                 skip_time_data_output = 0.0_wp, skip_time_data_output_av = 9999999.9_wp,&
688                 skip_time_dopr = 9999999.9_wp, skip_time_dosp = 9999999.9_wp, &
689                 skip_time_do2d_xy = 9999999.9_wp, skip_time_do2d_xz = 9999999.9_wp, &
690                 skip_time_do2d_yz = 9999999.9_wp, skip_time_do3d = 9999999.9_wp, &
691                 surface_heatflux = 9999999.9_wp, surface_pressure = 1013.25_wp, &
692                 surface_scalarflux = 9999999.9_wp, surface_waterflux = 9999999.9_wp, &
693                 s_surface = 0.0_wp, s_surface_initial_change = 0.0_wp, &
694                 termination_time_needed = -1.0_wp, time_coupling = 0.0_wp, &
695                 time_disturb = 0.0_wp, time_dopr = 0.0_wp, time_dopr_av = 0.0_wp, &
696                 time_dopr_listing = 0.0_wp, time_dopts = 0.0_wp, time_dosp = 0.0_wp, &
697                 time_dosp_av = 0.0_wp, time_dots = 0.0_wp, time_do2d_xy = 0.0_wp, &
698                 time_do2d_xz = 0.0_wp, time_do2d_yz = 0.0_wp, time_do3d = 0.0_wp, &
699                 time_do_av = 0.0_wp, time_do_sla = 0.0_wp, time_dvrp = 0.0_wp, &
700                 time_restart = 9999999.9_wp, time_run_control = 0.0_wp,&
701                 time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9_wp, &
702                 top_momentumflux_u = 9999999.9_wp, &
703                 top_momentumflux_v = 9999999.9_wp, top_salinityflux = 9999999.9_wp, &
704                 ug_surface = 0.0_wp, u_bulk = 0.0_wp, u_gtrans = 0.0_wp, &
705                 vg_surface = 0.0_wp, vpt_reference = 9999999.9_wp, &
706                 v_bulk = 0.0_wp, v_gtrans = 0.0_wp, wall_adjustment_factor = 1.8_wp, &
707                 z_max_do2d = -1.0_wp, z0h_factor = 1.0_wp
708
709    REAL(wp) ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0_wp, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0_wp, &
710                 do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0_wp, dpdxy(1:2) = 0.0_wp, &
711                 dt_domask(max_masks) = 9999999.9_wp, lad_vertical_gradient(10) = 0.0_wp,&
712                 lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
713                 mask_scale(3), &
714                 pt_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
715                 pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
716                 q_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
717                 q_vertical_gradient_level(10) = -1.0_wp, &
718                 s_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
719                 s_vertical_gradient_level(10) = -1.0_wp, &
720                 sa_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
721                 sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
722                 skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9_wp, threshold(20) = 0.0_wp, &
723                 time_domask(max_masks) = 0.0_wp, &
724                 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 /), &
725                 u_profile(100) = 9999999.9_wp, uv_heights(100) = 9999999.9_wp, &
726                 v_profile(100) = 9999999.9_wp, &
727                 ug_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
728                 ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
729                 vg_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
730                 vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
731                 volume_flow(1:2) = 0.0_wp, volume_flow_area(1:2) = 0.0_wp, &
732                 volume_flow_initial(1:2) = 0.0_wp, wall_heatflux(0:4) = 0.0_wp, &
733                 wall_humidityflux(0:4) = 0.0_wp, wall_nrflux(0:4) = 0.0_wp, &
734                 wall_qflux(0:4) = 0.0_wp, wall_qrflux(0:4) = 0.0_wp, &
735                 wall_salinityflux(0:4) = 0.0_wp, wall_scalarflux(0:4) = 0.0_wp, &
736                 subs_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
737                 subs_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp
738
739    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
740
741    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
742            mask_x = -1.0_wp, mask_y = -1.0_wp, mask_z = -1.0_wp
743    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
744            mask_x_loop = -1.0_wp, mask_y_loop = -1.0_wp, mask_z_loop = -1.0_wp
745   
746!
747!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
748       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
749
750    SAVE
751
752 END MODULE control_parameters
753
754
755
756 MODULE dvrp_variables
757
758!------------------------------------------------------------------------------!
759! Description:
760! ------------
761! Definition of variables used with dvrp-software
762!------------------------------------------------------------------------------!
763
764     USE kinds
765
766    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
767                           particle_dvrpsize = 'none'
768
769    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
770                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
771
772    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
773                           dvrp_file      = 'default',                    &
774                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
775                           dvrp_password  = '********',                   &
776                           dvrp_username  = ' '
777
778    INTEGER(iwp) ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
779                     dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
780                     nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
781                     nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
782                     pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
783                     pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
784                     vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
785                     vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
786
787    INTEGER(iwp), DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
788
789    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
790                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
791                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
792
793    REAL(wp)    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9_wp, clip_dvrp_n = 9999999.9_wp, &
794                    clip_dvrp_r = 9999999.9_wp, clip_dvrp_s = 9999999.9_wp, &
795                    superelevation = 1.0_wp, superelevation_x = 1.0_wp,     &
796                    superelevation_y = 1.0_wp, vc_alpha = 38.0_wp
797
798    REAL(wp), DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0_wp, 1.0_wp /), &
799                               dvrpsize_interval = (/ 0.0_wp, 1.0_wp /)
800
801    REAL(wp), DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0_wp, 0.6_wp, 0.0_wp /), &
802                               topography_color = (/ 0.8_wp, 0.7_wp, 0.6_wp /)
803
804#if defined( __decalpha )
805    REAL(wp), DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/      &
806                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
807                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
808                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp /), (/ 2, 10 /) )
809
810    REAL(wp), DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                 &
811                                   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, &
812                                   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, &
813                                   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, &
814                                   0.1_wp, 0.4_wp, 0.1_wp /), (/ 3, 10 /) )
815
816    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
817                                   RESHAPE( (/ 270.0_sp, 225.0_sp, 225.0_sp, 180.0_sp,      &
818                                                70.0_sp,  25.0_sp,  25.0_sp, -25.0_sp,      &
819                                               ( 0.0_sp, i9 = 1, 192 ) /),         &
820                                            (/ 2, 100 /) ),                     &
821                                   interval_l_dvrp = 0.5_sp, interval_s_dvrp = 1.0_sp,&
822                                   interval_a_dvrp = 0.0_sp,                       &
823                                   interval_values_dvrp_prt,                    &
824                                   interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
825                                   (/ 270.0_sp, 225.0_sp, 225.0_sp, 180.0_sp, 70.0_sp, 25.0_sp,   &
826                                      25.0_sp, -25.0_sp, ( 0.0_sp, i9 = 1, 192 ) /),     &
827                                                   (/ 2, 100 /) ),              &
828                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5_sp,                   &
829                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0_sp,                   &
830                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0_sp
831#else
832    REAL(wp), DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
833
834    REAL(wp), DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
835
836    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
837                                   interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
838                                   interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5_sp, &
839                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5_sp, interval_s_dvrp = 1.0_sp, &
840                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0_sp, interval_a_dvrp = 0.0_sp, &
841                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0_sp
842
843    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
844                                     -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
845                                     -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
846                                     -1.0_wp, 1.0_wp /
847
848    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, &
849                             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, &
850                             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, &
851                             0.1_wp, 0.4_wp, 0.1_wp /
852
853    DATA  interval_h_dvrp / 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
856    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0_wp, 225.0_wp, 225.0_wp, 180.0_wp, 70.0_wp, 25.0_wp, &
857                                25.0_wp, -25.0_wp, 192 * 0.0_wp /
858#endif
859
860    REAL(sp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
861
862    TYPE steering
863       CHARACTER (LEN=24) ::  name
864       REAL(sp)           ::  min, max
865       INTEGER(iwp)       ::  imin, imax
866    END TYPE steering
867
868    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
869
870    SAVE
871
872 END MODULE dvrp_variables
873
874
875
876
877 MODULE grid_variables
878
879!------------------------------------------------------------------------------!
880! Description:
881! ------------
882! Definition of grid spacings
883!------------------------------------------------------------------------------!
884
885    USE kinds
886
887    REAL(wp) ::  ddx, ddx2, dx = 1.0_wp, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0_wp, dy2
888
889    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
890
891    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
892                                              fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
893                                              wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
894                                              zu_s_inner, zw_w_inner
895
896    SAVE
897
898 END MODULE grid_variables
899
900
901
902
903 MODULE indices
904
905!------------------------------------------------------------------------------!
906! Description:
907! ------------
908! Definition of array bounds, number of gridpoints, and wall flag arrays
909!------------------------------------------------------------------------------!
910
911    USE kinds
912
913    INTEGER(iwp) ::  i_left, i_right, j_north, j_south, nbgp = 3, ngp_sums, nnx,    &
914                     nx = 0, nx_a, nx_o, nxl, nxlg, nxlu, nxr, nxrg, nx_on_file,    &
915                     nny, ny = 0, ny_a, ny_o, nyn, nyng, nys, nysg, nysv,           &
916                     ny_on_file, nnz, nz = 0, nzb, nzb_diff, nzb_max, nzt, nzt_diff
917
918
919    INTEGER(idp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
920                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
921
922    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                  &
923                   ngp_2dh, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
924
925
926    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE :: ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner,  &
927                   mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner, nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u,    &
928                   nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer, nzb_s_inner, nzb_s_outer,    &
929                   nzb_u_inner, nzb_u_outer, nzb_v_inner, nzb_v_outer,            &
930                   nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
931
932    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
933
934    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  wall_flags_0, wall_flags_00
935
936    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE,  TARGET ::                       &
937                   wall_flags_1, wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4,        &
938                   wall_flags_5, wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8,        &
939                   wall_flags_9, wall_flags_10
940
941    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  rflags_s_inner, rflags_invers
942
943    SAVE
944
945 END MODULE indices
946
947
948
949
950 MODULE interfaces
951
952!------------------------------------------------------------------------------!
953! Description:
954! ------------
955! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
956!------------------------------------------------------------------------------!
957
958    INTERFACE
959
960       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, offset, &
961                                   wert, wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
962
963          USE kinds
964
965          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)      ::  mode
966          INTEGER(iwp), INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
967          INTEGER(iwp)                       ::  wert_ijk(3)
968          INTEGER(iwp), OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
969          REAL(wp)                           ::  offset, wert
970          REAL(wp), OPTIONAL                 ::  wert1
971          REAL(wp), INTENT(IN)               ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
972
973       END SUBROUTINE global_min_max
974
975    END INTERFACE
976
977    SAVE
978
979 END MODULE interfaces
980
981
982
983 MODULE pointer_interfaces
984
985!------------------------------------------------------------------------------!
986! Description:
987! ------------
988! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
989! prognostic_equations
990!------------------------------------------------------------------------------!
991
992    INTERFACE
993
994       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
995
996          USE kinds
997
998          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
999#if defined( __nopointer )
1000          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:) ::  sk
1001#else
1002          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
1003#endif
1004       END SUBROUTINE advec_s_bc
1005
1006    END INTERFACE
1007
1008
1009    SAVE
1010
1011 END MODULE pointer_interfaces
1012
1013
1014
1015
1016 MODULE model_1d
1017
1018!------------------------------------------------------------------------------!
1019! Description:
1020! ------------
1021! Definition of variables for the 1D-model
1022!------------------------------------------------------------------------------!
1023
1024    USE kinds
1025
1026    INTEGER(iwp) ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d
1027
1028    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
1029
1030    REAL(wp) ::     damp_level_1d = -1.0_wp, dt_1d = 60.0_wp, dt_max_1d = 300.0_wp, &
1031                    dt_pr_1d = 9999999.9_wp, dt_run_control_1d = 60.0_wp, &
1032                    end_time_1d = 864000.0_wp, old_dt_1d = 1.0E-10_wp, &
1033                    qs1d, simulated_time_1d = 0.0_wp, time_pr_1d = 0.0_wp, &
1034                    time_run_control_1d = 0.0_wp, ts1d, us1d, usws1d, &
1035                    vsws1d, z01d, z0h1d
1036
1037
1038    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_p, kh1d, km1d, l_black, l1d,  &
1039                                            rif1d, te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, &
1040                                            te_vm, u1d, u1d_p, v1d, v1d_p
1041
1042    SAVE
1043
1044 END MODULE model_1d
1045
1046
1047
1048
1049 MODULE netcdf_control
1050
1051!------------------------------------------------------------------------------!
1052! Description:
1053! ------------
1054! Definition of parameters and variables for netcdf control.
1055!------------------------------------------------------------------------------!
1056
1057    USE control_parameters, ONLY: max_masks
1058    USE kinds
1059#if defined( __netcdf )
1060    USE netcdf
1061#endif
1062
1063    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 29, dots_max = 100
1064
1065    INTEGER(iwp) ::  dots_num = 23
1066
1067    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
1068         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
1069            'z_i   ' /)
1070
1071    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
1072         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
1073            'z_i   ' /)
1074
1075    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
1076          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
1077             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
1078             'w_up   ', 'w_down ', 'radius ', 'r_min  ', 'r_max  ', 'npt_max', &
1079             'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', 'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', &
1080             'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', 'w"2    ', 'npt*2  ' /)
1081
1082    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
1083          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
1084             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
1085             'm/s    ', 'm/s    ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'number ', &
1086             'number ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
1087             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'number2' /)
1088
1089    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
1090          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
1091             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
1092             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
1093             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ', 'q*     ',            &
1094             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1095
1096    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
1097          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
1098             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
1099             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
1100             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ', 'kg/kg  ',            &
1101             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1102
1103    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
1104
1105    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
1106
1107    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
1108          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
1109             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
1110             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
1111             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
1112             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
1113             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
1114             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
1115             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1116             'not_used        ' /)
1117
1118    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
1119          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
1120             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1121             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
1122             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1123             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
1124             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
1125             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
1126             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1127             'not_used        ' /)
1128
1129    INTEGER(iwp) ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
1130                     id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
1131                     id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
1132                     id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
1133                     id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
1134                     id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
1135                     id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
1136
1137    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
1138                    id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
1139                    id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
1140                    id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
1141                    id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
1142                    id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
1143                    id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
1144                    id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
1145                    id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
1146                    id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
1147                    id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
1148                    id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
1149                    id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
1150                    id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
1151                    id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
1152                    id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
1153                    id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
1154                    id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
1155
1156    INTEGER(iwp), DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
1157    INTEGER(iwp), DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
1158    INTEGER(iwp), DIMENSION(11)  ::  nc_precision
1159    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1160
1161    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1162    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1163    INTEGER(iwp), DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1164                                               id_var_z_pr
1165    INTEGER(iwp), DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1166
1167!
1168!-- masked output
1169    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1170
1171    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1172
1173    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1174                   id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1175                   id_dim_zw_mask, &
1176                   id_set_mask, &
1177                   id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1178                   id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1179                   id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1180
1181    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1182
1183    SAVE
1184
1185 END MODULE netcdf_control
1186
1187
1188
1189 MODULE particle_attributes
1190
1191!------------------------------------------------------------------------------!
1192! Description:
1193! ------------
1194! Definition of variables used to compute particle transport
1195!------------------------------------------------------------------------------!
1196
1197    USE kinds
1198
1199    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
1200                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb', &
1201                            collision_kernel = 'none'
1202
1203    INTEGER(iwp) ::  deleted_particles = 0, deleted_tails = 0,                      &
1204                     dissipation_classes = 10, ibc_par_lr,                          &
1205                     ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t, iran_part = -1234567,        &
1206                     maximum_number_of_particles = 1000,                            &
1207                     maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
1208                     maximum_number_of_tails = 0,                                   &
1209                     mpi_particle_type,                                             &
1210                     number_of_sublayers = 20,                                      &
1211                     number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
1212                     number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
1213                     number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
1214                     offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
1215                     particle_file_count = 0, radius_classes = 20,                  &
1216                     skip_particles_for_tail = 100, sort_count = 0,                 &
1217                     total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0,          &
1218                     trlp_count_sum, trlp_count_recv_sum, trrp_count_sum,           &
1219                     trrp_count_recv_sum, trsp_count_sum, trsp_count_recv_sum,      &
1220                     trnp_count_sum, trnp_count_recv_sum
1221
1222    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
1223
1224    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
1225    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
1226
1227    LOGICAL ::  hall_kernel = .FALSE., palm_kernel = .FALSE.,                  &
1228                particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
1229                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
1230                uniform_particles = .TRUE., use_kernel_tables = .FALSE.,       &
1231                use_particle_tails = .FALSE., use_sgs_for_particles = .FALSE., &
1232                wang_kernel = .FALSE., write_particle_statistics = .FALSE.
1233
1234    LOGICAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::                       &
1235                vertical_particle_advection = .TRUE.
1236
1237    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
1238
1239    REAL(wp)    ::  c_0 = 3.0_wp, dt_min_part = 0.0002_wp, dt_prel = 9999999.9_wp,          &
1240                    dt_sort_particles = 0.0_wp, dt_write_particle_data = 9999999.9_wp,   &
1241                    dvrp_psize = 9999999.9_wp, end_time_prel = 9999999.9_wp,             &
1242                    initial_weighting_factor = 1.0_wp,                                &
1243                    maximum_tailpoint_age = 100000.0_wp,                              &
1244                    minimum_tailpoint_distance = 0.0_wp,                              &
1245                    particle_advection_start = 0.0_wp, sgs_wfu_part = 0.3333333_wp,      &
1246                    sgs_wfv_part = 0.3333333_wp, sgs_wfw_part = 0.3333333_wp,            &
1247                    time_prel = 0.0_wp, time_sort_particles = 0.0_wp,                    &
1248                    time_write_particle_data = 0.0_wp, z0_av_global
1249
1250    REAL(wp), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
1251                    density_ratio = 9999999.9_wp, pdx = 9999999.9_wp, pdy = 9999999.9_wp, &
1252                    pdz = 9999999.9_wp, psb = 9999999.9_wp, psl = 9999999.9_wp,           &
1253                    psn = 9999999.9_wp, psr = 9999999.9_wp, pss = 9999999.9_wp,           &
1254                    pst = 9999999.9_wp, radius = 9999999.9_wp
1255
1256    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  log_z_z0
1257
1258    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
1259
1260
1261    TYPE particle_type
1262       SEQUENCE
1263       REAL(wp)    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
1264                       origin_z, radius, rvar1, rvar2, rvar3, speed_x, speed_y, &
1265                       speed_z, weight_factor, x, y, z
1266       INTEGER(iwp) ::  class, group, tailpoints, tail_id
1267    END TYPE particle_type
1268
1269    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles
1270    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE, TARGET ::  part_1, part_2
1271    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), POINTER  ::  particles
1272
1273    TYPE particle_groups_type
1274       SEQUENCE
1275       REAL(wp)    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
1276    END TYPE particle_groups_type
1277
1278    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
1279                   particle_groups
1280
1281    SAVE
1282
1283 END MODULE particle_attributes
1284
1285
1286
1287
1288
1289 MODULE pegrid
1290
1291!------------------------------------------------------------------------------!
1292! Description:
1293! ------------
1294! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1295! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1296! MPI-calls.
1297!------------------------------------------------------------------------------!
1298
1299    USE kinds
1300
1301#if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
1302#if defined( __lc )
1303    USE MPI
1304#else
1305    INCLUDE "mpif.h"
1306#endif
1307#endif
1308    CHARACTER(LEN=2) ::  send_receive = 'al'
1309    CHARACTER(LEN=5) ::  myid_char = ''
1310    INTEGER(iwp)          ::  acc_rank, comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter,       &
1311                              comm_palm, id_inflow = 0, id_recycling = 0, ierr,     &
1312                              myid = 0, myidx = 0, myidy = 0, ndim = 2, ngp_a,      &
1313                              ngp_o, ngp_xy, ngp_y, npex = -1, npey = -1,           &
1314                              numprocs = 1, numprocs_previous_run = -1,             &
1315                              num_acc_per_node = 0, pleft, pnorth, pright, psouth,  &
1316                              req_count = 0, sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz,    &
1317                              sendrecvcount_zx, sendrecvcount_zyd,                  &
1318                              sendrecvcount_yxd, target_id, tasks_per_node = -9999, &
1319                              threads_per_task = 1, type_x, type_x_int, type_xy,    &
1320                              type_y, type_y_int
1321
1322    INTEGER(iwp)          ::  pdims(2) = 1, req(100)
1323
1324    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1325                                                  hor_index_bounds_previous_run
1326
1327    LOGICAL ::  background_communication =.FALSE., collective_wait = .FALSE., &
1328                sendrecv_in_background = .FALSE.
1329
1330#if defined( __parallel )
1331#if defined( __mpi2 )
1332    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1333#endif
1334
1335    INTEGER(iwp) ::  ibuf(12), pcoord(2)
1336
1337#if ! defined ( __check )
1338    INTEGER(iwp) ::  status(MPI_STATUS_SIZE)
1339    INTEGER(iwp), DIMENSION(MPI_STATUS_SIZE,100) ::  wait_stat
1340#endif
1341
1342
1343    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz, type_yz
1344
1345    LOGICAL ::  left_border_pe  = .FALSE., north_border_pe = .FALSE., &
1346                reorder = .TRUE., right_border_pe = .FALSE.,          &
1347                south_border_pe = .FALSE.
1348
1349    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1350                              remain_dims
1351#endif
1352
1353    SAVE
1354
1355 END MODULE pegrid
1356
1357
1358
1359
1360 MODULE profil_parameter
1361
1362!------------------------------------------------------------------------------!
1363! Description:
1364! ------------
1365! Definition of variables which control PROFIL-output
1366!------------------------------------------------------------------------------!
1367
1368    USE kinds
1369
1370    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  crmax = 100
1371
1372    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1373                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1374                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1375                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1376                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1377                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1378                              ' L                  ',                         &
1379                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1380
1381    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1382                           (/ ' u v                           ', &
1383                              ' pt                            ', &
1384                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1385                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1386                              ' km kh                         ', &
1387                              ' l                             ', &
1388                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1389
1390    INTEGER(iwp) ::  profile_columns = 2, profile_rows = 3, profile_number = 0
1391
1392    INTEGER(iwp) ::  cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1393                     cross_ts_number_count(crmax) = 0, &
1394                     dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1395                     dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0
1396               
1397
1398    REAL(wp) ::  cross_ts_uymax(20) = &
1399                             (/ 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1400                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1401                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1402                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp /),&
1403                 cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999_wp, &
1404                 cross_ts_uymin(20) = &
1405                             (/ 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,  -5.000_wp, 999.999_wp,   &
1406                                999.999_wp,   0.000_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1407                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1408                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp /),&
1409                 cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999_wp
1410
1411    SAVE
1412
1413 END MODULE profil_parameter
1414
1415
1416
1417
1418 MODULE spectrum
1419
1420!------------------------------------------------------------------------------!
1421! Description:
1422! ------------
1423! Definition of quantities used for computing spectra
1424!------------------------------------------------------------------------------!
1425
1426    USE kinds
1427
1428    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1429                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1430    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1431    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1432    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1433                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1434                                              '-power spectrum of v     ', &
1435                                              '-power spectrum of w     ', &
1436                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1437                                              '-power spectrum of q     ' /)
1438    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1439                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1440                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1441                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1442                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1443                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1444
1445    INTEGER(iwp) ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1446
1447    INTEGER(iwp) ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1448                     lstyles(100) = (/ 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                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1456                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1457                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1458                     plot_spectra_level(100) = 999999
1459
1460    REAL(wp)    ::  time_to_start_sp = 0.0_wp
1461
1462    SAVE
1463
1464 END MODULE spectrum
1465
1466
1467
1468
1469 MODULE statistics
1470
1471!------------------------------------------------------------------------------!
1472! Description:
1473! ------------
1474! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1475!------------------------------------------------------------------------------!
1476
1477    USE kinds
1478
1479    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1480    INTEGER(iwp) ::  pr_palm = 90, statistic_regions = 0
1481    INTEGER(iwp) ::  u_max_ijk(3) = -1, v_max_ijk(3) = -1, w_max_ijk(3) = -1
1482    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1483    REAL(wp) ::     u_max, v_max, w_max
1484    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l,   &
1485                                                  weight_substep, weight_pres
1486    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value, &
1487                                                  sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, &
1488                                                  sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,   &
1489                                                  sums_ws2_ws_l,                  &
1490                                                  sums_wsnrs_ws_l,                &
1491                                                  sums_wspts_ws_l,                &
1492                                                  sums_wssas_ws_l,                &
1493                                                  sums_wsqs_ws_l,                 &
1494                                                  sums_wsqrs_ws_l
1495                                             
1496    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1497                                                  spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1498                                                  sums_up_fraction_l
1499    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1500
1501    SAVE
1502
1503 END MODULE statistics
1504
1505
1506
1507
1508 MODULE transpose_indices
1509
1510!------------------------------------------------------------------------------!
1511! Description:
1512! ------------
1513! Definition of indices for transposed arrays
1514!------------------------------------------------------------------------------!
1515
1516    USE kinds
1517
1518    INTEGER(iwp) ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z,      &
1519                     nys_x, nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_y, nzt_yd
1520               
1521
1522    SAVE
1523
1524 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.