source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 1497

Last change on this file since 1497 was 1497, checked in by maronga, 7 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 66.8 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 1497 2014-12-02 17:28:07Z maronga $
27!
28! 1496 2014-12-02 17:25:50Z maronga
29! Renamed "radiation" -> "cloud_top_radiation"
30!
31! 1484 2014-10-21 10:53:05Z kanani
32! Changes due to new module structure of the plant canopy model:
33!   canopy-model related parameters/variables moved to module
34!   plant_canopy_model_mod
35!
36! 1468 2014-09-24 14:06:57Z maronga
37! Adapted for use on up to 6-digit processor cores.
38! Increased identifier string length for user-defined quantities to 20.
39!
40! 1450 2014-08-21 07:31:51Z heinze
41! ntnudge from 100 to 1000 increased to allow longer simulations
42!
43! 1431 2014-07-15 14:47:17Z suehring
44! +var_d
45!
46! 1429 2014-07-15 12:53:45Z knoop
47! +ensemble_member_nr to prepare the random_generator for ensemble runs
48!
49! 1382 2014-04-30 12:15:41Z boeske
50! Renamed variables which store large scale forcing tendencies
51! pt_lsa -> td_lsa_lpt, pt_subs -> td_sub_lpt,
52! q_lsa  -> td_lsa_q,   q_subs  -> td_sub_q
53!
54! 1365 2014-04-22 15:03:56Z boeske
55! Usage of large scale forcing enabled:
56! increase pr_palm from 90 to 100 to allow for more standard profiles
57! + ngp_sums_ls, pt_lsa, pt_subs, q_lsa, q_subs, tmp_tnudge, sums_ls_l,
58! use_subsidence_tendencies
59!
60! 1361 2014-04-16 15:17:48Z hoffmann
61! tend_* removed
62! call_microphysics_at_all_substeps added
63! default of drizzle set to true
64!
65! 1359 2014-04-11 17:15:14Z hoffmann
66! particle_attributes moved to mod_particle_attributes.f90
67!
68! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
69! REAL constants provided with KIND-attribute
70!
71! 1327 2014-03-21 11:00:16Z raasch
72! REAL constants defined as wp-kind
73! -avs_output, data_output_format, do3d_compress, iso2d_output, netcdf_output
74!
75! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
76! ONLY-attribute added to USE-statements,
77! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
78! kinds are defined in new module kinds,
79! old module precision_kind is removed,
80! revision history before 2012 removed,
81! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
82! all variable declaration statements
83!
84! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
85! module cpulog moved to new separate module-file
86! interface for cpu_log removed
87!
88! 1314 2014-03-14 18:25:17Z suehring
89! + log_z_z0, number_of_sublayers, z0_av_global
90! 1308 2014-03-13 14:58:42Z fricke
91! +ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
92!
93! 1257 2013-11-08 15:18:40Z raasch
94! set default values for grid indices of maximum velocity components
95! u|v|w_max_ijk
96!
97! 1241 2013-10-30 11:36:58Z heinze
98! Usage of nudging enabled
99! +nudging, ntnudge, ptnudge, qnudge, tnudge, unudge, vnudge, wnudge
100! increase pr_palm from 80 to 90 to allow for more standard profiles
101!
102! Enable prescribed time depenend surface fluxes and geostrophic wind read in
103! from external file LSF_DATA
104! +large_scale_forcing, lsf_surf, lsf_vert, nlsf, time_surf, shf_surf, qsws_surf,
105!  pt_surf, q_surf, p_surf, time_vert, ug_vert, vg_vert, wsubs_vert
106!
107! 1221 2013-09-10 08:59:13Z raasch
108! wall_flags_0 changed to 32bit int, +wall_flags_00,
109! +rflags_s_inner, rflags_invers
110!
111! 1216 2013-08-26 09:31:42Z raasch
112! +transpose_compute_overlap,
113! several variables are now defined in the serial (non-parallel) case also
114!
115! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
116! +tri
117!
118! 1179 2013-06-14 05:57:58Z raasch
119! +reference_state, ref_state, use_initial_profile_as_reference, vpt_reference,
120! use_reference renamed use_single_reference_value
121!
122! 1159 2013-05-21 11:58:22Z fricke
123! -bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
124! +use_cmax
125!
126! 1128 2013-04-12 06:19:32Z raasch
127! +background_communication, i_left, i_right, j_north, j_south, req, req_count,
128! send_receive, sendrecv_in_background, wait_stat
129!
130! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
131! unused variables removed
132!
133! 1113 2013-03-10 02:48:14Z raasch
134! +on_device
135!
136! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
137! +tric, nr_timesteps_this_run
138!
139! 1106 2013-03-04 05:31:38Z raasch
140! array_kind renamed precision_kind, pdims defined in serial code
141! bugfix: default value assigned to coupling_start_time
142!
143! 1095 2013-02-03 02:21:01Z raasch
144! FORTRAN error in r1092 removed
145!
146! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
147! character length in some derived type changed for better alignment
148!
149! 1065 2012-11-22 17:42:36Z hoffmann
150! + c_sedimentation, limiter_sedimentation, turbulence, a_1, a_2, a_3, b_1, b_2,
151! + b_3, c_1, c_2, c_3, beta_cc
152!
153! bottom boundary condition of qr, nr changed from Dirichlet to Neumann
154!
155! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
156! necessary expansions according to the two new prognostic equations (nr, qr)
157! of the two-moment cloud physics scheme:
158! +*_init, flux_l_*, diss_l_*, flux_s_*, diss_s_*, *sws, *swst, tend_*, *, *_p
159! +t*_m, *_1, *_2, *_3, *_av, bc_*_b, bc_*_t, ibc_*_b, ibc_*_t, bc_*_t_val,
160! +*_vertical_gradient, *_surface_initial_change, *_vertical_gradient_level,
161! +*_vertical_gradient_level_ind, *_surface, constant_waterflux_*, 
162! +cloud_scheme, icloud_scheme, surface_waterflux_*, sums_ws*s_ws_l, wall_*flux
163!
164! constants for the two-moment scheme:
165! +a_vent, a_term, b_vent, b_term, c_evap, c_term, cof, eps_sb, k_cc, k_cr, k_rr,
166! +k_br, kappa_rr, kin_vis_air, mu_constant_value, nc, pirho_l, dpirho_l, rho_1,
167! +schmidt, schmidt_p_1d3, stp, x0, xmin, xmax, dt_precipitation, w_precipitation
168!
169! steering parameters for the two_moment scheme:
170! +mu_constant, ventilation_effect
171!
172! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
173! code put under GPL (PALM 3.9)
174!
175! 1031 2012-10-19 14:35:30Z raasch
176! +output_format_netcdf
177!
178! 1015 2012-09-27 09:23:24Z raasch
179! +acc_rank, num_acc_per_node,
180! -adjust_mixing_length
181!
182! 1010 2012-09-20 07:59:54Z raasch
183! pointer free version can be generated with cpp switch __nopointer
184!
185! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
186! -grid_matching, nxa, nya, etc., nnx_pe, nny_pe, spl_*
187!
188! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
189! -asselin_filter_factor, cut_spline_overshoot, dt_changed, last_dt_change,
190! last_dt_change_1d, long_filter_factor, overshoot_limit_*, ups_limit_*
191! several pointer/target arrays converted to normal ones
192!
193! 996 2012-09-07 10:41:47Z raasch
194! -use_prior_plot1d_parameters
195!
196! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
197! +c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l,
198! +bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
199! -km_damp_x, km_damp_y, km_damp_max, outflow_damping_width
200! +z0h, z0h_av, z0h_factor, z0h1d
201! +ptdf_x, ptdf_y, pt_damping_width, pt_damping_factor
202!
203! 964 2012-07-26 09:14:24Z raasch
204! -cross_linecolors, cross_linestyles, cross_normalized_x, cross_normx_factor,
205! cross_normalized_y, cross_normy_factor, cross_pnc_local,
206! cross_profile_numbers, cross_profile_number_counter, cross_uxmax,
207! cross_uxmax_computed, cross_uxmax_normalized,
208! cross_uxmax_normalized_computed, cross_uxmin, cross_uxmin_computed,
209! cross_uxmin_normalized, cross_uxmin_normalized_computed, cross_uymax,
210! cross_uymin, cross_xtext, dopr_crossindex, dopr_label, linecolors, linestyles,
211! nz_do1d, profil_output, z_max_do1d, z_max_do1d_normalized
212!
213! 951 2012-07-19 14:22:52Z hoffmann
214! changing profile_columns and profile_rows
215!
216! 940 2012-07-09 14:31:00Z raasch
217! +neutral
218!
219! 927 2012-06-06 19:15:04Z raasch
220! +masking_method
221!
222! 880 2012-04-13 06:28:59Z raasch
223! gathered_size, subdomain_size moved to control_parameters
224!
225! 866 2012-03-28 06:44:41Z raasch
226! interface for global_min_max changed
227!
228! 861 2012-03-26 14:18:34Z suehring
229! +wall_flags_0
230! -boundary_flags
231! +nzb_max
232! +adv_sca_1, +adv_mom_1
233!
234! 849 2012-03-15 10:35:09Z raasch
235! +deleted_particles, deleted_tails, tr.._count_sum, tr.._count_recv_sum in
236! particle_attributes,
237! +de_dx, de_dy, de_dz in arrays_3d,
238! first_call_advec_particles renamed first_call_lpm
239!
240! 828 2012-02-21 12:00:36Z raasch
241! +dissipation_classes, radius_classes, use_kernel_tables,
242! particle feature color renamed class
243!
244! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
245! +bfactor, curvature_solution_effects, eps_ros, molecular_weight_of_water,
246! vanthoff, -b_cond in cloud_parameters,
247! dopts_num increased to 29, particle attributes speed_x|y|z_sgs renamed
248! rvar1|2|3
249! wang_collision_kernel and turbulence_effects_on_collision replaced by
250! collision_kernel, hall_kernel, palm_kernel, wang_kernel
251!
252! 809 2012-01-30 13:32:58Z marongas
253! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
254!
255! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
256! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files.
257! New parameter check_restart has been defined which is needed by
258! check_namelist_files only.
259!
260! 805 2012-01-17 15:53:28Z franke
261! Bugfix collective_wait must be out of parallel branch for runs in serial mode
262!
263! 801 2012-01-10 17:30:36Z suehring
264! Dimesion of sums_wsus_ws_l, ! sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
265! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l increased.
266! for thread-safe summation in advec_ws.
267!
268! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
269!
270! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
271! version 3.1b (last under RCS control)
272!
273! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
274! Initial revision
275!
276!
277! Description:
278! ------------
279! Definition of variables for special advection schemes
280!------------------------------------------------------------------------------!
281    USE kinds
282
283    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex
284
285    SAVE
286
287 END MODULE advection
288
289
290
291
292 MODULE arrays_3d
293
294!------------------------------------------------------------------------------!
295! Description:
296! ------------
297! Definition of all arrays defined on the computational grid
298!------------------------------------------------------------------------------!
299
300    USE kinds
301
302    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                     &
303          c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l, ddzu, ddzu_pres,     &
304          dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, l_grid,           &
305          nc_1d, nr_1d, ptdf_x, ptdf_y, p_surf, pt_surf, pt_1d, pt_init,       &
306          qsws_surf, q_1d, q_init, q_surf, qc_1d, qr_1d, rdf, rdf_sc,          & 
307          ref_state, sa_init, shf_surf, timenudge, time_surf, time_vert,       &
308          tmp_tnudge, ug, u_init, u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init,                &
309          v_nzb_p1_for_vfc, w_subs, zu, zw
310
311    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                   &
312          c_u, c_v, c_w, diss_s_e, diss_s_nr, diss_s_pt, diss_s_q,             &
313          diss_s_qr, diss_s_sa, diss_s_u, diss_s_v, diss_s_w, dzu_mg, dzw_mg,  &
314          flux_s_e, flux_s_nr, flux_s_pt, flux_s_q, flux_s_qr, flux_s_sa,      &
315          flux_s_u, flux_s_v, flux_s_w, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                   &
316          mean_inflow_profiles, nrs, nrsws, nrswst, ptnudge, pt_slope_ref,     &
317          qnudge, qs, qsws, qswst, qswst_remote, qrs, qrsws, qrswst, rif,      &
318          saswsb, saswst, shf, tnudge, td_lsa_lpt, td_lsa_q, td_sub_lpt,       &
319          td_sub_q, total_2d_a, total_2d_o, ts, tswst, ug_vert, unudge, us,    &
320          usws, uswst, vnudge, vg_vert, vsws, vswst, wnudge, wsubs_vert, z0, z0h
321
322    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                 &
323          d, de_dx, de_dy, de_dz, diss, diss_l_e,                              &
324          diss_l_nr, diss_l_pt, diss_l_q, diss_l_qr, diss_l_sa, diss_l_u,      &
325          diss_l_v, diss_l_w, flux_l_e, flux_l_nr, flux_l_pt, flux_l_q,        &
326          flux_l_qr, flux_l_sa, flux_l_u, flux_l_v, flux_l_w, kh, km,          &
327          l_wall, p_loc, tend, tric,                                           &
328          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,       &
329          w_m_n, w_m_r, w_m_s
330
331#if defined( __nopointer )
332    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
333          e, e_p, nr, nr_p, p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, ql_v,     &
334          ql_vp, qr, qr_p, rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m,     &
335          tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
336#else
337    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
338          e_1, e_2, e_3, p, prho_1, nr_1, nr_2, nr_3, pt_1, pt_2, pt_3, q_1,   &
339          q_2, q_3, qc_1, ql_v, ql_vp, ql_1, ql_2, qr_1, qr_2, qr_3, rho_1,    &
340          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
341
342    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                     &
343          e, e_p, nr, nr_p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, qr, qr_p,    &
344          rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m, tsa_m, tu_m, tv_m,   &
345          tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
346#endif
347
348    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall, tri
349
350    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: var_x, var_y, var_z, gamma_x,   &
351                                           gamma_y, gamma_z
352
353
354    SAVE
355
356 END MODULE arrays_3d
357
358
359
360
361 MODULE averaging
362
363!------------------------------------------------------------------------------!
364! Description:
365! ------------
366! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
367!------------------------------------------------------------------------------!
368    USE kinds
369
370    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,   &
371                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av, &
372                                          z0h_av
373
374    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
375          e_av, lpt_av, nr_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, pt_av, q_av, qc_av, &
376          ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av,&
377          u_av, v_av, vpt_av, w_av
378 
379 END MODULE averaging
380
381
382
383 MODULE cloud_parameters
384
385!------------------------------------------------------------------------------!
386! Description:
387! ------------
388! Definition of variables and constants for cloud physics
389!------------------------------------------------------------------------------!
390    USE kinds
391
392    LOGICAL ::  curvature_solution_effects = .FALSE., &
393                limiter_sedimentation = .TRUE., &
394                ventilation_effect = .FALSE.
395               
396
397    REAL(wp) ::  a_1 = 8.69E-4_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
398                 a_2 = -7.38E-5_wp,    & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
399                 a_3 = -1.40E-2_wp,    & !: coef. in turb. parametrization
400                 a_term = 9.65_wp,     & !: coef. for terminal velocity (m s-1)
401                 a_vent = 0.78_wp,     & !: coef. for ventilation effect
402                 b_1 = 11.45E-6_wp,    & !: coef. in turb. parametrization (m)
403                 b_2 = 9.68E-6_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (m)
404                 b_3 = 0.62_wp,        & !: coef. in turb. parametrization
405                 b_term = 9.8_wp,      & !: coef. for terminal velocity (m s-1)
406                 b_vent = 0.308_wp,    & !: coef. for ventilation effect
407                 beta_cc = 3.09E-4_wp, & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
408                 bfactor,              & !: solution effect on diffusional growth
409                 c_1 = 4.82E-6_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (m)
410                 c_2 = 4.8E-6_wp,      & !: coef. in turb. parametrization (m)
411                 c_3 = 0.76_wp,        & !: coef. in turb. parametrization
412                 c_const = 0.93_wp,    & !: const. in Taylor-microscale Reynolds number
413                 c_evap = 0.7_wp,      & !: constant in evaporation
414                 c_sedimentation = 2.0_wp, & !: Courant number of sedimentation process
415                 c_term = 600.0_wp,    & !: coef. for terminal velocity (m-1)
416                 cof(6) = (/ 76.18009172947146_wp,      & !: coefficients in the
417                             -86.50532032941677_wp,     & !: numerical
418                             24.01409824083091_wp,      & !: calculation of the
419                             -1.231739572450155_wp,     & !: gamma function
420                             0.1208650973866179E-2_wp,  &
421                             -0.5395239384953E-5_wp /), &
422                cp = 1005.0_wp,       & !: heat capacity of dry air (J kg-1 K-1)
423                diff_coeff_l = 0.23E-4_wp, & !: diffusivity of water vapor (m2 s-1)
424                effective_coll_efficiency, & !: effective collision efficiency
425                eps_ros = 1.0E-4_wp,  & !: accuracy of Rosenbrock method
426                eps_sb = 1.0E-20_wp,  & !: threshold in two-moments scheme
427                k_cc = 9.44E09_wp,    & !: const. cloud-cloud kernel (m3 kg-2 s-1)
428                k_cr0 = 4.33_wp,      & !: const. cloud-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
429                k_rr = 7.12_wp,       & !: const. rain-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
430                k_br = 1000._wp,      & !: const. in breakup parametrization (m-1)
431                k_st = 1.2E8_wp,      & !: const. in drizzle parametrization (m-1 s-1)
432                kappa_rr = 60.7_wp,   & !: const. in collision kernel (kg-1/3)
433                kin_vis_air = 1.4086E-5_wp, & !: kin. viscosity of air (m2 s-1)
434                l_v = 2.5E+06_wp,     & !: latent heat of vaporization (J kg-1)
435                l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, & !: l_v / cp, l_v / r_d, l_v / r_v
436                mass_of_solute = 1.0E-17_wp, & !: soluted NaCl (kg)
437                molecular_weight_of_solute = 0.05844_wp, & !: mol. m. NaCl (kg mol-1)
438                molecular_weight_of_water = 0.01801528_wp, & !: mol. m. H2O (kg mol-1)
439                nc_const = 70.0E6_wp, & !: cloud droplet concentration
440                prec_time_const = 0.001_wp, & !: coef. in Kessler scheme
441                pirho_l, dpirho_l, & !: pi * rho_l / 6.0; 6.0 / ( pi * rho_l )
442                rho_l = 1.0E3_wp,     & !: density of water (kg m-3)
443                ql_crit = 0.0005_wp,  & !: coef. in Kessler scheme
444                r_d = 287.0_wp,       & !: sp. gas const. dry air (J kg-1 K-1)
445                r_v = 461.51_wp,      & !: sp. gas const. water vapor (J kg-1 K-1)
446                schmidt = 0.71_wp,    & !: Schmidt number
447                schmidt_p_1d3,        & !: schmidt**( 1.0 / 3.0 )
448                sed_qc_const,         & !: const. for sedimentation of cloud water
449                sigma_gc = 1.3_wp,    & !: log-normal geometric standard deviation
450                stp = 2.5066282746310005_wp, & !: parameter in gamma function
451                thermal_conductivity_l = 2.43E-2_wp, & !: therm. cond. air (J m-1 s-1 K-1)
452                vanthoff = 2.0_wp,    & !: van't Hoff factor for NaCl
453                x0 = 2.6E-10_wp,      & !: separating drop mass (kg)
454                xrmin = 2.6E-10_wp,   & !: minimum rain drop size (kg)
455                xrmax = 5.0E-6_wp,    & !: maximum rain drop site (kg)
456                dt_precipitation = 100.0_wp, & !: timestep precipitation (s)
457                w_precipitation = 9.65_wp      !: maximum terminal velocity (m s-1)
458
459    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  hyrho, pt_d_t, t_d_pt 
460
461    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  precipitation_amount, &
462                                                precipitation_rate
463!
464!-- 3D array of precipitation rate
465    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prr
466
467    SAVE
468
469 END MODULE cloud_parameters
470
471
472
473
474 MODULE constants
475
476!------------------------------------------------------------------------------!
477! Description:
478! ------------
479! Definition of general constants
480!------------------------------------------------------------------------------!
481    USE kinds
482
483    REAL(wp)  ::  pi = 3.141592654_wp
484    REAL(wp)  ::  adv_mom_1, adv_mom_3, adv_mom_5, adv_sca_1, adv_sca_3, adv_sca_5
485   
486
487    SAVE
488
489 END MODULE constants
490
491
492
493
494 MODULE control_parameters
495
496!------------------------------------------------------------------------------!
497! Description:
498! ------------
499! Definition of parameters for program control
500!------------------------------------------------------------------------------!
501    USE kinds
502
503    TYPE plot_precision
504       CHARACTER (LEN=8) ::  variable
505       INTEGER(iwp)      ::  precision
506    END TYPE plot_precision
507
508    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
509                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
510                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
511                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
512                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
513
514    TYPE file_status
515       LOGICAL ::  opened, opened_before
516    END TYPE file_status
517   
518    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
519
520    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
521                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
522
523    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
524    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
525    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
526    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
527    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
528    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
529    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
530    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
531                             loop_optimization = 'default', &
532                             momentum_advec = 'ws-scheme', &
533                             psolver = 'poisfft', &
534                             scalar_advec = 'ws-scheme'
535    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
536                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
537                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
538                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
539                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
540                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
541                             bc_sa_t = 'neumann', &
542                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
543                             cloud_scheme = 'seifert_beheng', &
544                             coupling_mode = 'uncoupled', &
545                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
546                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
547                             fft_method = 'system-specific', &
548                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
549                             random_generator = 'numerical-recipes', &
550                             reference_state = 'initial_profile', &
551                             return_addres, return_username, &
552                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'                             
553    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, output_format_netcdf, &
554                             topography = 'flat'
555    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
556    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
557    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ' 
558    CHARACTER (LEN=110)  ::  run_description_header
559    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
560
561    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
562                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
563    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
564         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
565
566    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
567    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
568    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
569
570    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
571    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
572
573    INTEGER(iwp) ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
574                     average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
575                     coupling_topology = 0, &
576                     dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
577                     disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
578                     dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
579                     dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
580                     do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
581                     dp_level_ind_b = 0, dvrp_filecount = 0, &
582                     dz_stretch_level_index, ensemble_member_nr = 0, gamma_mg, gathered_size, &
583                     grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, &
584                     ibc_pt_b, ibc_pt_t, ibc_q_b, ibc_q_t, &
585                     ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, icloud_scheme, &
586                     inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
587                     intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
588                     io_group = 0, io_blocks = 1, iran = -1234567, &
589                     masks = 0, maximum_grid_level, &
590                     maximum_parallel_io_streams = -1, max_pr_user = 0, &
591                     mgcycles = 0, mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
592                     nlsf = 1000, ntnudge = 1000, netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, &
593                     nr_timesteps_this_run = 0, &
594                     nsor = 20, nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
595                     nz_do3d = -9999, prt_time_count = 0, &
596                     recycling_plane, runnr = 0, &
597                     skip_do_avs = 0, subdomain_size, terminate_coupled = 0, &
598                     terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
599
600    INTEGER(iwp) ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
601                     do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
602                     do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
603                     do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
604                     domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
605                     mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
606                     mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
607                     pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
608                     q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
609                     sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
610                     section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
611                     section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
612                     ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
613                     vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
614                     subs_vertical_gradient_level_i(10) = -9999
615
616#if defined ( __check )
617    INTEGER(iwp) :: check_restart = 0
618#endif
619
620    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) :: ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
621
622    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
623
624    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
625    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
626                    mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
627
628    LOGICAL ::  bc_lr_cyc =.TRUE., bc_lr_dirrad = .FALSE., &
629                bc_lr_raddir = .FALSE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
630                bc_ns_dirrad = .FALSE., bc_ns_raddir = .FALSE.,&
631                call_microphysics_at_all_substeps = .FALSE., &
632                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
633                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
634                cloud_top_radiation = .FALSE., &
635                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
636                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
637                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
638                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
639                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
640                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., & 
641                dissipation_control = .FALSE., disturbance_created = .FALSE., &
642                do2d_at_begin = .FALSE., do3d_at_begin = .FALSE., &
643                do_sum = .FALSE., &
644                dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
645                drizzle = .TRUE., dt_fixed = .FALSE., &
646                dt_3d_reached, dt_3d_reached_l, exchange_mg = .FALSE., &
647                first_call_lpm = .TRUE., &
648                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
649                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
650                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
651                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
652                large_scale_forcing = .FALSE., &
653                large_scale_subsidence = .FALSE., lsf_surf = .TRUE., &
654                lsf_vert = .TRUE., lptnudge = .FALSE., lqnudge = .FALSE., &
655                lunudge = .FALSE., lvnudge = .FALSE., lwnudge = .FALSE., &
656                masking_method = .FALSE., mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
657                neutral = .FALSE., nudging = .FALSE., &
658                ocean = .FALSE., on_device = .FALSE., &
659                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
660                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
661                prandtl_layer = .TRUE., &
662                precipitation = .FALSE., &
663                random_heatflux = .FALSE., &
664                run_control_header = .FALSE., run_coupled = .TRUE., &
665                scalar_rayleigh_damping = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
666                stop_dt = .FALSE., synchronous_exchange = .FALSE., &
667                terminate_run = .FALSE., transpose_compute_overlap = .FALSE., &
668                turbulence = .FALSE., turbulent_inflow = .FALSE., &
669                use_cmax = .TRUE., use_initial_profile_as_reference = .FALSE., &
670                use_prescribed_profile_data = .FALSE., &
671                use_single_reference_value = .FALSE., &
672                use_subsidence_tendencies = .FALSE., &
673                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
674                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
675                wall_adjustment = .TRUE., ws_scheme_sca = .FALSE., &
676                ws_scheme_mom = .FALSE.
677
678    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
679                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
680
681    REAL(wp) ::  advected_distance_x = 0.0_wp, advected_distance_y = 0.0_wp, &
682                 alpha_surface = 0.0_wp, atmos_ocean_sign = 1.0_wp, &
683                 averaging_interval = 0.0_wp, averaging_interval_pr = 9999999.9_wp, &
684                 averaging_interval_sp = 9999999.9_wp, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
685                 bottom_salinityflux = 0.0_wp, &
686                 building_height = 50.0_wp, building_length_x = 50.0_wp, &
687                 building_length_y = 50.0_wp, building_wall_left = 9999999.9_wp, &
688                 building_wall_south = 9999999.9_wp, canyon_height = 50.0_wp, &
689                 canyon_width_x = 9999999.9_wp, canyon_width_y = 9999999.9_wp, &
690                 canyon_wall_left = 9999999.9_wp, canyon_wall_south = 9999999.9_wp, &
691                 cfl_factor = -1.0_wp, cos_alpha_surface, &
692                 coupling_start_time = 0.0_wp, disturbance_amplitude = 0.25_wp, &
693                 disturbance_energy_limit = 0.01_wp, &
694                 disturbance_level_b = -9999999.9_wp, &
695                 disturbance_level_t = -9999999.9_wp, &
696                 dp_level_b = 0.0_wp, &
697                 dt = -1.0_wp, dt_averaging_input = 0.0_wp, &
698                 dt_averaging_input_pr = 9999999.9_wp, dt_coupling = 9999999.9_wp, &
699                 dt_data_output = 9999999.9_wp, &
700                 dt_data_output_av = 9999999.9_wp, dt_disturb = 9999999.9_wp, &
701                 dt_dopr = 9999999.9_wp, dt_dopr_listing = 9999999.9_wp, &
702                 dt_dopts = 9999999.9_wp, dt_dosp = 9999999.9_wp, dt_dots = 9999999.9_wp, &
703                 dt_do2d_xy = 9999999.9_wp, dt_do2d_xz = 9999999.9_wp, &
704                 dt_do2d_yz = 9999999.9_wp, dt_do3d = 9999999.9_wp, dt_dvrp = 9999999.9_wp, &
705                 dt_max = 20.0_wp, dt_micro = -1.0_wp, &
706                 dt_restart = 9999999.9_wp, &
707                 dt_run_control = 60.0_wp, dt_3d = -1.0_wp, dz = -1.0_wp, &
708                 dz_max = 9999999.9_wp, dz_stretch_factor = 1.08_wp, &
709                 dz_stretch_level = 100000.0_wp, e_init = 0.0_wp, e_min = 0.0_wp, &
710                 end_time = 0.0_wp, &
711                 f = 0.0_wp, fs = 0.0_wp, g = 9.81_wp, inflow_damping_height = 9999999.9_wp, &
712                 inflow_damping_width = 9999999.9_wp, kappa = 0.4_wp, km_constant = -1.0_wp,&
713                 mask_scale_x = 1.0_wp, mask_scale_y = 1.0_wp, mask_scale_z = 1.0_wp, &
714                 maximum_cpu_time_allowed = 0.0_wp,  &
715                 molecular_viscosity = 1.461E-5_wp, &
716                 old_dt = 1.0E-10_wp, omega = 7.29212E-5_wp, omega_sor = 1.8_wp, &
717                 particle_maximum_age = 9999999.9_wp, &
718                 phi = 55.0_wp, prandtl_number = 1.0_wp, &
719                 precipitation_amount_interval = 9999999.9_wp, prho_reference, &
720                 pt_damping_factor = 0.0_wp, pt_damping_width = 0.0_wp, &
721                 pt_reference = 9999999.9_wp, pt_slope_offset = 0.0_wp, &
722                 pt_surface = 300.0_wp, pt_surface_initial_change = 0.0_wp, &
723                 q_surface = 0.0_wp, q_surface_initial_change = 0.0_wp, &
724                 rayleigh_damping_factor = -1.0_wp, rayleigh_damping_height = -1.0_wp, &
725                 recycling_width = 9999999.9_wp, residual_limit = 1.0E-4_wp, &
726                 restart_time = 9999999.9_wp, rho_reference, rho_surface, &
727                 rif_max = 1.0_wp, rif_min = -5.0_wp, roughness_length = 0.1_wp, &
728                 sa_surface = 35.0_wp, &
729                 simulated_time = 0.0_wp, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
730                 skip_time_data_output = 0.0_wp, skip_time_data_output_av = 9999999.9_wp,&
731                 skip_time_dopr = 9999999.9_wp, skip_time_dosp = 9999999.9_wp, &
732                 skip_time_do2d_xy = 9999999.9_wp, skip_time_do2d_xz = 9999999.9_wp, &
733                 skip_time_do2d_yz = 9999999.9_wp, skip_time_do3d = 9999999.9_wp, &
734                 surface_heatflux = 9999999.9_wp, surface_pressure = 1013.25_wp, &
735                 surface_scalarflux = 9999999.9_wp, surface_waterflux = 9999999.9_wp, &
736                 s_surface = 0.0_wp, s_surface_initial_change = 0.0_wp, &
737                 termination_time_needed = -1.0_wp, time_coupling = 0.0_wp, &
738                 time_disturb = 0.0_wp, time_dopr = 0.0_wp, time_dopr_av = 0.0_wp, &
739                 time_dopr_listing = 0.0_wp, time_dopts = 0.0_wp, time_dosp = 0.0_wp, &
740                 time_dosp_av = 0.0_wp, time_dots = 0.0_wp, time_do2d_xy = 0.0_wp, &
741                 time_do2d_xz = 0.0_wp, time_do2d_yz = 0.0_wp, time_do3d = 0.0_wp, &
742                 time_do_av = 0.0_wp, time_do_sla = 0.0_wp, time_dvrp = 0.0_wp, &
743                 time_restart = 9999999.9_wp, time_run_control = 0.0_wp,&
744                 time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9_wp, &
745                 top_momentumflux_u = 9999999.9_wp, &
746                 top_momentumflux_v = 9999999.9_wp, top_salinityflux = 9999999.9_wp, &
747                 ug_surface = 0.0_wp, u_bulk = 0.0_wp, u_gtrans = 0.0_wp, &
748                 vg_surface = 0.0_wp, vpt_reference = 9999999.9_wp, &
749                 v_bulk = 0.0_wp, v_gtrans = 0.0_wp, wall_adjustment_factor = 1.8_wp, &
750                 z_max_do2d = -1.0_wp, z0h_factor = 1.0_wp
751
752    REAL(wp) ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0_wp, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0_wp, &
753                 do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0_wp, dpdxy(1:2) = 0.0_wp, &
754                 dt_domask(max_masks) = 9999999.9_wp, &
755                 mask_scale(3), &
756                 pt_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
757                 pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
758                 q_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
759                 q_vertical_gradient_level(10) = -1.0_wp, &
760                 s_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
761                 s_vertical_gradient_level(10) = -1.0_wp, &
762                 sa_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
763                 sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
764                 skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9_wp, threshold(20) = 0.0_wp, &
765                 time_domask(max_masks) = 0.0_wp, &
766                 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 /), &
767                 u_profile(100) = 9999999.9_wp, uv_heights(100) = 9999999.9_wp, &
768                 v_profile(100) = 9999999.9_wp, &
769                 ug_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
770                 ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
771                 vg_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
772                 vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
773                 volume_flow(1:2) = 0.0_wp, volume_flow_area(1:2) = 0.0_wp, &
774                 volume_flow_initial(1:2) = 0.0_wp, wall_heatflux(0:4) = 0.0_wp, &
775                 wall_humidityflux(0:4) = 0.0_wp, wall_nrflux(0:4) = 0.0_wp, &
776                 wall_qflux(0:4) = 0.0_wp, wall_qrflux(0:4) = 0.0_wp, &
777                 wall_salinityflux(0:4) = 0.0_wp, wall_scalarflux(0:4) = 0.0_wp, &
778                 subs_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
779                 subs_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp
780
781    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
782
783    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
784            mask_x = -1.0_wp, mask_y = -1.0_wp, mask_z = -1.0_wp
785    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
786            mask_x_loop = -1.0_wp, mask_y_loop = -1.0_wp, mask_z_loop = -1.0_wp
787   
788!
789!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
790       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
791
792    SAVE
793
794 END MODULE control_parameters
795
796
797
798 MODULE dvrp_variables
799
800!------------------------------------------------------------------------------!
801! Description:
802! ------------
803! Definition of variables used with dvrp-software
804!------------------------------------------------------------------------------!
805
806     USE kinds
807
808    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
809                           particle_dvrpsize = 'none'
810
811    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
812                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
813
814    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
815                           dvrp_file      = 'default',                    &
816                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
817                           dvrp_password  = '********',                   &
818                           dvrp_username  = ' '
819
820    INTEGER(iwp) ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
821                     dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
822                     nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
823                     nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
824                     pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
825                     pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
826                     vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
827                     vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
828
829    INTEGER(iwp), DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
830
831    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
832                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
833                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
834
835    REAL(wp)    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9_wp, clip_dvrp_n = 9999999.9_wp, &
836                    clip_dvrp_r = 9999999.9_wp, clip_dvrp_s = 9999999.9_wp, &
837                    superelevation = 1.0_wp, superelevation_x = 1.0_wp,     &
838                    superelevation_y = 1.0_wp, vc_alpha = 38.0_wp
839
840    REAL(wp), DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0_wp, 1.0_wp /), &
841                               dvrpsize_interval = (/ 0.0_wp, 1.0_wp /)
842
843    REAL(wp), DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0_wp, 0.6_wp, 0.0_wp /), &
844                               topography_color = (/ 0.8_wp, 0.7_wp, 0.6_wp /)
845
846#if defined( __decalpha )
847    REAL(wp), DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/      &
848                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
849                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
850                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp /), (/ 2, 10 /) )
851
852    REAL(wp), DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                 &
853                                   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, &
854                                   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, &
855                                   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, &
856                                   0.1_wp, 0.4_wp, 0.1_wp /), (/ 3, 10 /) )
857
858    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
859                                   RESHAPE( (/ 270.0_sp, 225.0_sp, 225.0_sp, 180.0_sp,      &
860                                                70.0_sp,  25.0_sp,  25.0_sp, -25.0_sp,      &
861                                               ( 0.0_sp, i9 = 1, 192 ) /),         &
862                                            (/ 2, 100 /) ),                     &
863                                   interval_l_dvrp = 0.5_sp, interval_s_dvrp = 1.0_sp,&
864                                   interval_a_dvrp = 0.0_sp,                       &
865                                   interval_values_dvrp_prt,                    &
866                                   interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
867                                   (/ 270.0_sp, 225.0_sp, 225.0_sp, 180.0_sp, 70.0_sp, 25.0_sp,   &
868                                      25.0_sp, -25.0_sp, ( 0.0_sp, i9 = 1, 192 ) /),     &
869                                                   (/ 2, 100 /) ),              &
870                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5_sp,                   &
871                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0_sp,                   &
872                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0_sp
873#else
874    REAL(wp), DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
875
876    REAL(wp), DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
877
878    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
879                                   interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
880                                   interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5_sp, &
881                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5_sp, interval_s_dvrp = 1.0_sp, &
882                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0_sp, interval_a_dvrp = 0.0_sp, &
883                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0_sp
884
885    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
886                                     -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
887                                     -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
888                                     -1.0_wp, 1.0_wp /
889
890    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, &
891                             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, &
892                             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, &
893                             0.1_wp, 0.4_wp, 0.1_wp /
894
895    DATA  interval_h_dvrp / 270.0_wp, 225.0_wp, 225.0_wp, 180.0_wp, 70.0_wp, 25.0_wp, &
896                            25.0_wp, -25.0_wp, 192 * 0.0_wp /
897
898    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0_wp, 225.0_wp, 225.0_wp, 180.0_wp, 70.0_wp, 25.0_wp, &
899                                25.0_wp, -25.0_wp, 192 * 0.0_wp /
900#endif
901
902    REAL(sp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
903
904    TYPE steering
905       CHARACTER (LEN=24) ::  name
906       REAL(sp)           ::  min, max
907       INTEGER(iwp)       ::  imin, imax
908    END TYPE steering
909
910    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
911
912    SAVE
913
914 END MODULE dvrp_variables
915
916
917
918
919 MODULE grid_variables
920
921!------------------------------------------------------------------------------!
922! Description:
923! ------------
924! Definition of grid spacings
925!------------------------------------------------------------------------------!
926
927    USE kinds
928
929    REAL(wp) ::  ddx, ddx2, dx = 1.0_wp, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0_wp, dy2
930
931    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
932
933    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
934                                              fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
935                                              wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
936                                              zu_s_inner, zw_w_inner
937
938    SAVE
939
940 END MODULE grid_variables
941
942
943
944
945 MODULE indices
946
947!------------------------------------------------------------------------------!
948! Description:
949! ------------
950! Definition of array bounds, number of gridpoints, and wall flag arrays
951!------------------------------------------------------------------------------!
952
953    USE kinds
954
955    INTEGER(iwp) ::  i_left, i_right, j_north, j_south, nbgp = 3, ngp_sums,         &
956                     ngp_sums_ls, nnx, nx = 0, nx_a, nx_o, nxl, nxlg, nxlu, nxr,    &
957                     nxrg, nx_on_file, nny, ny = 0, ny_a, ny_o, nyn, nyng, nys,     &
958                     nysg, nysv, ny_on_file, nnz, nz = 0, nzb, nzb_diff, nzb_max,   &
959                     nzt, nzt_diff
960
961
962    INTEGER(idp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
963                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
964
965    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                  &
966                   ngp_2dh, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
967
968
969    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE :: ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner,  &
970                   mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner, nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u,    &
971                   nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer, nzb_s_inner, nzb_s_outer,    &
972                   nzb_u_inner, nzb_u_outer, nzb_v_inner, nzb_v_outer,            &
973                   nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
974
975    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
976
977    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  wall_flags_0, wall_flags_00
978
979    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE,  TARGET ::                       &
980                   wall_flags_1, wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4,        &
981                   wall_flags_5, wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8,        &
982                   wall_flags_9, wall_flags_10
983
984    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  rflags_s_inner, rflags_invers
985
986    SAVE
987
988 END MODULE indices
989
990
991
992
993 MODULE interfaces
994
995!------------------------------------------------------------------------------!
996! Description:
997! ------------
998! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
999!------------------------------------------------------------------------------!
1000
1001    INTERFACE
1002
1003       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, offset, &
1004                                   wert, wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
1005
1006          USE kinds
1007
1008          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)      ::  mode
1009          INTEGER(iwp), INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
1010          INTEGER(iwp)                       ::  wert_ijk(3)
1011          INTEGER(iwp), OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
1012          REAL(wp)                           ::  offset, wert
1013          REAL(wp), OPTIONAL                 ::  wert1
1014          REAL(wp), INTENT(IN)               ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
1015
1016       END SUBROUTINE global_min_max
1017
1018    END INTERFACE
1019
1020    SAVE
1021
1022 END MODULE interfaces
1023
1024
1025
1026 MODULE pointer_interfaces
1027
1028!------------------------------------------------------------------------------!
1029! Description:
1030! ------------
1031! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
1032! prognostic_equations
1033!------------------------------------------------------------------------------!
1034
1035    INTERFACE
1036
1037       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
1038
1039          USE kinds
1040
1041          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
1042#if defined( __nopointer )
1043          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:) ::  sk
1044#else
1045          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
1046#endif
1047       END SUBROUTINE advec_s_bc
1048
1049    END INTERFACE
1050
1051
1052    SAVE
1053
1054 END MODULE pointer_interfaces
1055
1056
1057
1058
1059 MODULE model_1d
1060
1061!------------------------------------------------------------------------------!
1062! Description:
1063! ------------
1064! Definition of variables for the 1D-model
1065!------------------------------------------------------------------------------!
1066
1067    USE kinds
1068
1069    INTEGER(iwp) ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d
1070
1071    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
1072
1073    REAL(wp) ::     damp_level_1d = -1.0_wp, dt_1d = 60.0_wp, dt_max_1d = 300.0_wp, &
1074                    dt_pr_1d = 9999999.9_wp, dt_run_control_1d = 60.0_wp, &
1075                    end_time_1d = 864000.0_wp, old_dt_1d = 1.0E-10_wp, &
1076                    qs1d, simulated_time_1d = 0.0_wp, time_pr_1d = 0.0_wp, &
1077                    time_run_control_1d = 0.0_wp, ts1d, us1d, usws1d, &
1078                    vsws1d, z01d, z0h1d
1079
1080
1081    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_p, kh1d, km1d, l_black, l1d,  &
1082                                            rif1d, te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, &
1083                                            te_vm, u1d, u1d_p, v1d, v1d_p
1084
1085    SAVE
1086
1087 END MODULE model_1d
1088
1089
1090
1091
1092 MODULE netcdf_control
1093
1094!------------------------------------------------------------------------------!
1095! Description:
1096! ------------
1097! Definition of parameters and variables for netcdf control.
1098!------------------------------------------------------------------------------!
1099
1100    USE control_parameters, ONLY: max_masks
1101    USE kinds
1102#if defined( __netcdf )
1103    USE netcdf
1104#endif
1105
1106    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 29, dots_max = 100
1107
1108    INTEGER(iwp) ::  dots_num = 23
1109
1110    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
1111         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
1112            'z_i   ' /)
1113
1114    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
1115         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
1116            'z_i   ' /)
1117
1118    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
1119          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
1120             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
1121             'w_up   ', 'w_down ', 'radius ', 'r_min  ', 'r_max  ', 'npt_max', &
1122             'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', 'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', &
1123             'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', 'w"2    ', 'npt*2  ' /)
1124
1125    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
1126          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
1127             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
1128             'm/s    ', 'm/s    ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'number ', &
1129             'number ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
1130             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'number2' /)
1131
1132    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
1133          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
1134             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
1135             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
1136             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ', 'q*     ',            &
1137             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1138
1139    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
1140          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
1141             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
1142             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
1143             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ', 'kg/kg  ',            &
1144             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1145
1146    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
1147
1148    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
1149
1150    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
1151          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
1152             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
1153             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
1154             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
1155             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
1156             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
1157             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
1158             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1159             'not_used        ' /)
1160
1161    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
1162          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
1163             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1164             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
1165             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1166             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
1167             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
1168             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
1169             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1170             'not_used        ' /)
1171
1172    INTEGER(iwp) ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
1173                     id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
1174                     id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
1175                     id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
1176                     id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
1177                     id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
1178                     id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
1179
1180    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
1181                    id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
1182                    id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
1183                    id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
1184                    id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
1185                    id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
1186                    id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
1187                    id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
1188                    id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
1189                    id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
1190                    id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
1191                    id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
1192                    id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
1193                    id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
1194                    id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
1195                    id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
1196                    id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
1197                    id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
1198
1199    INTEGER(iwp), DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
1200    INTEGER(iwp), DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
1201    INTEGER(iwp), DIMENSION(11)  ::  nc_precision
1202    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1203
1204    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1205    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1206    INTEGER(iwp), DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1207                                               id_var_z_pr
1208    INTEGER(iwp), DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1209
1210!
1211!-- masked output
1212    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1213
1214    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1215
1216    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1217                   id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1218                   id_dim_zw_mask, &
1219                   id_set_mask, &
1220                   id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1221                   id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1222                   id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1223
1224    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1225
1226    SAVE
1227
1228 END MODULE netcdf_control
1229
1230
1231
1232
1233 MODULE pegrid
1234
1235!------------------------------------------------------------------------------!
1236! Description:
1237! ------------
1238! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1239! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1240! MPI-calls.
1241!------------------------------------------------------------------------------!
1242
1243    USE kinds
1244
1245#if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
1246#if defined( __lc )
1247    USE MPI
1248#else
1249    INCLUDE "mpif.h"
1250#endif
1251#endif
1252    CHARACTER(LEN=2) ::  send_receive = 'al'
1253    CHARACTER(LEN=7) ::  myid_char = ''
1254    INTEGER(iwp)          ::  acc_rank, comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter,       &
1255                              comm_palm, id_inflow = 0, id_recycling = 0, ierr,     &
1256                              myid = 0, myidx = 0, myidy = 0, ndim = 2, ngp_a,      &
1257                              ngp_o, ngp_xy, ngp_y, npex = -1, npey = -1,           &
1258                              numprocs = 1, numprocs_previous_run = -1,             &
1259                              num_acc_per_node = 0, pleft, pnorth, pright, psouth,  &
1260                              req_count = 0, sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz,    &
1261                              sendrecvcount_zx, sendrecvcount_zyd,                  &
1262                              sendrecvcount_yxd, target_id, tasks_per_node = -9999, &
1263                              threads_per_task = 1, type_x, type_x_int, type_xy,    &
1264                              type_y, type_y_int
1265
1266    INTEGER(iwp)          ::  pdims(2) = 1, req(100)
1267
1268    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1269                                                  hor_index_bounds_previous_run
1270
1271    LOGICAL ::  background_communication =.FALSE., collective_wait = .FALSE., &
1272                sendrecv_in_background = .FALSE.
1273
1274#if defined( __parallel )
1275#if defined( __mpi2 )
1276    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1277#endif
1278
1279    INTEGER(iwp) ::  ibuf(12), pcoord(2)
1280
1281#if ! defined ( __check )
1282    INTEGER(iwp) ::  status(MPI_STATUS_SIZE)
1283    INTEGER(iwp), DIMENSION(MPI_STATUS_SIZE,100) ::  wait_stat
1284#endif
1285
1286
1287    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz, type_yz
1288
1289    LOGICAL ::  left_border_pe  = .FALSE., north_border_pe = .FALSE., &
1290                reorder = .TRUE., right_border_pe = .FALSE.,          &
1291                south_border_pe = .FALSE.
1292
1293    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1294                              remain_dims
1295#endif
1296
1297    SAVE
1298
1299 END MODULE pegrid
1300
1301
1302
1303
1304 MODULE profil_parameter
1305
1306!------------------------------------------------------------------------------!
1307! Description:
1308! ------------
1309! Definition of variables which control PROFIL-output
1310!------------------------------------------------------------------------------!
1311
1312    USE kinds
1313
1314    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  crmax = 100
1315
1316    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1317                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1318                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1319                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1320                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1321                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1322                              ' L                  ',                         &
1323                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1324
1325    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1326                           (/ ' u v                           ', &
1327                              ' pt                            ', &
1328                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1329                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1330                              ' km kh                         ', &
1331                              ' l                             ', &
1332                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1333
1334    INTEGER(iwp) ::  profile_columns = 2, profile_rows = 3, profile_number = 0
1335
1336    INTEGER(iwp) ::  cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1337                     cross_ts_number_count(crmax) = 0, &
1338                     dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1339                     dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0
1340               
1341
1342    REAL(wp) ::  cross_ts_uymax(20) = &
1343                             (/ 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1344                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1345                                999.999_wp, 999.999_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                 cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999_wp, &
1348                 cross_ts_uymin(20) = &
1349                             (/ 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,  -5.000_wp, 999.999_wp,   &
1350                                999.999_wp,   0.000_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1351                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1352                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp /),&
1353                 cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999_wp
1354
1355    SAVE
1356
1357 END MODULE profil_parameter
1358
1359
1360
1361
1362 MODULE spectrum
1363
1364!------------------------------------------------------------------------------!
1365! Description:
1366! ------------
1367! Definition of quantities used for computing spectra
1368!------------------------------------------------------------------------------!
1369
1370    USE kinds
1371
1372    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1373                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1374    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1375    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1376    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1377                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1378                                              '-power spectrum of v     ', &
1379                                              '-power spectrum of w     ', &
1380                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1381                                              '-power spectrum of q     ' /)
1382    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1383                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1384                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1385                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1386                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1387                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1388
1389    INTEGER(iwp) ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1390
1391    INTEGER(iwp) ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1392                     lstyles(100) = (/ 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                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1398                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1399                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1400                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1401                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1402                     plot_spectra_level(100) = 999999
1403
1404    REAL(wp)    ::  time_to_start_sp = 0.0_wp
1405
1406    SAVE
1407
1408 END MODULE spectrum
1409
1410
1411
1412
1413 MODULE statistics
1414
1415!------------------------------------------------------------------------------!
1416! Description:
1417! ------------
1418! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1419!------------------------------------------------------------------------------!
1420
1421    USE kinds
1422
1423    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1424    INTEGER(iwp) ::  pr_palm = 100, statistic_regions = 0
1425    INTEGER(iwp) ::  u_max_ijk(3) = -1, v_max_ijk(3) = -1, w_max_ijk(3) = -1
1426    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1427    REAL(wp) ::     u_max, v_max, w_max
1428    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l,   &
1429                                                  var_d, weight_substep,          &
1430                                                  weight_pres
1431    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value, &
1432                                                  sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, &
1433                                                  sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,   &
1434                                                  sums_ws2_ws_l,                  &
1435                                                  sums_wsnrs_ws_l,                &
1436                                                  sums_wspts_ws_l,                &
1437                                                  sums_wssas_ws_l,                &
1438                                                  sums_wsqs_ws_l,                 &
1439                                                  sums_wsqrs_ws_l,                &
1440                                                  sums_ls_l
1441                                             
1442    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1443                                                  spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1444                                                  sums_up_fraction_l
1445    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1446
1447    SAVE
1448
1449 END MODULE statistics
1450
1451
1452
1453
1454 MODULE transpose_indices
1455
1456!------------------------------------------------------------------------------!
1457! Description:
1458! ------------
1459! Definition of indices for transposed arrays
1460!------------------------------------------------------------------------------!
1461
1462    USE kinds
1463
1464    INTEGER(iwp) ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z,      &
1465                     nys_x, nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_y, nzt_yd
1466               
1467
1468    SAVE
1469
1470 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.