source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 1485

Last change on this file since 1485 was 1485, checked in by kanani, 7 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 66.7 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 1485 2014-10-21 11:09:54Z kanani $
27!
28! 1484 2014-10-21 10:53:05Z kanani
29! Changes due to new module structure of the plant canopy model:
30!   canopy-model related parameters/variables moved to module
31!   plant_canopy_model_mod
32!
33! 1468 2014-09-24 14:06:57Z maronga
34! Adapted for use on up to 6-digit processor cores.
35! Increased identifier string length for user-defined quantities to 20.
36!
37! 1450 2014-08-21 07:31:51Z heinze
38! ntnudge from 100 to 1000 increased to allow longer simulations
39!
40! 1431 2014-07-15 14:47:17Z suehring
41! +var_d
42!
43! 1429 2014-07-15 12:53:45Z knoop
44! +ensemble_member_nr to prepare the random_generator for ensemble runs
45!
46! 1382 2014-04-30 12:15:41Z boeske
47! Renamed variables which store large scale forcing tendencies
48! pt_lsa -> td_lsa_lpt, pt_subs -> td_sub_lpt,
49! q_lsa  -> td_lsa_q,   q_subs  -> td_sub_q
50!
51! 1365 2014-04-22 15:03:56Z boeske
52! Usage of large scale forcing enabled:
53! increase pr_palm from 90 to 100 to allow for more standard profiles
54! + ngp_sums_ls, pt_lsa, pt_subs, q_lsa, q_subs, tmp_tnudge, sums_ls_l,
55! use_subsidence_tendencies
56!
57! 1361 2014-04-16 15:17:48Z hoffmann
58! tend_* removed
59! call_microphysics_at_all_substeps added
60! default of drizzle set to true
61!
62! 1359 2014-04-11 17:15:14Z hoffmann
63! particle_attributes moved to mod_particle_attributes.f90
64!
65! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
66! REAL constants provided with KIND-attribute
67!
68! 1327 2014-03-21 11:00:16Z raasch
69! REAL constants defined as wp-kind
70! -avs_output, data_output_format, do3d_compress, iso2d_output, netcdf_output
71!
72! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
73! ONLY-attribute added to USE-statements,
74! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
75! kinds are defined in new module kinds,
76! old module precision_kind is removed,
77! revision history before 2012 removed,
78! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
79! all variable declaration statements
80!
81! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
82! module cpulog moved to new separate module-file
83! interface for cpu_log removed
84!
85! 1314 2014-03-14 18:25:17Z suehring
86! + log_z_z0, number_of_sublayers, z0_av_global
87! 1308 2014-03-13 14:58:42Z fricke
88! +ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
89!
90! 1257 2013-11-08 15:18:40Z raasch
91! set default values for grid indices of maximum velocity components
92! u|v|w_max_ijk
93!
94! 1241 2013-10-30 11:36:58Z heinze
95! Usage of nudging enabled
96! +nudging, ntnudge, ptnudge, qnudge, tnudge, unudge, vnudge, wnudge
97! increase pr_palm from 80 to 90 to allow for more standard profiles
98!
99! Enable prescribed time depenend surface fluxes and geostrophic wind read in
100! from external file LSF_DATA
101! +large_scale_forcing, lsf_surf, lsf_vert, nlsf, time_surf, shf_surf, qsws_surf,
102!  pt_surf, q_surf, p_surf, time_vert, ug_vert, vg_vert, wsubs_vert
103!
104! 1221 2013-09-10 08:59:13Z raasch
105! wall_flags_0 changed to 32bit int, +wall_flags_00,
106! +rflags_s_inner, rflags_invers
107!
108! 1216 2013-08-26 09:31:42Z raasch
109! +transpose_compute_overlap,
110! several variables are now defined in the serial (non-parallel) case also
111!
112! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
113! +tri
114!
115! 1179 2013-06-14 05:57:58Z raasch
116! +reference_state, ref_state, use_initial_profile_as_reference, vpt_reference,
117! use_reference renamed use_single_reference_value
118!
119! 1159 2013-05-21 11:58:22Z fricke
120! -bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
121! +use_cmax
122!
123! 1128 2013-04-12 06:19:32Z raasch
124! +background_communication, i_left, i_right, j_north, j_south, req, req_count,
125! send_receive, sendrecv_in_background, wait_stat
126!
127! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
128! unused variables removed
129!
130! 1113 2013-03-10 02:48:14Z raasch
131! +on_device
132!
133! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
134! +tric, nr_timesteps_this_run
135!
136! 1106 2013-03-04 05:31:38Z raasch
137! array_kind renamed precision_kind, pdims defined in serial code
138! bugfix: default value assigned to coupling_start_time
139!
140! 1095 2013-02-03 02:21:01Z raasch
141! FORTRAN error in r1092 removed
142!
143! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
144! character length in some derived type changed for better alignment
145!
146! 1065 2012-11-22 17:42:36Z hoffmann
147! + c_sedimentation, limiter_sedimentation, turbulence, a_1, a_2, a_3, b_1, b_2,
148! + b_3, c_1, c_2, c_3, beta_cc
149!
150! bottom boundary condition of qr, nr changed from Dirichlet to Neumann
151!
152! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
153! necessary expansions according to the two new prognostic equations (nr, qr)
154! of the two-moment cloud physics scheme:
155! +*_init, flux_l_*, diss_l_*, flux_s_*, diss_s_*, *sws, *swst, tend_*, *, *_p
156! +t*_m, *_1, *_2, *_3, *_av, bc_*_b, bc_*_t, ibc_*_b, ibc_*_t, bc_*_t_val,
157! +*_vertical_gradient, *_surface_initial_change, *_vertical_gradient_level,
158! +*_vertical_gradient_level_ind, *_surface, constant_waterflux_*, 
159! +cloud_scheme, icloud_scheme, surface_waterflux_*, sums_ws*s_ws_l, wall_*flux
160!
161! constants for the two-moment scheme:
162! +a_vent, a_term, b_vent, b_term, c_evap, c_term, cof, eps_sb, k_cc, k_cr, k_rr,
163! +k_br, kappa_rr, kin_vis_air, mu_constant_value, nc, pirho_l, dpirho_l, rho_1,
164! +schmidt, schmidt_p_1d3, stp, x0, xmin, xmax, dt_precipitation, w_precipitation
165!
166! steering parameters for the two_moment scheme:
167! +mu_constant, ventilation_effect
168!
169! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
170! code put under GPL (PALM 3.9)
171!
172! 1031 2012-10-19 14:35:30Z raasch
173! +output_format_netcdf
174!
175! 1015 2012-09-27 09:23:24Z raasch
176! +acc_rank, num_acc_per_node,
177! -adjust_mixing_length
178!
179! 1010 2012-09-20 07:59:54Z raasch
180! pointer free version can be generated with cpp switch __nopointer
181!
182! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
183! -grid_matching, nxa, nya, etc., nnx_pe, nny_pe, spl_*
184!
185! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
186! -asselin_filter_factor, cut_spline_overshoot, dt_changed, last_dt_change,
187! last_dt_change_1d, long_filter_factor, overshoot_limit_*, ups_limit_*
188! several pointer/target arrays converted to normal ones
189!
190! 996 2012-09-07 10:41:47Z raasch
191! -use_prior_plot1d_parameters
192!
193! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
194! +c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l,
195! +bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
196! -km_damp_x, km_damp_y, km_damp_max, outflow_damping_width
197! +z0h, z0h_av, z0h_factor, z0h1d
198! +ptdf_x, ptdf_y, pt_damping_width, pt_damping_factor
199!
200! 964 2012-07-26 09:14:24Z raasch
201! -cross_linecolors, cross_linestyles, cross_normalized_x, cross_normx_factor,
202! cross_normalized_y, cross_normy_factor, cross_pnc_local,
203! cross_profile_numbers, cross_profile_number_counter, cross_uxmax,
204! cross_uxmax_computed, cross_uxmax_normalized,
205! cross_uxmax_normalized_computed, cross_uxmin, cross_uxmin_computed,
206! cross_uxmin_normalized, cross_uxmin_normalized_computed, cross_uymax,
207! cross_uymin, cross_xtext, dopr_crossindex, dopr_label, linecolors, linestyles,
208! nz_do1d, profil_output, z_max_do1d, z_max_do1d_normalized
209!
210! 951 2012-07-19 14:22:52Z hoffmann
211! changing profile_columns and profile_rows
212!
213! 940 2012-07-09 14:31:00Z raasch
214! +neutral
215!
216! 927 2012-06-06 19:15:04Z raasch
217! +masking_method
218!
219! 880 2012-04-13 06:28:59Z raasch
220! gathered_size, subdomain_size moved to control_parameters
221!
222! 866 2012-03-28 06:44:41Z raasch
223! interface for global_min_max changed
224!
225! 861 2012-03-26 14:18:34Z suehring
226! +wall_flags_0
227! -boundary_flags
228! +nzb_max
229! +adv_sca_1, +adv_mom_1
230!
231! 849 2012-03-15 10:35:09Z raasch
232! +deleted_particles, deleted_tails, tr.._count_sum, tr.._count_recv_sum in
233! particle_attributes,
234! +de_dx, de_dy, de_dz in arrays_3d,
235! first_call_advec_particles renamed first_call_lpm
236!
237! 828 2012-02-21 12:00:36Z raasch
238! +dissipation_classes, radius_classes, use_kernel_tables,
239! particle feature color renamed class
240!
241! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
242! +bfactor, curvature_solution_effects, eps_ros, molecular_weight_of_water,
243! vanthoff, -b_cond in cloud_parameters,
244! dopts_num increased to 29, particle attributes speed_x|y|z_sgs renamed
245! rvar1|2|3
246! wang_collision_kernel and turbulence_effects_on_collision replaced by
247! collision_kernel, hall_kernel, palm_kernel, wang_kernel
248!
249! 809 2012-01-30 13:32:58Z marongas
250! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
251!
252! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
253! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files.
254! New parameter check_restart has been defined which is needed by
255! check_namelist_files only.
256!
257! 805 2012-01-17 15:53:28Z franke
258! Bugfix collective_wait must be out of parallel branch for runs in serial mode
259!
260! 801 2012-01-10 17:30:36Z suehring
261! Dimesion of sums_wsus_ws_l, ! sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
262! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l increased.
263! for thread-safe summation in advec_ws.
264!
265! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
266!
267! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
268! version 3.1b (last under RCS control)
269!
270! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
271! Initial revision
272!
273!
274! Description:
275! ------------
276! Definition of variables for special advection schemes
277!------------------------------------------------------------------------------!
278    USE kinds
279
280    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex
281
282    SAVE
283
284 END MODULE advection
285
286
287
288
289 MODULE arrays_3d
290
291!------------------------------------------------------------------------------!
292! Description:
293! ------------
294! Definition of all arrays defined on the computational grid
295!------------------------------------------------------------------------------!
296
297    USE kinds
298
299    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                     &
300          c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l, ddzu, ddzu_pres,     &
301          dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, l_grid,           &
302          nc_1d, nr_1d, ptdf_x, ptdf_y, p_surf, pt_surf, pt_1d, pt_init,       &
303          qsws_surf, q_1d, q_init, q_surf, qc_1d, qr_1d, rdf, rdf_sc,          & 
304          ref_state, sa_init, shf_surf, timenudge, time_surf, time_vert,       &
305          tmp_tnudge, ug, u_init, u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init,                &
306          v_nzb_p1_for_vfc, w_subs, zu, zw
307
308    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                   &
309          c_u, c_v, c_w, diss_s_e, diss_s_nr, diss_s_pt, diss_s_q,             &
310          diss_s_qr, diss_s_sa, diss_s_u, diss_s_v, diss_s_w, dzu_mg, dzw_mg,  &
311          flux_s_e, flux_s_nr, flux_s_pt, flux_s_q, flux_s_qr, flux_s_sa,      &
312          flux_s_u, flux_s_v, flux_s_w, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                   &
313          mean_inflow_profiles, nrs, nrsws, nrswst, ptnudge, pt_slope_ref,     &
314          qnudge, qs, qsws, qswst, qswst_remote, qrs, qrsws, qrswst, rif,      &
315          saswsb, saswst, shf, tnudge, td_lsa_lpt, td_lsa_q, td_sub_lpt,       &
316          td_sub_q, total_2d_a, total_2d_o, ts, tswst, ug_vert, unudge, us,    &
317          usws, uswst, vnudge, vg_vert, vsws, vswst, wnudge, wsubs_vert, z0, z0h
318
319    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                 &
320          d, de_dx, de_dy, de_dz, diss, diss_l_e,                              &
321          diss_l_nr, diss_l_pt, diss_l_q, diss_l_qr, diss_l_sa, diss_l_u,      &
322          diss_l_v, diss_l_w, flux_l_e, flux_l_nr, flux_l_pt, flux_l_q,        &
323          flux_l_qr, flux_l_sa, flux_l_u, flux_l_v, flux_l_w, kh, km,          &
324          l_wall, p_loc, tend, tric,                                           &
325          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,       &
326          w_m_n, w_m_r, w_m_s
327
328#if defined( __nopointer )
329    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
330          e, e_p, nr, nr_p, p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, ql_v,     &
331          ql_vp, qr, qr_p, rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m,     &
332          tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
333#else
334    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
335          e_1, e_2, e_3, p, prho_1, nr_1, nr_2, nr_3, pt_1, pt_2, pt_3, q_1,   &
336          q_2, q_3, qc_1, ql_v, ql_vp, ql_1, ql_2, qr_1, qr_2, qr_3, rho_1,    &
337          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
338
339    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                     &
340          e, e_p, nr, nr_p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, qr, qr_p,    &
341          rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m, tsa_m, tu_m, tv_m,   &
342          tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
343#endif
344
345    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall, tri
346
347    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: var_x, var_y, var_z, gamma_x,   &
348                                           gamma_y, gamma_z
349
350
351    SAVE
352
353 END MODULE arrays_3d
354
355
356
357
358 MODULE averaging
359
360!------------------------------------------------------------------------------!
361! Description:
362! ------------
363! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
364!------------------------------------------------------------------------------!
365    USE kinds
366
367    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,   &
368                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av, &
369                                          z0h_av
370
371    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
372          e_av, lpt_av, nr_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, pt_av, q_av, qc_av, &
373          ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av,&
374          u_av, v_av, vpt_av, w_av
375 
376 END MODULE averaging
377
378
379
380 MODULE cloud_parameters
381
382!------------------------------------------------------------------------------!
383! Description:
384! ------------
385! Definition of variables and constants for cloud physics
386!------------------------------------------------------------------------------!
387    USE kinds
388
389    LOGICAL ::  curvature_solution_effects = .FALSE., &
390                limiter_sedimentation = .TRUE., &
391                ventilation_effect = .FALSE.
392               
393
394    REAL(wp) ::  a_1 = 8.69E-4_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
395                 a_2 = -7.38E-5_wp,    & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
396                 a_3 = -1.40E-2_wp,    & !: coef. in turb. parametrization
397                 a_term = 9.65_wp,     & !: coef. for terminal velocity (m s-1)
398                 a_vent = 0.78_wp,     & !: coef. for ventilation effect
399                 b_1 = 11.45E-6_wp,    & !: coef. in turb. parametrization (m)
400                 b_2 = 9.68E-6_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (m)
401                 b_3 = 0.62_wp,        & !: coef. in turb. parametrization
402                 b_term = 9.8_wp,      & !: coef. for terminal velocity (m s-1)
403                 b_vent = 0.308_wp,    & !: coef. for ventilation effect
404                 beta_cc = 3.09E-4_wp, & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
405                 bfactor,              & !: solution effect on diffusional growth
406                 c_1 = 4.82E-6_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (m)
407                 c_2 = 4.8E-6_wp,      & !: coef. in turb. parametrization (m)
408                 c_3 = 0.76_wp,        & !: coef. in turb. parametrization
409                 c_const = 0.93_wp,    & !: const. in Taylor-microscale Reynolds number
410                 c_evap = 0.7_wp,      & !: constant in evaporation
411                 c_sedimentation = 2.0_wp, & !: Courant number of sedimentation process
412                 c_term = 600.0_wp,    & !: coef. for terminal velocity (m-1)
413                 cof(6) = (/ 76.18009172947146_wp,      & !: coefficients in the
414                             -86.50532032941677_wp,     & !: numerical
415                             24.01409824083091_wp,      & !: calculation of the
416                             -1.231739572450155_wp,     & !: gamma function
417                             0.1208650973866179E-2_wp,  &
418                             -0.5395239384953E-5_wp /), &
419                cp = 1005.0_wp,       & !: heat capacity of dry air (J kg-1 K-1)
420                diff_coeff_l = 0.23E-4_wp, & !: diffusivity of water vapor (m2 s-1)
421                effective_coll_efficiency, & !: effective collision efficiency
422                eps_ros = 1.0E-4_wp,  & !: accuracy of Rosenbrock method
423                eps_sb = 1.0E-20_wp,  & !: threshold in two-moments scheme
424                k_cc = 9.44E09_wp,    & !: const. cloud-cloud kernel (m3 kg-2 s-1)
425                k_cr0 = 4.33_wp,      & !: const. cloud-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
426                k_rr = 7.12_wp,       & !: const. rain-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
427                k_br = 1000._wp,      & !: const. in breakup parametrization (m-1)
428                k_st = 1.2E8_wp,      & !: const. in drizzle parametrization (m-1 s-1)
429                kappa_rr = 60.7_wp,   & !: const. in collision kernel (kg-1/3)
430                kin_vis_air = 1.4086E-5_wp, & !: kin. viscosity of air (m2 s-1)
431                l_v = 2.5E+06_wp,     & !: latent heat of vaporization (J kg-1)
432                l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, & !: l_v / cp, l_v / r_d, l_v / r_v
433                mass_of_solute = 1.0E-17_wp, & !: soluted NaCl (kg)
434                molecular_weight_of_solute = 0.05844_wp, & !: mol. m. NaCl (kg mol-1)
435                molecular_weight_of_water = 0.01801528_wp, & !: mol. m. H2O (kg mol-1)
436                nc_const = 70.0E6_wp, & !: cloud droplet concentration
437                prec_time_const = 0.001_wp, & !: coef. in Kessler scheme
438                pirho_l, dpirho_l, & !: pi * rho_l / 6.0; 6.0 / ( pi * rho_l )
439                rho_l = 1.0E3_wp,     & !: density of water (kg m-3)
440                ql_crit = 0.0005_wp,  & !: coef. in Kessler scheme
441                r_d = 287.0_wp,       & !: sp. gas const. dry air (J kg-1 K-1)
442                r_v = 461.51_wp,      & !: sp. gas const. water vapor (J kg-1 K-1)
443                schmidt = 0.71_wp,    & !: Schmidt number
444                schmidt_p_1d3,        & !: schmidt**( 1.0 / 3.0 )
445                sed_qc_const,         & !: const. for sedimentation of cloud water
446                sigma_gc = 1.3_wp,    & !: log-normal geometric standard deviation
447                stp = 2.5066282746310005_wp, & !: parameter in gamma function
448                thermal_conductivity_l = 2.43E-2_wp, & !: therm. cond. air (J m-1 s-1 K-1)
449                vanthoff = 2.0_wp,    & !: van't Hoff factor for NaCl
450                x0 = 2.6E-10_wp,      & !: separating drop mass (kg)
451                xrmin = 2.6E-10_wp,   & !: minimum rain drop size (kg)
452                xrmax = 5.0E-6_wp,    & !: maximum rain drop site (kg)
453                dt_precipitation = 100.0_wp, & !: timestep precipitation (s)
454                w_precipitation = 9.65_wp      !: maximum terminal velocity (m s-1)
455
456    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  hyrho, pt_d_t, t_d_pt 
457
458    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  precipitation_amount, &
459                                                precipitation_rate
460!
461!-- 3D array of precipitation rate
462    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prr
463
464    SAVE
465
466 END MODULE cloud_parameters
467
468
469
470
471 MODULE constants
472
473!------------------------------------------------------------------------------!
474! Description:
475! ------------
476! Definition of general constants
477!------------------------------------------------------------------------------!
478    USE kinds
479
480    REAL(wp)  ::  pi = 3.141592654_wp
481    REAL(wp)  ::  adv_mom_1, adv_mom_3, adv_mom_5, adv_sca_1, adv_sca_3, adv_sca_5
482   
483
484    SAVE
485
486 END MODULE constants
487
488
489
490
491 MODULE control_parameters
492
493!------------------------------------------------------------------------------!
494! Description:
495! ------------
496! Definition of parameters for program control
497!------------------------------------------------------------------------------!
498    USE kinds
499
500    TYPE plot_precision
501       CHARACTER (LEN=8) ::  variable
502       INTEGER(iwp)      ::  precision
503    END TYPE plot_precision
504
505    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
506                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
507                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
508                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
509                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
510
511    TYPE file_status
512       LOGICAL ::  opened, opened_before
513    END TYPE file_status
514   
515    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
516
517    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
518                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
519
520    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
521    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
522    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
523    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
524    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
525    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
526    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
527    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
528                             loop_optimization = 'default', &
529                             momentum_advec = 'ws-scheme', &
530                             psolver = 'poisfft', &
531                             scalar_advec = 'ws-scheme'
532    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
533                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
534                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
535                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
536                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
537                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
538                             bc_sa_t = 'neumann', &
539                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
540                             cloud_scheme = 'seifert_beheng', &
541                             coupling_mode = 'uncoupled', &
542                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
543                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
544                             fft_method = 'system-specific', &
545                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
546                             random_generator = 'numerical-recipes', &
547                             reference_state = 'initial_profile', &
548                             return_addres, return_username, &
549                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'                             
550    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, output_format_netcdf, &
551                             topography = 'flat'
552    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
553    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
554    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ' 
555    CHARACTER (LEN=110)  ::  run_description_header
556    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
557
558    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
559                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
560    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
561         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
562
563    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
564    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
565    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
566
567    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
568    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
569
570    INTEGER(iwp) ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
571                     average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
572                     coupling_topology = 0, &
573                     dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
574                     disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
575                     dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
576                     dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
577                     do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
578                     dp_level_ind_b = 0, dvrp_filecount = 0, &
579                     dz_stretch_level_index, ensemble_member_nr = 0, gamma_mg, gathered_size, &
580                     grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, &
581                     ibc_pt_b, ibc_pt_t, ibc_q_b, ibc_q_t, &
582                     ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, icloud_scheme, &
583                     inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
584                     intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
585                     io_group = 0, io_blocks = 1, iran = -1234567, &
586                     masks = 0, maximum_grid_level, &
587                     maximum_parallel_io_streams = -1, max_pr_user = 0, &
588                     mgcycles = 0, mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
589                     nlsf = 1000, ntnudge = 1000, netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, &
590                     nr_timesteps_this_run = 0, &
591                     nsor = 20, nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
592                     nz_do3d = -9999, prt_time_count = 0, &
593                     recycling_plane, runnr = 0, &
594                     skip_do_avs = 0, subdomain_size, terminate_coupled = 0, &
595                     terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
596
597    INTEGER(iwp) ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
598                     do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
599                     do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
600                     do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
601                     domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
602                     mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
603                     mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
604                     pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
605                     q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
606                     sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
607                     section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
608                     section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
609                     ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
610                     vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
611                     subs_vertical_gradient_level_i(10) = -9999
612
613#if defined ( __check )
614    INTEGER(iwp) :: check_restart = 0
615#endif
616
617    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) :: ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
618
619    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
620
621    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
622    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
623                    mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
624
625    LOGICAL ::  bc_lr_cyc =.TRUE., bc_lr_dirrad = .FALSE., &
626                bc_lr_raddir = .FALSE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
627                bc_ns_dirrad = .FALSE., bc_ns_raddir = .FALSE.,&
628                call_microphysics_at_all_substeps = .FALSE., &
629                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
630                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
631                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
632                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
633                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
634                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
635                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
636                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., & 
637                dissipation_control = .FALSE., disturbance_created = .FALSE., &
638                do2d_at_begin = .FALSE., do3d_at_begin = .FALSE., &
639                do_sum = .FALSE., &
640                dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
641                drizzle = .TRUE., dt_fixed = .FALSE., &
642                dt_3d_reached, dt_3d_reached_l, exchange_mg = .FALSE., &
643                first_call_lpm = .TRUE., &
644                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
645                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
646                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
647                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
648                large_scale_forcing = .FALSE., &
649                large_scale_subsidence = .FALSE., lsf_surf = .TRUE., &
650                lsf_vert = .TRUE., lptnudge = .FALSE., lqnudge = .FALSE., &
651                lunudge = .FALSE., lvnudge = .FALSE., lwnudge = .FALSE., &
652                masking_method = .FALSE., mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
653                neutral = .FALSE., nudging = .FALSE., &
654                ocean = .FALSE., on_device = .FALSE., &
655                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
656                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
657                prandtl_layer = .TRUE., &
658                precipitation = .FALSE., &
659                radiation = .FALSE., random_heatflux = .FALSE., &
660                run_control_header = .FALSE., run_coupled = .TRUE., &
661                scalar_rayleigh_damping = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
662                stop_dt = .FALSE., synchronous_exchange = .FALSE., &
663                terminate_run = .FALSE., transpose_compute_overlap = .FALSE., &
664                turbulence = .FALSE., turbulent_inflow = .FALSE., &
665                use_cmax = .TRUE., use_initial_profile_as_reference = .FALSE., &
666                use_prescribed_profile_data = .FALSE., &
667                use_single_reference_value = .FALSE., &
668                use_subsidence_tendencies = .FALSE., &
669                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
670                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
671                wall_adjustment = .TRUE., ws_scheme_sca = .FALSE., &
672                ws_scheme_mom = .FALSE.
673
674    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
675                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
676
677    REAL(wp) ::  advected_distance_x = 0.0_wp, advected_distance_y = 0.0_wp, &
678                 alpha_surface = 0.0_wp, atmos_ocean_sign = 1.0_wp, &
679                 averaging_interval = 0.0_wp, averaging_interval_pr = 9999999.9_wp, &
680                 averaging_interval_sp = 9999999.9_wp, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
681                 bottom_salinityflux = 0.0_wp, &
682                 building_height = 50.0_wp, building_length_x = 50.0_wp, &
683                 building_length_y = 50.0_wp, building_wall_left = 9999999.9_wp, &
684                 building_wall_south = 9999999.9_wp, canyon_height = 50.0_wp, &
685                 canyon_width_x = 9999999.9_wp, canyon_width_y = 9999999.9_wp, &
686                 canyon_wall_left = 9999999.9_wp, canyon_wall_south = 9999999.9_wp, &
687                 cfl_factor = -1.0_wp, cos_alpha_surface, &
688                 coupling_start_time = 0.0_wp, disturbance_amplitude = 0.25_wp, &
689                 disturbance_energy_limit = 0.01_wp, &
690                 disturbance_level_b = -9999999.9_wp, &
691                 disturbance_level_t = -9999999.9_wp, &
692                 dp_level_b = 0.0_wp, &
693                 dt = -1.0_wp, dt_averaging_input = 0.0_wp, &
694                 dt_averaging_input_pr = 9999999.9_wp, dt_coupling = 9999999.9_wp, &
695                 dt_data_output = 9999999.9_wp, &
696                 dt_data_output_av = 9999999.9_wp, dt_disturb = 9999999.9_wp, &
697                 dt_dopr = 9999999.9_wp, dt_dopr_listing = 9999999.9_wp, &
698                 dt_dopts = 9999999.9_wp, dt_dosp = 9999999.9_wp, dt_dots = 9999999.9_wp, &
699                 dt_do2d_xy = 9999999.9_wp, dt_do2d_xz = 9999999.9_wp, &
700                 dt_do2d_yz = 9999999.9_wp, dt_do3d = 9999999.9_wp, dt_dvrp = 9999999.9_wp, &
701                 dt_max = 20.0_wp, dt_micro = -1.0_wp, dt_restart = 9999999.9_wp, &
702                 dt_run_control = 60.0_wp, dt_3d = -1.0_wp, dz = -1.0_wp, &
703                 dz_max = 9999999.9_wp, dz_stretch_factor = 1.08_wp, &
704                 dz_stretch_level = 100000.0_wp, e_init = 0.0_wp, e_min = 0.0_wp, &
705                 end_time = 0.0_wp, &
706                 f = 0.0_wp, fs = 0.0_wp, g = 9.81_wp, inflow_damping_height = 9999999.9_wp, &
707                 inflow_damping_width = 9999999.9_wp, kappa = 0.4_wp, km_constant = -1.0_wp,&
708                 mask_scale_x = 1.0_wp, mask_scale_y = 1.0_wp, mask_scale_z = 1.0_wp, &
709                 maximum_cpu_time_allowed = 0.0_wp,  &
710                 molecular_viscosity = 1.461E-5_wp, &
711                 old_dt = 1.0E-10_wp, omega = 7.29212E-5_wp, omega_sor = 1.8_wp, &
712                 particle_maximum_age = 9999999.9_wp, &
713                 phi = 55.0_wp, prandtl_number = 1.0_wp, &
714                 precipitation_amount_interval = 9999999.9_wp, prho_reference, &
715                 pt_damping_factor = 0.0_wp, pt_damping_width = 0.0_wp, &
716                 pt_reference = 9999999.9_wp, pt_slope_offset = 0.0_wp, &
717                 pt_surface = 300.0_wp, pt_surface_initial_change = 0.0_wp, &
718                 q_surface = 0.0_wp, q_surface_initial_change = 0.0_wp, &
719                 rayleigh_damping_factor = -1.0_wp, rayleigh_damping_height = -1.0_wp, &
720                 recycling_width = 9999999.9_wp, residual_limit = 1.0E-4_wp, &
721                 restart_time = 9999999.9_wp, rho_reference, rho_surface, &
722                 rif_max = 1.0_wp, rif_min = -5.0_wp, roughness_length = 0.1_wp, &
723                 sa_surface = 35.0_wp, &
724                 simulated_time = 0.0_wp, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
725                 skip_time_data_output = 0.0_wp, skip_time_data_output_av = 9999999.9_wp,&
726                 skip_time_dopr = 9999999.9_wp, skip_time_dosp = 9999999.9_wp, &
727                 skip_time_do2d_xy = 9999999.9_wp, skip_time_do2d_xz = 9999999.9_wp, &
728                 skip_time_do2d_yz = 9999999.9_wp, skip_time_do3d = 9999999.9_wp, &
729                 surface_heatflux = 9999999.9_wp, surface_pressure = 1013.25_wp, &
730                 surface_scalarflux = 9999999.9_wp, surface_waterflux = 9999999.9_wp, &
731                 s_surface = 0.0_wp, s_surface_initial_change = 0.0_wp, &
732                 termination_time_needed = -1.0_wp, time_coupling = 0.0_wp, &
733                 time_disturb = 0.0_wp, time_dopr = 0.0_wp, time_dopr_av = 0.0_wp, &
734                 time_dopr_listing = 0.0_wp, time_dopts = 0.0_wp, time_dosp = 0.0_wp, &
735                 time_dosp_av = 0.0_wp, time_dots = 0.0_wp, time_do2d_xy = 0.0_wp, &
736                 time_do2d_xz = 0.0_wp, time_do2d_yz = 0.0_wp, time_do3d = 0.0_wp, &
737                 time_do_av = 0.0_wp, time_do_sla = 0.0_wp, time_dvrp = 0.0_wp, &
738                 time_restart = 9999999.9_wp, time_run_control = 0.0_wp,&
739                 time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9_wp, &
740                 top_momentumflux_u = 9999999.9_wp, &
741                 top_momentumflux_v = 9999999.9_wp, top_salinityflux = 9999999.9_wp, &
742                 ug_surface = 0.0_wp, u_bulk = 0.0_wp, u_gtrans = 0.0_wp, &
743                 vg_surface = 0.0_wp, vpt_reference = 9999999.9_wp, &
744                 v_bulk = 0.0_wp, v_gtrans = 0.0_wp, wall_adjustment_factor = 1.8_wp, &
745                 z_max_do2d = -1.0_wp, z0h_factor = 1.0_wp
746
747    REAL(wp) ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0_wp, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0_wp, &
748                 do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0_wp, dpdxy(1:2) = 0.0_wp, &
749                 dt_domask(max_masks) = 9999999.9_wp, &
750                 mask_scale(3), &
751                 pt_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
752                 pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
753                 q_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
754                 q_vertical_gradient_level(10) = -1.0_wp, &
755                 s_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
756                 s_vertical_gradient_level(10) = -1.0_wp, &
757                 sa_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
758                 sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
759                 skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9_wp, threshold(20) = 0.0_wp, &
760                 time_domask(max_masks) = 0.0_wp, &
761                 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 /), &
762                 u_profile(100) = 9999999.9_wp, uv_heights(100) = 9999999.9_wp, &
763                 v_profile(100) = 9999999.9_wp, &
764                 ug_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
765                 ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
766                 vg_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
767                 vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
768                 volume_flow(1:2) = 0.0_wp, volume_flow_area(1:2) = 0.0_wp, &
769                 volume_flow_initial(1:2) = 0.0_wp, wall_heatflux(0:4) = 0.0_wp, &
770                 wall_humidityflux(0:4) = 0.0_wp, wall_nrflux(0:4) = 0.0_wp, &
771                 wall_qflux(0:4) = 0.0_wp, wall_qrflux(0:4) = 0.0_wp, &
772                 wall_salinityflux(0:4) = 0.0_wp, wall_scalarflux(0:4) = 0.0_wp, &
773                 subs_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
774                 subs_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp
775
776    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
777
778    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
779            mask_x = -1.0_wp, mask_y = -1.0_wp, mask_z = -1.0_wp
780    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
781            mask_x_loop = -1.0_wp, mask_y_loop = -1.0_wp, mask_z_loop = -1.0_wp
782   
783!
784!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
785       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
786
787    SAVE
788
789 END MODULE control_parameters
790
791
792
793 MODULE dvrp_variables
794
795!------------------------------------------------------------------------------!
796! Description:
797! ------------
798! Definition of variables used with dvrp-software
799!------------------------------------------------------------------------------!
800
801     USE kinds
802
803    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
804                           particle_dvrpsize = 'none'
805
806    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
807                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
808
809    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
810                           dvrp_file      = 'default',                    &
811                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
812                           dvrp_password  = '********',                   &
813                           dvrp_username  = ' '
814
815    INTEGER(iwp) ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
816                     dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
817                     nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
818                     nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
819                     pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
820                     pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
821                     vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
822                     vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
823
824    INTEGER(iwp), DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
825
826    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
827                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
828                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
829
830    REAL(wp)    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9_wp, clip_dvrp_n = 9999999.9_wp, &
831                    clip_dvrp_r = 9999999.9_wp, clip_dvrp_s = 9999999.9_wp, &
832                    superelevation = 1.0_wp, superelevation_x = 1.0_wp,     &
833                    superelevation_y = 1.0_wp, vc_alpha = 38.0_wp
834
835    REAL(wp), DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0_wp, 1.0_wp /), &
836                               dvrpsize_interval = (/ 0.0_wp, 1.0_wp /)
837
838    REAL(wp), DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0_wp, 0.6_wp, 0.0_wp /), &
839                               topography_color = (/ 0.8_wp, 0.7_wp, 0.6_wp /)
840
841#if defined( __decalpha )
842    REAL(wp), DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/      &
843                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -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, -1.0_wp, 1.0_wp, &
845                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp /), (/ 2, 10 /) )
846
847    REAL(wp), DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                 &
848                                   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 /), (/ 3, 10 /) )
852
853    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
854                                   RESHAPE( (/ 270.0_sp, 225.0_sp, 225.0_sp, 180.0_sp,      &
855                                                70.0_sp,  25.0_sp,  25.0_sp, -25.0_sp,      &
856                                               ( 0.0_sp, i9 = 1, 192 ) /),         &
857                                            (/ 2, 100 /) ),                     &
858                                   interval_l_dvrp = 0.5_sp, interval_s_dvrp = 1.0_sp,&
859                                   interval_a_dvrp = 0.0_sp,                       &
860                                   interval_values_dvrp_prt,                    &
861                                   interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
862                                   (/ 270.0_sp, 225.0_sp, 225.0_sp, 180.0_sp, 70.0_sp, 25.0_sp,   &
863                                      25.0_sp, -25.0_sp, ( 0.0_sp, i9 = 1, 192 ) /),     &
864                                                   (/ 2, 100 /) ),              &
865                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5_sp,                   &
866                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0_sp,                   &
867                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0_sp
868#else
869    REAL(wp), DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
870
871    REAL(wp), DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
872
873    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
874                                   interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
875                                   interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5_sp, &
876                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5_sp, interval_s_dvrp = 1.0_sp, &
877                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0_sp, interval_a_dvrp = 0.0_sp, &
878                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0_sp
879
880    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
881                                     -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
882                                     -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
883                                     -1.0_wp, 1.0_wp /
884
885    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, &
886                             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, &
887                             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, &
888                             0.1_wp, 0.4_wp, 0.1_wp /
889
890    DATA  interval_h_dvrp / 270.0_wp, 225.0_wp, 225.0_wp, 180.0_wp, 70.0_wp, 25.0_wp, &
891                            25.0_wp, -25.0_wp, 192 * 0.0_wp /
892
893    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0_wp, 225.0_wp, 225.0_wp, 180.0_wp, 70.0_wp, 25.0_wp, &
894                                25.0_wp, -25.0_wp, 192 * 0.0_wp /
895#endif
896
897    REAL(sp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
898
899    TYPE steering
900       CHARACTER (LEN=24) ::  name
901       REAL(sp)           ::  min, max
902       INTEGER(iwp)       ::  imin, imax
903    END TYPE steering
904
905    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
906
907    SAVE
908
909 END MODULE dvrp_variables
910
911
912
913
914 MODULE grid_variables
915
916!------------------------------------------------------------------------------!
917! Description:
918! ------------
919! Definition of grid spacings
920!------------------------------------------------------------------------------!
921
922    USE kinds
923
924    REAL(wp) ::  ddx, ddx2, dx = 1.0_wp, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0_wp, dy2
925
926    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
927
928    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
929                                              fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
930                                              wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
931                                              zu_s_inner, zw_w_inner
932
933    SAVE
934
935 END MODULE grid_variables
936
937
938
939
940 MODULE indices
941
942!------------------------------------------------------------------------------!
943! Description:
944! ------------
945! Definition of array bounds, number of gridpoints, and wall flag arrays
946!------------------------------------------------------------------------------!
947
948    USE kinds
949
950    INTEGER(iwp) ::  i_left, i_right, j_north, j_south, nbgp = 3, ngp_sums,         &
951                     ngp_sums_ls, nnx, nx = 0, nx_a, nx_o, nxl, nxlg, nxlu, nxr,    &
952                     nxrg, nx_on_file, nny, ny = 0, ny_a, ny_o, nyn, nyng, nys,     &
953                     nysg, nysv, ny_on_file, nnz, nz = 0, nzb, nzb_diff, nzb_max,   &
954                     nzt, nzt_diff
955
956
957    INTEGER(idp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
958                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
959
960    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                  &
961                   ngp_2dh, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
962
963
964    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE :: ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner,  &
965                   mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner, nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u,    &
966                   nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer, nzb_s_inner, nzb_s_outer,    &
967                   nzb_u_inner, nzb_u_outer, nzb_v_inner, nzb_v_outer,            &
968                   nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
969
970    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
971
972    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  wall_flags_0, wall_flags_00
973
974    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE,  TARGET ::                       &
975                   wall_flags_1, wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4,        &
976                   wall_flags_5, wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8,        &
977                   wall_flags_9, wall_flags_10
978
979    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  rflags_s_inner, rflags_invers
980
981    SAVE
982
983 END MODULE indices
984
985
986
987
988 MODULE interfaces
989
990!------------------------------------------------------------------------------!
991! Description:
992! ------------
993! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
994!------------------------------------------------------------------------------!
995
996    INTERFACE
997
998       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, offset, &
999                                   wert, wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
1000
1001          USE kinds
1002
1003          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)      ::  mode
1004          INTEGER(iwp), INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
1005          INTEGER(iwp)                       ::  wert_ijk(3)
1006          INTEGER(iwp), OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
1007          REAL(wp)                           ::  offset, wert
1008          REAL(wp), OPTIONAL                 ::  wert1
1009          REAL(wp), INTENT(IN)               ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
1010
1011       END SUBROUTINE global_min_max
1012
1013    END INTERFACE
1014
1015    SAVE
1016
1017 END MODULE interfaces
1018
1019
1020
1021 MODULE pointer_interfaces
1022
1023!------------------------------------------------------------------------------!
1024! Description:
1025! ------------
1026! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
1027! prognostic_equations
1028!------------------------------------------------------------------------------!
1029
1030    INTERFACE
1031
1032       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
1033
1034          USE kinds
1035
1036          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
1037#if defined( __nopointer )
1038          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:) ::  sk
1039#else
1040          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
1041#endif
1042       END SUBROUTINE advec_s_bc
1043
1044    END INTERFACE
1045
1046
1047    SAVE
1048
1049 END MODULE pointer_interfaces
1050
1051
1052
1053
1054 MODULE model_1d
1055
1056!------------------------------------------------------------------------------!
1057! Description:
1058! ------------
1059! Definition of variables for the 1D-model
1060!------------------------------------------------------------------------------!
1061
1062    USE kinds
1063
1064    INTEGER(iwp) ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d
1065
1066    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
1067
1068    REAL(wp) ::     damp_level_1d = -1.0_wp, dt_1d = 60.0_wp, dt_max_1d = 300.0_wp, &
1069                    dt_pr_1d = 9999999.9_wp, dt_run_control_1d = 60.0_wp, &
1070                    end_time_1d = 864000.0_wp, old_dt_1d = 1.0E-10_wp, &
1071                    qs1d, simulated_time_1d = 0.0_wp, time_pr_1d = 0.0_wp, &
1072                    time_run_control_1d = 0.0_wp, ts1d, us1d, usws1d, &
1073                    vsws1d, z01d, z0h1d
1074
1075
1076    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_p, kh1d, km1d, l_black, l1d,  &
1077                                            rif1d, te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, &
1078                                            te_vm, u1d, u1d_p, v1d, v1d_p
1079
1080    SAVE
1081
1082 END MODULE model_1d
1083
1084
1085
1086
1087 MODULE netcdf_control
1088
1089!------------------------------------------------------------------------------!
1090! Description:
1091! ------------
1092! Definition of parameters and variables for netcdf control.
1093!------------------------------------------------------------------------------!
1094
1095    USE control_parameters, ONLY: max_masks
1096    USE kinds
1097#if defined( __netcdf )
1098    USE netcdf
1099#endif
1100
1101    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 29, dots_max = 100
1102
1103    INTEGER(iwp) ::  dots_num = 23
1104
1105    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
1106         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
1107            'z_i   ' /)
1108
1109    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
1110         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
1111            'z_i   ' /)
1112
1113    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
1114          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
1115             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
1116             'w_up   ', 'w_down ', 'radius ', 'r_min  ', 'r_max  ', 'npt_max', &
1117             'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', 'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', &
1118             'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', 'w"2    ', 'npt*2  ' /)
1119
1120    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
1121          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
1122             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
1123             'm/s    ', 'm/s    ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'number ', &
1124             'number ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
1125             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'number2' /)
1126
1127    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
1128          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
1129             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
1130             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
1131             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ', 'q*     ',            &
1132             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1133
1134    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
1135          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
1136             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
1137             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
1138             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ', 'kg/kg  ',            &
1139             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1140
1141    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
1142
1143    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
1144
1145    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
1146          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
1147             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
1148             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
1149             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
1150             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
1151             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
1152             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
1153             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1154             'not_used        ' /)
1155
1156    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
1157          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
1158             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1159             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
1160             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1161             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
1162             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
1163             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
1164             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1165             'not_used        ' /)
1166
1167    INTEGER(iwp) ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
1168                     id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
1169                     id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
1170                     id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
1171                     id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
1172                     id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
1173                     id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
1174
1175    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
1176                    id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
1177                    id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
1178                    id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
1179                    id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
1180                    id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
1181                    id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
1182                    id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
1183                    id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
1184                    id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
1185                    id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
1186                    id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
1187                    id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
1188                    id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
1189                    id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
1190                    id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
1191                    id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
1192                    id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
1193
1194    INTEGER(iwp), DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
1195    INTEGER(iwp), DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
1196    INTEGER(iwp), DIMENSION(11)  ::  nc_precision
1197    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1198
1199    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1200    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1201    INTEGER(iwp), DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1202                                               id_var_z_pr
1203    INTEGER(iwp), DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1204
1205!
1206!-- masked output
1207    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1208
1209    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1210
1211    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1212                   id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1213                   id_dim_zw_mask, &
1214                   id_set_mask, &
1215                   id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1216                   id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1217                   id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1218
1219    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1220
1221    SAVE
1222
1223 END MODULE netcdf_control
1224
1225
1226
1227
1228 MODULE pegrid
1229
1230!------------------------------------------------------------------------------!
1231! Description:
1232! ------------
1233! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1234! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1235! MPI-calls.
1236!------------------------------------------------------------------------------!
1237
1238    USE kinds
1239
1240#if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
1241#if defined( __lc )
1242    USE MPI
1243#else
1244    INCLUDE "mpif.h"
1245#endif
1246#endif
1247    CHARACTER(LEN=2) ::  send_receive = 'al'
1248    CHARACTER(LEN=7) ::  myid_char = ''
1249    INTEGER(iwp)          ::  acc_rank, comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter,       &
1250                              comm_palm, id_inflow = 0, id_recycling = 0, ierr,     &
1251                              myid = 0, myidx = 0, myidy = 0, ndim = 2, ngp_a,      &
1252                              ngp_o, ngp_xy, ngp_y, npex = -1, npey = -1,           &
1253                              numprocs = 1, numprocs_previous_run = -1,             &
1254                              num_acc_per_node = 0, pleft, pnorth, pright, psouth,  &
1255                              req_count = 0, sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz,    &
1256                              sendrecvcount_zx, sendrecvcount_zyd,                  &
1257                              sendrecvcount_yxd, target_id, tasks_per_node = -9999, &
1258                              threads_per_task = 1, type_x, type_x_int, type_xy,    &
1259                              type_y, type_y_int
1260
1261    INTEGER(iwp)          ::  pdims(2) = 1, req(100)
1262
1263    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1264                                                  hor_index_bounds_previous_run
1265
1266    LOGICAL ::  background_communication =.FALSE., collective_wait = .FALSE., &
1267                sendrecv_in_background = .FALSE.
1268
1269#if defined( __parallel )
1270#if defined( __mpi2 )
1271    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1272#endif
1273
1274    INTEGER(iwp) ::  ibuf(12), pcoord(2)
1275
1276#if ! defined ( __check )
1277    INTEGER(iwp) ::  status(MPI_STATUS_SIZE)
1278    INTEGER(iwp), DIMENSION(MPI_STATUS_SIZE,100) ::  wait_stat
1279#endif
1280
1281
1282    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz, type_yz
1283
1284    LOGICAL ::  left_border_pe  = .FALSE., north_border_pe = .FALSE., &
1285                reorder = .TRUE., right_border_pe = .FALSE.,          &
1286                south_border_pe = .FALSE.
1287
1288    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1289                              remain_dims
1290#endif
1291
1292    SAVE
1293
1294 END MODULE pegrid
1295
1296
1297
1298
1299 MODULE profil_parameter
1300
1301!------------------------------------------------------------------------------!
1302! Description:
1303! ------------
1304! Definition of variables which control PROFIL-output
1305!------------------------------------------------------------------------------!
1306
1307    USE kinds
1308
1309    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  crmax = 100
1310
1311    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1312                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1313                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1314                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1315                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1316                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1317                              ' L                  ',                         &
1318                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1319
1320    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1321                           (/ ' u v                           ', &
1322                              ' pt                            ', &
1323                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1324                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1325                              ' km kh                         ', &
1326                              ' l                             ', &
1327                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1328
1329    INTEGER(iwp) ::  profile_columns = 2, profile_rows = 3, profile_number = 0
1330
1331    INTEGER(iwp) ::  cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1332                     cross_ts_number_count(crmax) = 0, &
1333                     dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1334                     dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0
1335               
1336
1337    REAL(wp) ::  cross_ts_uymax(20) = &
1338                             (/ 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1339                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1340                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1341                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp /),&
1342                 cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999_wp, &
1343                 cross_ts_uymin(20) = &
1344                             (/ 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,  -5.000_wp, 999.999_wp,   &
1345                                999.999_wp,   0.000_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1346                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1347                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp /),&
1348                 cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999_wp
1349
1350    SAVE
1351
1352 END MODULE profil_parameter
1353
1354
1355
1356
1357 MODULE spectrum
1358
1359!------------------------------------------------------------------------------!
1360! Description:
1361! ------------
1362! Definition of quantities used for computing spectra
1363!------------------------------------------------------------------------------!
1364
1365    USE kinds
1366
1367    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1368                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1369    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1370    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1371    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1372                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1373                                              '-power spectrum of v     ', &
1374                                              '-power spectrum of w     ', &
1375                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1376                                              '-power spectrum of q     ' /)
1377    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1378                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1379                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1380                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1381                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1382                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1383
1384    INTEGER(iwp) ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1385
1386    INTEGER(iwp) ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1387                     lstyles(100) = (/ 0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1388                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1389                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1390                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1391                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1392                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1393                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1394                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1395                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1396                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1397                     plot_spectra_level(100) = 999999
1398
1399    REAL(wp)    ::  time_to_start_sp = 0.0_wp
1400
1401    SAVE
1402
1403 END MODULE spectrum
1404
1405
1406
1407
1408 MODULE statistics
1409
1410!------------------------------------------------------------------------------!
1411! Description:
1412! ------------
1413! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1414!------------------------------------------------------------------------------!
1415
1416    USE kinds
1417
1418    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1419    INTEGER(iwp) ::  pr_palm = 100, statistic_regions = 0
1420    INTEGER(iwp) ::  u_max_ijk(3) = -1, v_max_ijk(3) = -1, w_max_ijk(3) = -1
1421    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1422    REAL(wp) ::     u_max, v_max, w_max
1423    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l,   &
1424                                                  var_d, weight_substep,          &
1425                                                  weight_pres
1426    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value, &
1427                                                  sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, &
1428                                                  sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,   &
1429                                                  sums_ws2_ws_l,                  &
1430                                                  sums_wsnrs_ws_l,                &
1431                                                  sums_wspts_ws_l,                &
1432                                                  sums_wssas_ws_l,                &
1433                                                  sums_wsqs_ws_l,                 &
1434                                                  sums_wsqrs_ws_l,                &
1435                                                  sums_ls_l
1436                                             
1437    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1438                                                  spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1439                                                  sums_up_fraction_l
1440    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1441
1442    SAVE
1443
1444 END MODULE statistics
1445
1446
1447
1448
1449 MODULE transpose_indices
1450
1451!------------------------------------------------------------------------------!
1452! Description:
1453! ------------
1454! Definition of indices for transposed arrays
1455!------------------------------------------------------------------------------!
1456
1457    USE kinds
1458
1459    INTEGER(iwp) ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z,      &
1460                     nys_x, nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_y, nzt_yd
1461               
1462
1463    SAVE
1464
1465 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.