source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 1366

Last change on this file since 1366 was 1366, checked in by boeske, 8 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 66.2 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 1366 2014-04-22 15:06:33Z boeske $
27!
28! 1365 2014-04-22 15:03:56Z boeske
29! Usage of large scale forcing enabled:
30! increase pr_palm from 90 to 100 to allow for more standard profiles
31! + ngp_sums_ls, pt_lsa, pt_subs, q_lsa, q_subs, tmp_tnudge, sums_ls_l,
32! use_subsidence_tendencies
33!
34! 1361 2014-04-16 15:17:48Z hoffmann
35! tend_* removed
36! call_microphysics_at_all_substeps added
37! default of drizzle set to true
38!
39! 1359 2014-04-11 17:15:14Z hoffmann
40! particle_attributes moved to mod_particle_attributes.f90
41!
42! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
43! REAL constants provided with KIND-attribute
44!
45! 1327 2014-03-21 11:00:16Z raasch
46! REAL constants defined as wp-kind
47! -avs_output, data_output_format, do3d_compress, iso2d_output, netcdf_output
48!
49! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
50! ONLY-attribute added to USE-statements,
51! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
52! kinds are defined in new module kinds,
53! old module precision_kind is removed,
54! revision history before 2012 removed,
55! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
56! all variable declaration statements
57!
58! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
59! module cpulog moved to new separate module-file
60! interface for cpu_log removed
61!
62! 1314 2014-03-14 18:25:17Z suehring
63! + log_z_z0, number_of_sublayers, z0_av_global
64! 1308 2014-03-13 14:58:42Z fricke
65! +ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
66!
67! 1257 2013-11-08 15:18:40Z raasch
68! set default values for grid indices of maximum velocity components
69! u|v|w_max_ijk
70!
71! 1241 2013-10-30 11:36:58Z heinze
72! Usage of nudging enabled
73! +nudging, ntnudge, ptnudge, qnudge, tnudge, unudge, vnudge, wnudge
74! increase pr_palm from 80 to 90 to allow for more standard profiles
75!
76! Enable prescribed time depenend surface fluxes and geostrophic wind read in
77! from external file LSF_DATA
78! +large_scale_forcing, lsf_surf, lsf_vert, nlsf, time_surf, shf_surf, qsws_surf,
79!  pt_surf, q_surf, p_surf, time_vert, ug_vert, vg_vert, wsubs_vert
80!
81! 1221 2013-09-10 08:59:13Z raasch
82! wall_flags_0 changed to 32bit int, +wall_flags_00,
83! +rflags_s_inner, rflags_invers
84!
85! 1216 2013-08-26 09:31:42Z raasch
86! +transpose_compute_overlap,
87! several variables are now defined in the serial (non-parallel) case also
88!
89! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
90! +tri
91!
92! 1179 2013-06-14 05:57:58Z raasch
93! +reference_state, ref_state, use_initial_profile_as_reference, vpt_reference,
94! use_reference renamed use_single_reference_value
95!
96! 1159 2013-05-21 11:58:22Z fricke
97! -bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
98! +use_cmax
99!
100! 1128 2013-04-12 06:19:32Z raasch
101! +background_communication, i_left, i_right, j_north, j_south, req, req_count,
102! send_receive, sendrecv_in_background, wait_stat
103!
104! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
105! unused variables removed
106!
107! 1113 2013-03-10 02:48:14Z raasch
108! +on_device
109!
110! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
111! +tric, nr_timesteps_this_run
112!
113! 1106 2013-03-04 05:31:38Z raasch
114! array_kind renamed precision_kind, pdims defined in serial code
115! bugfix: default value assigned to coupling_start_time
116!
117! 1095 2013-02-03 02:21:01Z raasch
118! FORTRAN error in r1092 removed
119!
120! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
121! character length in some derived type changed for better alignment
122!
123! 1065 2012-11-22 17:42:36Z hoffmann
124! + c_sedimentation, limiter_sedimentation, turbulence, a_1, a_2, a_3, b_1, b_2,
125! + b_3, c_1, c_2, c_3, beta_cc
126!
127! bottom boundary condition of qr, nr changed from Dirichlet to Neumann
128!
129! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
130! necessary expansions according to the two new prognostic equations (nr, qr)
131! of the two-moment cloud physics scheme:
132! +*_init, flux_l_*, diss_l_*, flux_s_*, diss_s_*, *sws, *swst, tend_*, *, *_p
133! +t*_m, *_1, *_2, *_3, *_av, bc_*_b, bc_*_t, ibc_*_b, ibc_*_t, bc_*_t_val,
134! +*_vertical_gradient, *_surface_initial_change, *_vertical_gradient_level,
135! +*_vertical_gradient_level_ind, *_surface, constant_waterflux_*, 
136! +cloud_scheme, icloud_scheme, surface_waterflux_*, sums_ws*s_ws_l, wall_*flux
137!
138! constants for the two-moment scheme:
139! +a_vent, a_term, b_vent, b_term, c_evap, c_term, cof, eps_sb, k_cc, k_cr, k_rr,
140! +k_br, kappa_rr, kin_vis_air, mu_constant_value, nc, pirho_l, dpirho_l, rho_1,
141! +schmidt, schmidt_p_1d3, stp, x0, xmin, xmax, dt_precipitation, w_precipitation
142!
143! steering parameters for the two_moment scheme:
144! +mu_constant, ventilation_effect
145!
146! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
147! code put under GPL (PALM 3.9)
148!
149! 1031 2012-10-19 14:35:30Z raasch
150! +output_format_netcdf
151!
152! 1015 2012-09-27 09:23:24Z raasch
153! +acc_rank, num_acc_per_node,
154! -adjust_mixing_length
155!
156! 1010 2012-09-20 07:59:54Z raasch
157! pointer free version can be generated with cpp switch __nopointer
158!
159! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
160! -grid_matching, nxa, nya, etc., nnx_pe, nny_pe, spl_*
161!
162! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
163! -asselin_filter_factor, cut_spline_overshoot, dt_changed, last_dt_change,
164! last_dt_change_1d, long_filter_factor, overshoot_limit_*, ups_limit_*
165! several pointer/target arrays converted to normal ones
166!
167! 996 2012-09-07 10:41:47Z raasch
168! -use_prior_plot1d_parameters
169!
170! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
171! +c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l,
172! +bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
173! -km_damp_x, km_damp_y, km_damp_max, outflow_damping_width
174! +z0h, z0h_av, z0h_factor, z0h1d
175! +ptdf_x, ptdf_y, pt_damping_width, pt_damping_factor
176!
177! 964 2012-07-26 09:14:24Z raasch
178! -cross_linecolors, cross_linestyles, cross_normalized_x, cross_normx_factor,
179! cross_normalized_y, cross_normy_factor, cross_pnc_local,
180! cross_profile_numbers, cross_profile_number_counter, cross_uxmax,
181! cross_uxmax_computed, cross_uxmax_normalized,
182! cross_uxmax_normalized_computed, cross_uxmin, cross_uxmin_computed,
183! cross_uxmin_normalized, cross_uxmin_normalized_computed, cross_uymax,
184! cross_uymin, cross_xtext, dopr_crossindex, dopr_label, linecolors, linestyles,
185! nz_do1d, profil_output, z_max_do1d, z_max_do1d_normalized
186!
187! 951 2012-07-19 14:22:52Z hoffmann
188! changing profile_columns and profile_rows
189!
190! 940 2012-07-09 14:31:00Z raasch
191! +neutral
192!
193! 927 2012-06-06 19:15:04Z raasch
194! +masking_method
195!
196! 880 2012-04-13 06:28:59Z raasch
197! gathered_size, subdomain_size moved to control_parameters
198!
199! 866 2012-03-28 06:44:41Z raasch
200! interface for global_min_max changed
201!
202! 861 2012-03-26 14:18:34Z suehring
203! +wall_flags_0
204! -boundary_flags
205! +nzb_max
206! +adv_sca_1, +adv_mom_1
207!
208! 849 2012-03-15 10:35:09Z raasch
209! +deleted_particles, deleted_tails, tr.._count_sum, tr.._count_recv_sum in
210! particle_attributes,
211! +de_dx, de_dy, de_dz in arrays_3d,
212! first_call_advec_particles renamed first_call_lpm
213!
214! 828 2012-02-21 12:00:36Z raasch
215! +dissipation_classes, radius_classes, use_kernel_tables,
216! particle feature color renamed class
217!
218! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
219! +bfactor, curvature_solution_effects, eps_ros, molecular_weight_of_water,
220! vanthoff, -b_cond in cloud_parameters,
221! dopts_num increased to 29, particle attributes speed_x|y|z_sgs renamed
222! rvar1|2|3
223! wang_collision_kernel and turbulence_effects_on_collision replaced by
224! collision_kernel, hall_kernel, palm_kernel, wang_kernel
225!
226! 809 2012-01-30 13:32:58Z marongas
227! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
228!
229! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
230! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files.
231! New parameter check_restart has been defined which is needed by
232! check_namelist_files only.
233!
234! 805 2012-01-17 15:53:28Z franke
235! Bugfix collective_wait must be out of parallel branch for runs in serial mode
236!
237! 801 2012-01-10 17:30:36Z suehring
238! Dimesion of sums_wsus_ws_l, ! sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
239! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l increased.
240! for thread-safe summation in advec_ws.
241!
242! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
243!
244! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
245! version 3.1b (last under RCS control)
246!
247! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
248! Initial revision
249!
250!
251! Description:
252! ------------
253! Definition of variables for special advection schemes
254!------------------------------------------------------------------------------!
255    USE kinds
256
257    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex
258
259    SAVE
260
261 END MODULE advection
262
263
264
265
266 MODULE arrays_3d
267
268!------------------------------------------------------------------------------!
269! Description:
270! ------------
271! Definition of all arrays defined on the computational grid
272!------------------------------------------------------------------------------!
273
274    USE kinds
275
276    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                     &
277          c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l, ddzu, ddzu_pres,     &
278          dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, lad, l_grid,      &
279          nc_1d, nr_1d, ptdf_x, ptdf_y, p_surf, pt_surf, pt_1d, pt_init,       &
280          qsws_surf, q_1d, q_init, q_surf, qc_1d, qr_1d, rdf, rdf_sc,          & 
281          ref_state, sa_init, shf_surf, timenudge, time_surf, time_vert,       &
282          tmp_tnudge, ug, u_init, u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init,                &
283          v_nzb_p1_for_vfc, w_subs, zu, zw
284
285    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                   &
286          c_u, c_v, c_w, diss_s_e, diss_s_nr, diss_s_pt, diss_s_q,             &
287          diss_s_qr, diss_s_sa, diss_s_u, diss_s_v, diss_s_w, dzu_mg, dzw_mg,  &
288          flux_s_e, flux_s_nr, flux_s_pt, flux_s_q, flux_s_qr, flux_s_sa,      &
289          flux_s_u, flux_s_v, flux_s_w, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                   &
290          mean_inflow_profiles, nrs, nrsws, nrswst, ptnudge, pt_lsa,           &
291          pt_slope_ref, pt_subs, qnudge, qs, qsws, qswst, qswst_remote, qrs,   &
292          qrsws, qrswst, q_lsa, q_subs, rif, saswsb, saswst, shf, tnudge,      &
293          total_2d_a, total_2d_o, ts, tswst, ug_vert, unudge, us, usws, uswst, &
294          vnudge, vg_vert, vsws, vswst, wnudge, wsubs_vert, z0, z0h
295
296    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                 &
297          canopy_heat_flux, cdc, d, de_dx, de_dy, de_dz, diss, diss_l_e,       &
298          diss_l_nr, diss_l_pt, diss_l_q, diss_l_qr, diss_l_sa, diss_l_u,      &
299          diss_l_v, diss_l_w, flux_l_e, flux_l_nr, flux_l_pt, flux_l_q,        &
300          flux_l_qr, flux_l_sa, flux_l_u, flux_l_v, flux_l_w, kh, km, lad_s,   &
301          lad_u, lad_v, lad_w, lai, l_wall, p_loc, sec, sls, tend, tric,       &
302          u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l, v_m_n, v_m_r, v_m_s, w_m_l,       &
303          w_m_n, w_m_r, w_m_s
304
305#if defined( __nopointer )
306    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
307          e, e_p, nr, nr_p, p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, ql_v,     &
308          ql_vp, qr, qr_p, rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m,     &
309          tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
310#else
311    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
312          e_1, e_2, e_3, p, prho_1, nr_1, nr_2, nr_3, pt_1, pt_2, pt_3, q_1,   &
313          q_2, q_3, qc_1, ql_v, ql_vp, ql_1, ql_2, qr_1, qr_2, qr_3, rho_1,    &
314          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
315
316    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                     &
317          e, e_p, nr, nr_p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, qr, qr_p,    &
318          rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m, tsa_m, tu_m, tv_m,   &
319          tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
320#endif
321
322    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall, tri
323
324    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: var_x, var_y, var_z, gamma_x,   &
325                                           gamma_y, gamma_z
326
327
328    SAVE
329
330 END MODULE arrays_3d
331
332
333
334
335 MODULE averaging
336
337!------------------------------------------------------------------------------!
338! Description:
339! ------------
340! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
341!------------------------------------------------------------------------------!
342    USE kinds
343
344    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,   &
345                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av, &
346                                          z0h_av
347
348    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
349          e_av, lpt_av, nr_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, pt_av, q_av, qc_av, &
350          ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av,&
351          u_av, v_av, vpt_av, w_av
352 
353 END MODULE averaging
354
355
356
357 MODULE cloud_parameters
358
359!------------------------------------------------------------------------------!
360! Description:
361! ------------
362! Definition of variables and constants for cloud physics
363!------------------------------------------------------------------------------!
364    USE kinds
365
366    LOGICAL ::  curvature_solution_effects = .FALSE., &
367                limiter_sedimentation = .TRUE., &
368                ventilation_effect = .FALSE.
369               
370
371    REAL(wp) ::  a_1 = 8.69E-4_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
372                 a_2 = -7.38E-5_wp,    & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
373                 a_3 = -1.40E-2_wp,    & !: coef. in turb. parametrization
374                 a_term = 9.65_wp,     & !: coef. for terminal velocity (m s-1)
375                 a_vent = 0.78_wp,     & !: coef. for ventilation effect
376                 b_1 = 11.45E-6_wp,    & !: coef. in turb. parametrization (m)
377                 b_2 = 9.68E-6_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (m)
378                 b_3 = 0.62_wp,        & !: coef. in turb. parametrization
379                 b_term = 9.8_wp,      & !: coef. for terminal velocity (m s-1)
380                 b_vent = 0.308_wp,    & !: coef. for ventilation effect
381                 beta_cc = 3.09E-4_wp, & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
382                 bfactor,              & !: solution effect on diffusional growth
383                 c_1 = 4.82E-6_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (m)
384                 c_2 = 4.8E-6_wp,      & !: coef. in turb. parametrization (m)
385                 c_3 = 0.76_wp,        & !: coef. in turb. parametrization
386                 c_const = 0.93_wp,    & !: const. in Taylor-microscale Reynolds number
387                 c_evap = 0.7_wp,      & !: constant in evaporation
388                 c_sedimentation = 2.0_wp, & !: Courant number of sedimentation process
389                 c_term = 600.0_wp,    & !: coef. for terminal velocity (m-1)
390                 cof(6) = (/ 76.18009172947146_wp,      & !: coefficients in the
391                             -86.50532032941677_wp,     & !: numerical
392                             24.01409824083091_wp,      & !: calculation of the
393                             -1.231739572450155_wp,     & !: gamma function
394                             0.1208650973866179E-2_wp,  &
395                             -0.5395239384953E-5_wp /), &
396                cp = 1005.0_wp,       & !: heat capacity of dry air (J kg-1 K-1)
397                diff_coeff_l = 0.23E-4_wp, & !: diffusivity of water vapor (m2 s-1)
398                effective_coll_efficiency, & !: effective collision efficiency
399                eps_ros = 1.0E-4_wp,  & !: accuracy of Rosenbrock method
400                eps_sb = 1.0E-20_wp,  & !: threshold in two-moments scheme
401                k_cc = 9.44E09_wp,    & !: const. cloud-cloud kernel (m3 kg-2 s-1)
402                k_cr0 = 4.33_wp,      & !: const. cloud-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
403                k_rr = 7.12_wp,       & !: const. rain-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
404                k_br = 1000._wp,      & !: const. in breakup parametrization (m-1)
405                k_st = 1.2E8_wp,      & !: const. in drizzle parametrization (m-1 s-1)
406                kappa_rr = 60.7_wp,   & !: const. in collision kernel (kg-1/3)
407                kin_vis_air = 1.4086E-5_wp, & !: kin. viscosity of air (m2 s-1)
408                l_v = 2.5E+06_wp,     & !: latent heat of vaporization (J kg-1)
409                l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, & !: l_v / cp, l_v / r_d, l_v / r_v
410                mass_of_solute = 1.0E-17_wp, & !: soluted NaCl (kg)
411                molecular_weight_of_solute = 0.05844_wp, & !: mol. m. NaCl (kg mol-1)
412                molecular_weight_of_water = 0.01801528_wp, & !: mol. m. H2O (kg mol-1)
413                nc_const = 70.0E6_wp, & !: cloud droplet concentration
414                prec_time_const = 0.001_wp, & !: coef. in Kessler scheme
415                pirho_l, dpirho_l, & !: pi * rho_l / 6.0; 6.0 / ( pi * rho_l )
416                rho_l = 1.0E3_wp,     & !: density of water (kg m-3)
417                ql_crit = 0.0005_wp,  & !: coef. in Kessler scheme
418                r_d = 287.0_wp,       & !: sp. gas const. dry air (J kg-1 K-1)
419                r_v = 461.51_wp,      & !: sp. gas const. water vapor (J kg-1 K-1)
420                schmidt = 0.71_wp,    & !: Schmidt number
421                schmidt_p_1d3,        & !: schmidt**( 1.0 / 3.0 )
422                sed_qc_const,         & !: const. for sedimentation of cloud water
423                sigma_gc = 1.3_wp,    & !: log-normal geometric standard deviation
424                stp = 2.5066282746310005_wp, & !: parameter in gamma function
425                thermal_conductivity_l = 2.43E-2_wp, & !: therm. cond. air (J m-1 s-1 K-1)
426                vanthoff = 2.0_wp,    & !: van't Hoff factor for NaCl
427                x0 = 2.6E-10_wp,      & !: separating drop mass (kg)
428                xrmin = 2.6E-10_wp,   & !: minimum rain drop size (kg)
429                xrmax = 5.0E-6_wp,    & !: maximum rain drop site (kg)
430                dt_precipitation = 100.0_wp, & !: timestep precipitation (s)
431                w_precipitation = 9.65_wp      !: maximum terminal velocity (m s-1)
432
433    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  hyrho, pt_d_t, t_d_pt 
434
435    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  precipitation_amount, &
436                                                precipitation_rate
437!
438!-- 3D array of precipitation rate
439    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prr
440
441    SAVE
442
443 END MODULE cloud_parameters
444
445
446
447
448 MODULE constants
449
450!------------------------------------------------------------------------------!
451! Description:
452! ------------
453! Definition of general constants
454!------------------------------------------------------------------------------!
455    USE kinds
456
457    REAL(wp)  ::  pi = 3.141592654_wp
458    REAL(wp)  ::  adv_mom_1, adv_mom_3, adv_mom_5, adv_sca_1, adv_sca_3, adv_sca_5
459   
460
461    SAVE
462
463 END MODULE constants
464
465
466
467
468 MODULE control_parameters
469
470!------------------------------------------------------------------------------!
471! Description:
472! ------------
473! Definition of parameters for program control
474!------------------------------------------------------------------------------!
475    USE kinds
476
477    TYPE plot_precision
478       CHARACTER (LEN=8) ::  variable
479       INTEGER(iwp)      ::  precision
480    END TYPE plot_precision
481
482    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
483                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
484                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
485                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
486                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
487
488    TYPE file_status
489       LOGICAL ::  opened, opened_before
490    END TYPE file_status
491   
492    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
493
494    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
495                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
496
497    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
498    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
499    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
500    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
501    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
502    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
503    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
504    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
505                             loop_optimization = 'default', &
506                             momentum_advec = 'ws-scheme', &
507                             psolver = 'poisfft', &
508                             scalar_advec = 'ws-scheme'
509    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
510                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
511                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
512                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
513                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
514                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
515                             bc_sa_t = 'neumann', &
516                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
517                             canopy_mode = 'block', &
518                             cloud_scheme = 'seifert_beheng', &
519                             coupling_mode = 'uncoupled', &
520                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
521                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
522                             fft_method = 'system-specific', &
523                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
524                             random_generator = 'numerical-recipes', &
525                             reference_state = 'initial_profile', &
526                             return_addres, return_username, &
527                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'                             
528    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, output_format_netcdf, &
529                             topography = 'flat'
530    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
531    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
532    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ' 
533    CHARACTER (LEN=110)  ::  run_description_header
534    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
535
536    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
537                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
538    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
539         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
540
541    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
542    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
543    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
544
545    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
546    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
547
548    INTEGER(iwp) ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
549                     average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
550                     coupling_topology = 0, &
551                     dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
552                     disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
553                     dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
554                     dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
555                     do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
556                     dp_level_ind_b = 0, dvrp_filecount = 0, &
557                     dz_stretch_level_index, gamma_mg, gathered_size, &
558                     grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, &
559                     ibc_pt_b, ibc_pt_t, ibc_q_b, ibc_q_t, &
560                     ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, icloud_scheme, &
561                     inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
562                     intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
563                     io_group = 0, io_blocks = 1, iran = -1234567, &
564                     masks = 0, maximum_grid_level, &
565                     maximum_parallel_io_streams = -1, max_pr_user = 0, &
566                     mgcycles = 0, mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
567                     nlsf = 1000, ntnudge = 100, netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, &
568                     nr_timesteps_this_run = 0, &
569                     nsor = 20, nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
570                     nz_do3d = -9999, pch_index = 0, prt_time_count = 0, &
571                     recycling_plane, runnr = 0, &
572                     skip_do_avs = 0, subdomain_size, terminate_coupled = 0, &
573                     terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
574
575    INTEGER(iwp) ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
576                     do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
577                     do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
578                     do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
579                     domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
580                     lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
581                     mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
582                     mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
583                     pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
584                     q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
585                     sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
586                     section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
587                     section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
588                     ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
589                     vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
590                     subs_vertical_gradient_level_i(10) = -9999
591
592#if defined ( __check )
593    INTEGER(iwp) :: check_restart = 0
594#endif
595
596    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) :: ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
597
598    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
599
600    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
601    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
602                    mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
603
604    LOGICAL ::  bc_lr_cyc =.TRUE., bc_lr_dirrad = .FALSE., &
605                bc_lr_raddir = .FALSE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
606                bc_ns_dirrad = .FALSE., bc_ns_raddir = .FALSE.,&
607                call_microphysics_at_all_substeps = .FALSE., &
608                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
609                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
610                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
611                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
612                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
613                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
614                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
615                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., & 
616                dissipation_control = .FALSE., disturbance_created = .FALSE., &
617                do2d_at_begin = .FALSE., do3d_at_begin = .FALSE., &
618                do_sum = .FALSE., &
619                dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
620                drizzle = .TRUE., dt_fixed = .FALSE., &
621                dt_3d_reached, dt_3d_reached_l, exchange_mg = .FALSE., &
622                first_call_lpm = .TRUE., &
623                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
624                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
625                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
626                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
627                large_scale_forcing = .FALSE., &
628                large_scale_subsidence = .FALSE., lsf_surf = .TRUE., &
629                lsf_vert = .TRUE., lptnudge = .FALSE., lqnudge = .FALSE., &
630                lunudge = .FALSE., lvnudge = .FALSE., lwnudge = .FALSE., &
631                masking_method = .FALSE., mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
632                neutral = .FALSE., nudging = .FALSE., &
633                ocean = .FALSE., on_device = .FALSE., &
634                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
635                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
636                plant_canopy = .FALSE., prandtl_layer = .TRUE., &
637                precipitation = .FALSE., &
638                radiation = .FALSE., random_heatflux = .FALSE., &
639                run_control_header = .FALSE., run_coupled = .TRUE., &
640                scalar_rayleigh_damping = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
641                stop_dt = .FALSE., synchronous_exchange = .FALSE., &
642                terminate_run = .FALSE., transpose_compute_overlap = .FALSE., &
643                turbulence = .FALSE., turbulent_inflow = .FALSE., &
644                use_cmax = .TRUE., use_initial_profile_as_reference = .FALSE., &
645                use_prescribed_profile_data = .FALSE., &
646                use_single_reference_value = .FALSE., &
647                use_subsidence_tendencies = .FALSE., &
648                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
649                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
650                wall_adjustment = .TRUE., ws_scheme_sca = .FALSE., &
651                ws_scheme_mom = .FALSE.
652
653    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
654                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
655
656    REAL(wp) ::  advected_distance_x = 0.0_wp, advected_distance_y = 0.0_wp, &
657                 alpha_surface = 0.0_wp, atmos_ocean_sign = 1.0_wp, &
658                 averaging_interval = 0.0_wp, averaging_interval_pr = 9999999.9_wp, &
659                 averaging_interval_sp = 9999999.9_wp, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
660                 bottom_salinityflux = 0.0_wp, &
661                 building_height = 50.0_wp, building_length_x = 50.0_wp, &
662                 building_length_y = 50.0_wp, building_wall_left = 9999999.9_wp, &
663                 building_wall_south = 9999999.9_wp, canyon_height = 50.0_wp, &
664                 canyon_width_x = 9999999.9_wp, canyon_width_y = 9999999.9_wp, &
665                 canyon_wall_left = 9999999.9_wp, canyon_wall_south = 9999999.9_wp, &
666                 cthf = 0.0_wp, cfl_factor = -1.0_wp, cos_alpha_surface, &
667                 coupling_start_time = 0.0_wp, disturbance_amplitude = 0.25_wp, &
668                 disturbance_energy_limit = 0.01_wp, &
669                 disturbance_level_b = -9999999.9_wp, &
670                 disturbance_level_t = -9999999.9_wp, &
671                 dp_level_b = 0.0_wp, drag_coefficient = 0.0_wp, &
672                 dt = -1.0_wp, dt_averaging_input = 0.0_wp, &
673                 dt_averaging_input_pr = 9999999.9_wp, dt_coupling = 9999999.9_wp, &
674                 dt_data_output = 9999999.9_wp, &
675                 dt_data_output_av = 9999999.9_wp, dt_disturb = 9999999.9_wp, &
676                 dt_dopr = 9999999.9_wp, dt_dopr_listing = 9999999.9_wp, &
677                 dt_dopts = 9999999.9_wp, dt_dosp = 9999999.9_wp, dt_dots = 9999999.9_wp, &
678                 dt_do2d_xy = 9999999.9_wp, dt_do2d_xz = 9999999.9_wp, &
679                 dt_do2d_yz = 9999999.9_wp, dt_do3d = 9999999.9_wp, dt_dvrp = 9999999.9_wp, &
680                 dt_max = 20.0_wp, dt_micro = -1.0_wp, dt_restart = 9999999.9_wp, &
681                 dt_run_control = 60.0_wp, dt_3d = -1.0_wp, dz = -1.0_wp, &
682                 dz_max = 9999999.9_wp, dz_stretch_factor = 1.08_wp, &
683                 dz_stretch_level = 100000.0_wp, e_init = 0.0_wp, e_min = 0.0_wp, &
684                 end_time = 0.0_wp, &
685                 f = 0.0_wp, fs = 0.0_wp, g = 9.81_wp, inflow_damping_height = 9999999.9_wp, &
686                 inflow_damping_width = 9999999.9_wp, kappa = 0.4_wp, km_constant = -1.0_wp,&
687                 lad_surface = 0.0_wp, leaf_surface_concentration = 0.0_wp, &
688                 mask_scale_x = 1.0_wp, mask_scale_y = 1.0_wp, mask_scale_z = 1.0_wp, &
689                 maximum_cpu_time_allowed = 0.0_wp,  &
690                 molecular_viscosity = 1.461E-5_wp, &
691                 old_dt = 1.0E-10_wp, omega = 7.29212E-5_wp, omega_sor = 1.8_wp, &
692                 particle_maximum_age = 9999999.9_wp, &
693                 phi = 55.0_wp, prandtl_number = 1.0_wp, &
694                 precipitation_amount_interval = 9999999.9_wp, prho_reference, &
695                 pt_damping_factor = 0.0_wp, pt_damping_width = 0.0_wp, &
696                 pt_reference = 9999999.9_wp, pt_slope_offset = 0.0_wp, &
697                 pt_surface = 300.0_wp, pt_surface_initial_change = 0.0_wp, &
698                 q_surface = 0.0_wp, q_surface_initial_change = 0.0_wp, &
699                 rayleigh_damping_factor = -1.0_wp, rayleigh_damping_height = -1.0_wp, &
700                 recycling_width = 9999999.9_wp, residual_limit = 1.0E-4_wp, &
701                 restart_time = 9999999.9_wp, rho_reference, rho_surface, &
702                 rif_max = 1.0_wp, rif_min = -5.0_wp, roughness_length = 0.1_wp, &
703                 sa_surface = 35.0_wp, scalar_exchange_coefficient = 0.0_wp, &
704                 simulated_time = 0.0_wp, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
705                 skip_time_data_output = 0.0_wp, skip_time_data_output_av = 9999999.9_wp,&
706                 skip_time_dopr = 9999999.9_wp, skip_time_dosp = 9999999.9_wp, &
707                 skip_time_do2d_xy = 9999999.9_wp, skip_time_do2d_xz = 9999999.9_wp, &
708                 skip_time_do2d_yz = 9999999.9_wp, skip_time_do3d = 9999999.9_wp, &
709                 surface_heatflux = 9999999.9_wp, surface_pressure = 1013.25_wp, &
710                 surface_scalarflux = 9999999.9_wp, surface_waterflux = 9999999.9_wp, &
711                 s_surface = 0.0_wp, s_surface_initial_change = 0.0_wp, &
712                 termination_time_needed = -1.0_wp, time_coupling = 0.0_wp, &
713                 time_disturb = 0.0_wp, time_dopr = 0.0_wp, time_dopr_av = 0.0_wp, &
714                 time_dopr_listing = 0.0_wp, time_dopts = 0.0_wp, time_dosp = 0.0_wp, &
715                 time_dosp_av = 0.0_wp, time_dots = 0.0_wp, time_do2d_xy = 0.0_wp, &
716                 time_do2d_xz = 0.0_wp, time_do2d_yz = 0.0_wp, time_do3d = 0.0_wp, &
717                 time_do_av = 0.0_wp, time_do_sla = 0.0_wp, time_dvrp = 0.0_wp, &
718                 time_restart = 9999999.9_wp, time_run_control = 0.0_wp,&
719                 time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9_wp, &
720                 top_momentumflux_u = 9999999.9_wp, &
721                 top_momentumflux_v = 9999999.9_wp, top_salinityflux = 9999999.9_wp, &
722                 ug_surface = 0.0_wp, u_bulk = 0.0_wp, u_gtrans = 0.0_wp, &
723                 vg_surface = 0.0_wp, vpt_reference = 9999999.9_wp, &
724                 v_bulk = 0.0_wp, v_gtrans = 0.0_wp, wall_adjustment_factor = 1.8_wp, &
725                 z_max_do2d = -1.0_wp, z0h_factor = 1.0_wp
726
727    REAL(wp) ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0_wp, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0_wp, &
728                 do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0_wp, dpdxy(1:2) = 0.0_wp, &
729                 dt_domask(max_masks) = 9999999.9_wp, lad_vertical_gradient(10) = 0.0_wp,&
730                 lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
731                 mask_scale(3), &
732                 pt_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
733                 pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
734                 q_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
735                 q_vertical_gradient_level(10) = -1.0_wp, &
736                 s_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
737                 s_vertical_gradient_level(10) = -1.0_wp, &
738                 sa_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
739                 sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
740                 skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9_wp, threshold(20) = 0.0_wp, &
741                 time_domask(max_masks) = 0.0_wp, &
742                 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 /), &
743                 u_profile(100) = 9999999.9_wp, uv_heights(100) = 9999999.9_wp, &
744                 v_profile(100) = 9999999.9_wp, &
745                 ug_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
746                 ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
747                 vg_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
748                 vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
749                 volume_flow(1:2) = 0.0_wp, volume_flow_area(1:2) = 0.0_wp, &
750                 volume_flow_initial(1:2) = 0.0_wp, wall_heatflux(0:4) = 0.0_wp, &
751                 wall_humidityflux(0:4) = 0.0_wp, wall_nrflux(0:4) = 0.0_wp, &
752                 wall_qflux(0:4) = 0.0_wp, wall_qrflux(0:4) = 0.0_wp, &
753                 wall_salinityflux(0:4) = 0.0_wp, wall_scalarflux(0:4) = 0.0_wp, &
754                 subs_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
755                 subs_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp
756
757    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
758
759    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
760            mask_x = -1.0_wp, mask_y = -1.0_wp, mask_z = -1.0_wp
761    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
762            mask_x_loop = -1.0_wp, mask_y_loop = -1.0_wp, mask_z_loop = -1.0_wp
763   
764!
765!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
766       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
767
768    SAVE
769
770 END MODULE control_parameters
771
772
773
774 MODULE dvrp_variables
775
776!------------------------------------------------------------------------------!
777! Description:
778! ------------
779! Definition of variables used with dvrp-software
780!------------------------------------------------------------------------------!
781
782     USE kinds
783
784    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
785                           particle_dvrpsize = 'none'
786
787    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
788                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
789
790    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
791                           dvrp_file      = 'default',                    &
792                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
793                           dvrp_password  = '********',                   &
794                           dvrp_username  = ' '
795
796    INTEGER(iwp) ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
797                     dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
798                     nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
799                     nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
800                     pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
801                     pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
802                     vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
803                     vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
804
805    INTEGER(iwp), DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
806
807    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
808                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
809                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
810
811    REAL(wp)    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9_wp, clip_dvrp_n = 9999999.9_wp, &
812                    clip_dvrp_r = 9999999.9_wp, clip_dvrp_s = 9999999.9_wp, &
813                    superelevation = 1.0_wp, superelevation_x = 1.0_wp,     &
814                    superelevation_y = 1.0_wp, vc_alpha = 38.0_wp
815
816    REAL(wp), DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0_wp, 1.0_wp /), &
817                               dvrpsize_interval = (/ 0.0_wp, 1.0_wp /)
818
819    REAL(wp), DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0_wp, 0.6_wp, 0.0_wp /), &
820                               topography_color = (/ 0.8_wp, 0.7_wp, 0.6_wp /)
821
822#if defined( __decalpha )
823    REAL(wp), DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/      &
824                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
825                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
826                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp /), (/ 2, 10 /) )
827
828    REAL(wp), DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                 &
829                                   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, &
830                                   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, &
831                                   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, &
832                                   0.1_wp, 0.4_wp, 0.1_wp /), (/ 3, 10 /) )
833
834    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
835                                   RESHAPE( (/ 270.0_sp, 225.0_sp, 225.0_sp, 180.0_sp,      &
836                                                70.0_sp,  25.0_sp,  25.0_sp, -25.0_sp,      &
837                                               ( 0.0_sp, i9 = 1, 192 ) /),         &
838                                            (/ 2, 100 /) ),                     &
839                                   interval_l_dvrp = 0.5_sp, interval_s_dvrp = 1.0_sp,&
840                                   interval_a_dvrp = 0.0_sp,                       &
841                                   interval_values_dvrp_prt,                    &
842                                   interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
843                                   (/ 270.0_sp, 225.0_sp, 225.0_sp, 180.0_sp, 70.0_sp, 25.0_sp,   &
844                                      25.0_sp, -25.0_sp, ( 0.0_sp, i9 = 1, 192 ) /),     &
845                                                   (/ 2, 100 /) ),              &
846                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5_sp,                   &
847                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0_sp,                   &
848                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0_sp
849#else
850    REAL(wp), DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
851
852    REAL(wp), DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
853
854    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
855                                   interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
856                                   interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5_sp, &
857                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5_sp, interval_s_dvrp = 1.0_sp, &
858                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0_sp, interval_a_dvrp = 0.0_sp, &
859                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0_sp
860
861    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
862                                     -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
863                                     -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
864                                     -1.0_wp, 1.0_wp /
865
866    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, &
867                             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, &
868                             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, &
869                             0.1_wp, 0.4_wp, 0.1_wp /
870
871    DATA  interval_h_dvrp / 270.0_wp, 225.0_wp, 225.0_wp, 180.0_wp, 70.0_wp, 25.0_wp, &
872                            25.0_wp, -25.0_wp, 192 * 0.0_wp /
873
874    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0_wp, 225.0_wp, 225.0_wp, 180.0_wp, 70.0_wp, 25.0_wp, &
875                                25.0_wp, -25.0_wp, 192 * 0.0_wp /
876#endif
877
878    REAL(sp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
879
880    TYPE steering
881       CHARACTER (LEN=24) ::  name
882       REAL(sp)           ::  min, max
883       INTEGER(iwp)       ::  imin, imax
884    END TYPE steering
885
886    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
887
888    SAVE
889
890 END MODULE dvrp_variables
891
892
893
894
895 MODULE grid_variables
896
897!------------------------------------------------------------------------------!
898! Description:
899! ------------
900! Definition of grid spacings
901!------------------------------------------------------------------------------!
902
903    USE kinds
904
905    REAL(wp) ::  ddx, ddx2, dx = 1.0_wp, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0_wp, dy2
906
907    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
908
909    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
910                                              fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
911                                              wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
912                                              zu_s_inner, zw_w_inner
913
914    SAVE
915
916 END MODULE grid_variables
917
918
919
920
921 MODULE indices
922
923!------------------------------------------------------------------------------!
924! Description:
925! ------------
926! Definition of array bounds, number of gridpoints, and wall flag arrays
927!------------------------------------------------------------------------------!
928
929    USE kinds
930
931    INTEGER(iwp) ::  i_left, i_right, j_north, j_south, nbgp = 3, ngp_sums,         &
932                     ngp_sums_ls, nnx, nx = 0, nx_a, nx_o, nxl, nxlg, nxlu, nxr,    &
933                     nxrg, nx_on_file, nny, ny = 0, ny_a, ny_o, nyn, nyng, nys,     &
934                     nysg, nysv, ny_on_file, nnz, nz = 0, nzb, nzb_diff, nzb_max,   &
935                     nzt, nzt_diff
936
937
938    INTEGER(idp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
939                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
940
941    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                  &
942                   ngp_2dh, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
943
944
945    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE :: ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner,  &
946                   mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner, nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u,    &
947                   nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer, nzb_s_inner, nzb_s_outer,    &
948                   nzb_u_inner, nzb_u_outer, nzb_v_inner, nzb_v_outer,            &
949                   nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
950
951    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
952
953    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  wall_flags_0, wall_flags_00
954
955    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE,  TARGET ::                       &
956                   wall_flags_1, wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4,        &
957                   wall_flags_5, wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8,        &
958                   wall_flags_9, wall_flags_10
959
960    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  rflags_s_inner, rflags_invers
961
962    SAVE
963
964 END MODULE indices
965
966
967
968
969 MODULE interfaces
970
971!------------------------------------------------------------------------------!
972! Description:
973! ------------
974! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
975!------------------------------------------------------------------------------!
976
977    INTERFACE
978
979       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, offset, &
980                                   wert, wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
981
982          USE kinds
983
984          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)      ::  mode
985          INTEGER(iwp), INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
986          INTEGER(iwp)                       ::  wert_ijk(3)
987          INTEGER(iwp), OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
988          REAL(wp)                           ::  offset, wert
989          REAL(wp), OPTIONAL                 ::  wert1
990          REAL(wp), INTENT(IN)               ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
991
992       END SUBROUTINE global_min_max
993
994    END INTERFACE
995
996    SAVE
997
998 END MODULE interfaces
999
1000
1001
1002 MODULE pointer_interfaces
1003
1004!------------------------------------------------------------------------------!
1005! Description:
1006! ------------
1007! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
1008! prognostic_equations
1009!------------------------------------------------------------------------------!
1010
1011    INTERFACE
1012
1013       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
1014
1015          USE kinds
1016
1017          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
1018#if defined( __nopointer )
1019          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:) ::  sk
1020#else
1021          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
1022#endif
1023       END SUBROUTINE advec_s_bc
1024
1025    END INTERFACE
1026
1027
1028    SAVE
1029
1030 END MODULE pointer_interfaces
1031
1032
1033
1034
1035 MODULE model_1d
1036
1037!------------------------------------------------------------------------------!
1038! Description:
1039! ------------
1040! Definition of variables for the 1D-model
1041!------------------------------------------------------------------------------!
1042
1043    USE kinds
1044
1045    INTEGER(iwp) ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d
1046
1047    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
1048
1049    REAL(wp) ::     damp_level_1d = -1.0_wp, dt_1d = 60.0_wp, dt_max_1d = 300.0_wp, &
1050                    dt_pr_1d = 9999999.9_wp, dt_run_control_1d = 60.0_wp, &
1051                    end_time_1d = 864000.0_wp, old_dt_1d = 1.0E-10_wp, &
1052                    qs1d, simulated_time_1d = 0.0_wp, time_pr_1d = 0.0_wp, &
1053                    time_run_control_1d = 0.0_wp, ts1d, us1d, usws1d, &
1054                    vsws1d, z01d, z0h1d
1055
1056
1057    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_p, kh1d, km1d, l_black, l1d,  &
1058                                            rif1d, te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, &
1059                                            te_vm, u1d, u1d_p, v1d, v1d_p
1060
1061    SAVE
1062
1063 END MODULE model_1d
1064
1065
1066
1067
1068 MODULE netcdf_control
1069
1070!------------------------------------------------------------------------------!
1071! Description:
1072! ------------
1073! Definition of parameters and variables for netcdf control.
1074!------------------------------------------------------------------------------!
1075
1076    USE control_parameters, ONLY: max_masks
1077    USE kinds
1078#if defined( __netcdf )
1079    USE netcdf
1080#endif
1081
1082    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 29, dots_max = 100
1083
1084    INTEGER(iwp) ::  dots_num = 23
1085
1086    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
1087         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
1088            'z_i   ' /)
1089
1090    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
1091         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
1092            'z_i   ' /)
1093
1094    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
1095          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
1096             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
1097             'w_up   ', 'w_down ', 'radius ', 'r_min  ', 'r_max  ', 'npt_max', &
1098             'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', 'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', &
1099             'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', 'w"2    ', 'npt*2  ' /)
1100
1101    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
1102          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
1103             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
1104             'm/s    ', 'm/s    ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'number ', &
1105             'number ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
1106             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'number2' /)
1107
1108    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
1109          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
1110             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
1111             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
1112             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ', 'q*     ',            &
1113             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1114
1115    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
1116          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
1117             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
1118             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
1119             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ', 'kg/kg  ',            &
1120             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1121
1122    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
1123
1124    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
1125
1126    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
1127          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
1128             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
1129             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
1130             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
1131             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
1132             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
1133             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
1134             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1135             'not_used        ' /)
1136
1137    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
1138          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
1139             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1140             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
1141             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1142             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
1143             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
1144             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
1145             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1146             'not_used        ' /)
1147
1148    INTEGER(iwp) ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
1149                     id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
1150                     id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
1151                     id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
1152                     id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
1153                     id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
1154                     id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
1155
1156    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
1157                    id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
1158                    id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
1159                    id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
1160                    id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
1161                    id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
1162                    id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
1163                    id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
1164                    id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
1165                    id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
1166                    id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
1167                    id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
1168                    id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
1169                    id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
1170                    id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
1171                    id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
1172                    id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
1173                    id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
1174
1175    INTEGER(iwp), DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
1176    INTEGER(iwp), DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
1177    INTEGER(iwp), DIMENSION(11)  ::  nc_precision
1178    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1179
1180    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1181    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1182    INTEGER(iwp), DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1183                                               id_var_z_pr
1184    INTEGER(iwp), DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1185
1186!
1187!-- masked output
1188    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1189
1190    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1191
1192    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1193                   id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1194                   id_dim_zw_mask, &
1195                   id_set_mask, &
1196                   id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1197                   id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1198                   id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1199
1200    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1201
1202    SAVE
1203
1204 END MODULE netcdf_control
1205
1206
1207
1208
1209 MODULE pegrid
1210
1211!------------------------------------------------------------------------------!
1212! Description:
1213! ------------
1214! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1215! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1216! MPI-calls.
1217!------------------------------------------------------------------------------!
1218
1219    USE kinds
1220
1221#if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
1222#if defined( __lc )
1223    USE MPI
1224#else
1225    INCLUDE "mpif.h"
1226#endif
1227#endif
1228    CHARACTER(LEN=2) ::  send_receive = 'al'
1229    CHARACTER(LEN=5) ::  myid_char = ''
1230    INTEGER(iwp)          ::  acc_rank, comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter,       &
1231                              comm_palm, id_inflow = 0, id_recycling = 0, ierr,     &
1232                              myid = 0, myidx = 0, myidy = 0, ndim = 2, ngp_a,      &
1233                              ngp_o, ngp_xy, ngp_y, npex = -1, npey = -1,           &
1234                              numprocs = 1, numprocs_previous_run = -1,             &
1235                              num_acc_per_node = 0, pleft, pnorth, pright, psouth,  &
1236                              req_count = 0, sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz,    &
1237                              sendrecvcount_zx, sendrecvcount_zyd,                  &
1238                              sendrecvcount_yxd, target_id, tasks_per_node = -9999, &
1239                              threads_per_task = 1, type_x, type_x_int, type_xy,    &
1240                              type_y, type_y_int
1241
1242    INTEGER(iwp)          ::  pdims(2) = 1, req(100)
1243
1244    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1245                                                  hor_index_bounds_previous_run
1246
1247    LOGICAL ::  background_communication =.FALSE., collective_wait = .FALSE., &
1248                sendrecv_in_background = .FALSE.
1249
1250#if defined( __parallel )
1251#if defined( __mpi2 )
1252    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1253#endif
1254
1255    INTEGER(iwp) ::  ibuf(12), pcoord(2)
1256
1257#if ! defined ( __check )
1258    INTEGER(iwp) ::  status(MPI_STATUS_SIZE)
1259    INTEGER(iwp), DIMENSION(MPI_STATUS_SIZE,100) ::  wait_stat
1260#endif
1261
1262
1263    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz, type_yz
1264
1265    LOGICAL ::  left_border_pe  = .FALSE., north_border_pe = .FALSE., &
1266                reorder = .TRUE., right_border_pe = .FALSE.,          &
1267                south_border_pe = .FALSE.
1268
1269    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1270                              remain_dims
1271#endif
1272
1273    SAVE
1274
1275 END MODULE pegrid
1276
1277
1278
1279
1280 MODULE profil_parameter
1281
1282!------------------------------------------------------------------------------!
1283! Description:
1284! ------------
1285! Definition of variables which control PROFIL-output
1286!------------------------------------------------------------------------------!
1287
1288    USE kinds
1289
1290    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  crmax = 100
1291
1292    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1293                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1294                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1295                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1296                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1297                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1298                              ' L                  ',                         &
1299                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1300
1301    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1302                           (/ ' u v                           ', &
1303                              ' pt                            ', &
1304                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1305                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1306                              ' km kh                         ', &
1307                              ' l                             ', &
1308                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1309
1310    INTEGER(iwp) ::  profile_columns = 2, profile_rows = 3, profile_number = 0
1311
1312    INTEGER(iwp) ::  cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1313                     cross_ts_number_count(crmax) = 0, &
1314                     dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1315                     dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0
1316               
1317
1318    REAL(wp) ::  cross_ts_uymax(20) = &
1319                             (/ 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1320                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1321                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1322                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp /),&
1323                 cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999_wp, &
1324                 cross_ts_uymin(20) = &
1325                             (/ 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,  -5.000_wp, 999.999_wp,   &
1326                                999.999_wp,   0.000_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1327                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1328                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp /),&
1329                 cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999_wp
1330
1331    SAVE
1332
1333 END MODULE profil_parameter
1334
1335
1336
1337
1338 MODULE spectrum
1339
1340!------------------------------------------------------------------------------!
1341! Description:
1342! ------------
1343! Definition of quantities used for computing spectra
1344!------------------------------------------------------------------------------!
1345
1346    USE kinds
1347
1348    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1349                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1350    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1351    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1352    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1353                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1354                                              '-power spectrum of v     ', &
1355                                              '-power spectrum of w     ', &
1356                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1357                                              '-power spectrum of q     ' /)
1358    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1359                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1360                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1361                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1362                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1363                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1364
1365    INTEGER(iwp) ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1366
1367    INTEGER(iwp) ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1368                     lstyles(100) = (/ 0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1369                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1370                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1371                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1372                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1373                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1374                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1375                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1376                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1377                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1378                     plot_spectra_level(100) = 999999
1379
1380    REAL(wp)    ::  time_to_start_sp = 0.0_wp
1381
1382    SAVE
1383
1384 END MODULE spectrum
1385
1386
1387
1388
1389 MODULE statistics
1390
1391!------------------------------------------------------------------------------!
1392! Description:
1393! ------------
1394! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1395!------------------------------------------------------------------------------!
1396
1397    USE kinds
1398
1399    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1400    INTEGER(iwp) ::  pr_palm = 100, statistic_regions = 0
1401    INTEGER(iwp) ::  u_max_ijk(3) = -1, v_max_ijk(3) = -1, w_max_ijk(3) = -1
1402    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1403    REAL(wp) ::     u_max, v_max, w_max
1404    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l,   &
1405                                                  weight_substep, weight_pres
1406    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value, &
1407                                                  sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, &
1408                                                  sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,   &
1409                                                  sums_ws2_ws_l,                  &
1410                                                  sums_wsnrs_ws_l,                &
1411                                                  sums_wspts_ws_l,                &
1412                                                  sums_wssas_ws_l,                &
1413                                                  sums_wsqs_ws_l,                 &
1414                                                  sums_wsqrs_ws_l,                &
1415                                                  sums_ls_l
1416                                             
1417    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1418                                                  spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1419                                                  sums_up_fraction_l
1420    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1421
1422    SAVE
1423
1424 END MODULE statistics
1425
1426
1427
1428
1429 MODULE transpose_indices
1430
1431!------------------------------------------------------------------------------!
1432! Description:
1433! ------------
1434! Definition of indices for transposed arrays
1435!------------------------------------------------------------------------------!
1436
1437    USE kinds
1438
1439    INTEGER(iwp) ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z,      &
1440                     nys_x, nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_y, nzt_yd
1441               
1442
1443    SAVE
1444
1445 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.