source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 1667

Last change on this file since 1667 was 1667, checked in by raasch, 6 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 68.3 KB
Line 
1 MODULE advection
2
3!--------------------------------------------------------------------------------!
4! This file is part of PALM.
5!
6! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms
7! of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation,
8! either version 3 of the License, or (at your option) any later version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2014 Leibniz Universitaet Hannover
18!--------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! ------------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: modules.f90 1667 2015-09-23 08:01:16Z raasch $
27!
28! 1666 2015-09-23 07:31:10Z raasch
29! +user_interface_current_revision, user_interface_required_revision in
30! control_parameters
31!
32! 1639 2015-08-31 14:46:48Z knoop
33! Bugfix: string 'unknown' extended to match LEN=13
34!
35! 1575 2015-03-27 09:56:27Z raasch
36! +ngp_xz
37!
38! 1560 2015-03-06 10:48:54Z keck
39! +recycling_yshift
40!
41! 1557 2015-03-05 16:43:04Z suehring
42! +monotonic_adjustment
43!
44! 1551 2015-03-03 14:18:16Z maronga
45! Increased pr_palm to 120. Increased length of dots_unit and dots_label to 13
46! digits. Increased length of domask, do2d, and do3d to 20 digits.
47!
48! 1496 2014-12-02 17:25:50Z maronga
49! Renamed "radiation" -> "cloud_top_radiation"
50!
51! 1484 2014-10-21 10:53:05Z kanani
52! Changes due to new module structure of the plant canopy model:
53!   canopy-model related parameters/variables moved to module
54!   plant_canopy_model_mod
55!
56! 1468 2014-09-24 14:06:57Z maronga
57! Adapted for use on up to 6-digit processor cores.
58! Increased identifier string length for user-defined quantities to 20.
59!
60! 1450 2014-08-21 07:31:51Z heinze
61! ntnudge from 100 to 1000 increased to allow longer simulations
62!
63! 1431 2014-07-15 14:47:17Z suehring
64! +var_d
65!
66! 1429 2014-07-15 12:53:45Z knoop
67! +ensemble_member_nr to prepare the random_generator for ensemble runs
68!
69! 1382 2014-04-30 12:15:41Z boeske
70! Renamed variables which store large scale forcing tendencies
71! pt_lsa -> td_lsa_lpt, pt_subs -> td_sub_lpt,
72! q_lsa  -> td_lsa_q,   q_subs  -> td_sub_q
73!
74! 1365 2014-04-22 15:03:56Z boeske
75! Usage of large scale forcing enabled:
76! increase pr_palm from 90 to 100 to allow for more standard profiles
77! + ngp_sums_ls, pt_lsa, pt_subs, q_lsa, q_subs, tmp_tnudge, sums_ls_l,
78! use_subsidence_tendencies
79!
80! 1361 2014-04-16 15:17:48Z hoffmann
81! tend_* removed
82! call_microphysics_at_all_substeps added
83! default of drizzle set to true
84!
85! 1359 2014-04-11 17:15:14Z hoffmann
86! particle_attributes moved to mod_particle_attributes.f90
87!
88! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
89! REAL constants provided with KIND-attribute
90!
91! 1327 2014-03-21 11:00:16Z raasch
92! REAL constants defined as wp-kind
93! -avs_output, data_output_format, do3d_compress, iso2d_output, netcdf_output
94!
95! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
96! ONLY-attribute added to USE-statements,
97! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
98! kinds are defined in new module kinds,
99! old module precision_kind is removed,
100! revision history before 2012 removed,
101! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
102! all variable declaration statements
103!
104! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
105! module cpulog moved to new separate module-file
106! interface for cpu_log removed
107!
108! 1314 2014-03-14 18:25:17Z suehring
109! + log_z_z0, number_of_sublayers, z0_av_global
110! 1308 2014-03-13 14:58:42Z fricke
111! +ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
112!
113! 1257 2013-11-08 15:18:40Z raasch
114! set default values for grid indices of maximum velocity components
115! u|v|w_max_ijk
116!
117! 1241 2013-10-30 11:36:58Z heinze
118! Usage of nudging enabled
119! +nudging, ntnudge, ptnudge, qnudge, tnudge, unudge, vnudge, wnudge
120! increase pr_palm from 80 to 90 to allow for more standard profiles
121!
122! Enable prescribed time depenend surface fluxes and geostrophic wind read in
123! from external file LSF_DATA
124! +large_scale_forcing, lsf_surf, lsf_vert, nlsf, time_surf, shf_surf, qsws_surf,
125!  pt_surf, q_surf, p_surf, time_vert, ug_vert, vg_vert, wsubs_vert
126!
127! 1221 2013-09-10 08:59:13Z raasch
128! wall_flags_0 changed to 32bit int, +wall_flags_00,
129! +rflags_s_inner, rflags_invers
130!
131! 1216 2013-08-26 09:31:42Z raasch
132! +transpose_compute_overlap,
133! several variables are now defined in the serial (non-parallel) case also
134!
135! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
136! +tri
137!
138! 1179 2013-06-14 05:57:58Z raasch
139! +reference_state, ref_state, use_initial_profile_as_reference, vpt_reference,
140! use_reference renamed use_single_reference_value
141!
142! 1159 2013-05-21 11:58:22Z fricke
143! -bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
144! +use_cmax
145!
146! 1128 2013-04-12 06:19:32Z raasch
147! +background_communication, i_left, i_right, j_north, j_south, req, req_count,
148! send_receive, sendrecv_in_background, wait_stat
149!
150! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
151! unused variables removed
152!
153! 1113 2013-03-10 02:48:14Z raasch
154! +on_device
155!
156! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
157! +tric, nr_timesteps_this_run
158!
159! 1106 2013-03-04 05:31:38Z raasch
160! array_kind renamed precision_kind, pdims defined in serial code
161! bugfix: default value assigned to coupling_start_time
162!
163! 1095 2013-02-03 02:21:01Z raasch
164! FORTRAN error in r1092 removed
165!
166! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
167! character length in some derived type changed for better alignment
168!
169! 1065 2012-11-22 17:42:36Z hoffmann
170! + c_sedimentation, limiter_sedimentation, turbulence, a_1, a_2, a_3, b_1, b_2,
171! + b_3, c_1, c_2, c_3, beta_cc
172!
173! bottom boundary condition of qr, nr changed from Dirichlet to Neumann
174!
175! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
176! necessary expansions according to the two new prognostic equations (nr, qr)
177! of the two-moment cloud physics scheme:
178! +*_init, flux_l_*, diss_l_*, flux_s_*, diss_s_*, *sws, *swst, tend_*, *, *_p
179! +t*_m, *_1, *_2, *_3, *_av, bc_*_b, bc_*_t, ibc_*_b, ibc_*_t, bc_*_t_val,
180! +*_vertical_gradient, *_surface_initial_change, *_vertical_gradient_level,
181! +*_vertical_gradient_level_ind, *_surface, constant_waterflux_*, 
182! +cloud_scheme, icloud_scheme, surface_waterflux_*, sums_ws*s_ws_l, wall_*flux
183!
184! constants for the two-moment scheme:
185! +a_vent, a_term, b_vent, b_term, c_evap, c_term, cof, eps_sb, k_cc, k_cr, k_rr,
186! +k_br, kappa_rr, kin_vis_air, mu_constant_value, nc, pirho_l, dpirho_l, rho_1,
187! +schmidt, schmidt_p_1d3, stp, x0, xmin, xmax, dt_precipitation, w_precipitation
188!
189! steering parameters for the two_moment scheme:
190! +mu_constant, ventilation_effect
191!
192! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
193! code put under GPL (PALM 3.9)
194!
195! 1031 2012-10-19 14:35:30Z raasch
196! +output_format_netcdf
197!
198! 1015 2012-09-27 09:23:24Z raasch
199! +acc_rank, num_acc_per_node,
200! -adjust_mixing_length
201!
202! 1010 2012-09-20 07:59:54Z raasch
203! pointer free version can be generated with cpp switch __nopointer
204!
205! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
206! -grid_matching, nxa, nya, etc., nnx_pe, nny_pe, spl_*
207!
208! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
209! -asselin_filter_factor, cut_spline_overshoot, dt_changed, last_dt_change,
210! last_dt_change_1d, long_filter_factor, overshoot_limit_*, ups_limit_*
211! several pointer/target arrays converted to normal ones
212!
213! 996 2012-09-07 10:41:47Z raasch
214! -use_prior_plot1d_parameters
215!
216! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
217! +c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l,
218! +bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
219! -km_damp_x, km_damp_y, km_damp_max, outflow_damping_width
220! +z0h, z0h_av, z0h_factor, z0h1d
221! +ptdf_x, ptdf_y, pt_damping_width, pt_damping_factor
222!
223! 964 2012-07-26 09:14:24Z raasch
224! -cross_linecolors, cross_linestyles, cross_normalized_x, cross_normx_factor,
225! cross_normalized_y, cross_normy_factor, cross_pnc_local,
226! cross_profile_numbers, cross_profile_number_counter, cross_uxmax,
227! cross_uxmax_computed, cross_uxmax_normalized,
228! cross_uxmax_normalized_computed, cross_uxmin, cross_uxmin_computed,
229! cross_uxmin_normalized, cross_uxmin_normalized_computed, cross_uymax,
230! cross_uymin, cross_xtext, dopr_crossindex, dopr_label, linecolors, linestyles,
231! nz_do1d, profil_output, z_max_do1d, z_max_do1d_normalized
232!
233! 951 2012-07-19 14:22:52Z hoffmann
234! changing profile_columns and profile_rows
235!
236! 940 2012-07-09 14:31:00Z raasch
237! +neutral
238!
239! 927 2012-06-06 19:15:04Z raasch
240! +masking_method
241!
242! 880 2012-04-13 06:28:59Z raasch
243! gathered_size, subdomain_size moved to control_parameters
244!
245! 866 2012-03-28 06:44:41Z raasch
246! interface for global_min_max changed
247!
248! 861 2012-03-26 14:18:34Z suehring
249! +wall_flags_0
250! -boundary_flags
251! +nzb_max
252! +adv_sca_1, +adv_mom_1
253!
254! 849 2012-03-15 10:35:09Z raasch
255! +deleted_particles, deleted_tails, tr.._count_sum, tr.._count_recv_sum in
256! particle_attributes,
257! +de_dx, de_dy, de_dz in arrays_3d,
258! first_call_advec_particles renamed first_call_lpm
259!
260! 828 2012-02-21 12:00:36Z raasch
261! +dissipation_classes, radius_classes, use_kernel_tables,
262! particle feature color renamed class
263!
264! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
265! +bfactor, curvature_solution_effects, eps_ros, molecular_weight_of_water,
266! vanthoff, -b_cond in cloud_parameters,
267! dopts_num increased to 29, particle attributes speed_x|y|z_sgs renamed
268! rvar1|2|3
269! wang_collision_kernel and turbulence_effects_on_collision replaced by
270! collision_kernel, hall_kernel, palm_kernel, wang_kernel
271!
272! 809 2012-01-30 13:32:58Z marongas
273! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
274!
275! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
276! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files.
277! New parameter check_restart has been defined which is needed by
278! check_namelist_files only.
279!
280! 805 2012-01-17 15:53:28Z franke
281! Bugfix collective_wait must be out of parallel branch for runs in serial mode
282!
283! 801 2012-01-10 17:30:36Z suehring
284! Dimesion of sums_wsus_ws_l, ! sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
285! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l increased.
286! for thread-safe summation in advec_ws.
287!
288! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
289!
290! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
291! version 3.1b (last under RCS control)
292!
293! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
294! Initial revision
295!
296!
297! Description:
298! ------------
299! Definition of variables for special advection schemes
300!------------------------------------------------------------------------------!
301    USE kinds
302
303    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex
304
305    SAVE
306
307 END MODULE advection
308
309
310
311
312 MODULE arrays_3d
313
314!------------------------------------------------------------------------------!
315! Description:
316! ------------
317! Definition of all arrays defined on the computational grid
318!------------------------------------------------------------------------------!
319
320    USE kinds
321
322    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                     &
323          c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l, ddzu, ddzu_pres,     &
324          dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, l_grid,           &
325          nc_1d, nr_1d, ptdf_x, ptdf_y, p_surf, pt_surf, pt_1d, pt_init,       &
326          qsws_surf, q_1d, q_init, q_surf, qc_1d, qr_1d, rdf, rdf_sc,          & 
327          ref_state, sa_init, shf_surf, timenudge, time_surf, time_vert,       &
328          tmp_tnudge, ug, u_init, u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init,                &
329          v_nzb_p1_for_vfc, w_subs, zu, zw
330
331    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                   &
332          c_u, c_v, c_w, diss_s_e, diss_s_nr, diss_s_pt, diss_s_q,             &
333          diss_s_qr, diss_s_sa, diss_s_u, diss_s_v, diss_s_w, dzu_mg, dzw_mg,  &
334          flux_s_e, flux_s_nr, flux_s_pt, flux_s_q, flux_s_qr, flux_s_sa,      &
335          flux_s_u, flux_s_v, flux_s_w, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                   &
336          mean_inflow_profiles, nrs, nrsws, nrswst, ptnudge, pt_slope_ref,     &
337          qnudge, qs, qsws, qswst, qswst_remote, qrs, qrsws, qrswst, rif,      &
338          saswsb, saswst, shf, tnudge, td_lsa_lpt, td_lsa_q, td_sub_lpt,       &
339          td_sub_q, total_2d_a, total_2d_o, ts, tswst, ug_vert, unudge, us,    &
340          usws, uswst, vnudge, vg_vert, vsws, vswst, wnudge, wsubs_vert, z0, z0h
341
342    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                 &
343          d, de_dx, de_dy, de_dz, diss, diss_l_e,                              &
344          diss_l_nr, diss_l_pt, diss_l_q, diss_l_qr, diss_l_sa, diss_l_u,      &
345          diss_l_v, diss_l_w, flux_l_e, flux_l_nr, flux_l_pt, flux_l_q,        &
346          flux_l_qr, flux_l_sa, flux_l_u, flux_l_v, flux_l_w, kh, km,          &
347          l_wall, p_loc, tend, tric,                                           &
348          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,       &
349          w_m_n, w_m_r, w_m_s
350
351#if defined( __nopointer )
352    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
353          e, e_p, nr, nr_p, p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, ql_v,     &
354          ql_vp, qr, qr_p, rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m,     &
355          tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
356#else
357    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
358          e_1, e_2, e_3, p, prho_1, nr_1, nr_2, nr_3, pt_1, pt_2, pt_3, q_1,   &
359          q_2, q_3, qc_1, ql_v, ql_vp, ql_1, ql_2, qr_1, qr_2, qr_3, rho_1,    &
360          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
361
362    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                     &
363          e, e_p, nr, nr_p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, qr, qr_p,    &
364          rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m, tsa_m, tu_m, tv_m,   &
365          tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
366#endif
367
368    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall, tri
369
370    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: var_x, var_y, var_z, gamma_x,   &
371                                           gamma_y, gamma_z
372
373
374    SAVE
375
376 END MODULE arrays_3d
377
378
379
380
381 MODULE averaging
382
383!------------------------------------------------------------------------------!
384! Description:
385! ------------
386! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
387!------------------------------------------------------------------------------!
388    USE kinds
389
390    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,   &
391                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av, &
392                                          z0h_av
393
394    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
395          e_av, lpt_av, nr_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, pt_av, q_av, qc_av, &
396          ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av,&
397          u_av, v_av, vpt_av, w_av
398 
399 END MODULE averaging
400
401
402
403 MODULE cloud_parameters
404
405!------------------------------------------------------------------------------!
406! Description:
407! ------------
408! Definition of variables and constants for cloud physics
409!------------------------------------------------------------------------------!
410    USE kinds
411
412    LOGICAL ::  curvature_solution_effects = .FALSE., &
413                limiter_sedimentation = .TRUE., &
414                ventilation_effect = .FALSE.
415               
416
417    REAL(wp) ::  a_1 = 8.69E-4_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
418                 a_2 = -7.38E-5_wp,    & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
419                 a_3 = -1.40E-2_wp,    & !: coef. in turb. parametrization
420                 a_term = 9.65_wp,     & !: coef. for terminal velocity (m s-1)
421                 a_vent = 0.78_wp,     & !: coef. for ventilation effect
422                 b_1 = 11.45E-6_wp,    & !: coef. in turb. parametrization (m)
423                 b_2 = 9.68E-6_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (m)
424                 b_3 = 0.62_wp,        & !: coef. in turb. parametrization
425                 b_term = 9.8_wp,      & !: coef. for terminal velocity (m s-1)
426                 b_vent = 0.308_wp,    & !: coef. for ventilation effect
427                 beta_cc = 3.09E-4_wp, & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
428                 bfactor,              & !: solution effect on diffusional growth
429                 c_1 = 4.82E-6_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (m)
430                 c_2 = 4.8E-6_wp,      & !: coef. in turb. parametrization (m)
431                 c_3 = 0.76_wp,        & !: coef. in turb. parametrization
432                 c_const = 0.93_wp,    & !: const. in Taylor-microscale Reynolds number
433                 c_evap = 0.7_wp,      & !: constant in evaporation
434                 c_sedimentation = 2.0_wp, & !: Courant number of sedimentation process
435                 c_term = 600.0_wp,    & !: coef. for terminal velocity (m-1)
436                 cof(6) = (/ 76.18009172947146_wp,      & !: coefficients in the
437                             -86.50532032941677_wp,     & !: numerical
438                             24.01409824083091_wp,      & !: calculation of the
439                             -1.231739572450155_wp,     & !: gamma function
440                             0.1208650973866179E-2_wp,  &
441                             -0.5395239384953E-5_wp /), &
442                cp = 1005.0_wp,       & !: heat capacity of dry air (J kg-1 K-1)
443                diff_coeff_l = 0.23E-4_wp, & !: diffusivity of water vapor (m2 s-1)
444                effective_coll_efficiency, & !: effective collision efficiency
445                eps_ros = 1.0E-4_wp,  & !: accuracy of Rosenbrock method
446                eps_sb = 1.0E-20_wp,  & !: threshold in two-moments scheme
447                k_cc = 9.44E09_wp,    & !: const. cloud-cloud kernel (m3 kg-2 s-1)
448                k_cr0 = 4.33_wp,      & !: const. cloud-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
449                k_rr = 7.12_wp,       & !: const. rain-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
450                k_br = 1000._wp,      & !: const. in breakup parametrization (m-1)
451                k_st = 1.2E8_wp,      & !: const. in drizzle parametrization (m-1 s-1)
452                kappa_rr = 60.7_wp,   & !: const. in collision kernel (kg-1/3)
453                kin_vis_air = 1.4086E-5_wp, & !: kin. viscosity of air (m2 s-1)
454                l_v = 2.5E+06_wp,     & !: latent heat of vaporization (J kg-1)
455                l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, & !: l_v / cp, l_v / r_d, l_v / r_v
456                mass_of_solute = 1.0E-17_wp, & !: soluted NaCl (kg)
457                molecular_weight_of_solute = 0.05844_wp, & !: mol. m. NaCl (kg mol-1)
458                molecular_weight_of_water = 0.01801528_wp, & !: mol. m. H2O (kg mol-1)
459                nc_const = 70.0E6_wp, & !: cloud droplet concentration
460                prec_time_const = 0.001_wp, & !: coef. in Kessler scheme
461                pirho_l, dpirho_l, & !: pi * rho_l / 6.0; 6.0 / ( pi * rho_l )
462                rho_l = 1.0E3_wp,     & !: density of water (kg m-3)
463                ql_crit = 0.0005_wp,  & !: coef. in Kessler scheme
464                r_d = 287.0_wp,       & !: sp. gas const. dry air (J kg-1 K-1)
465                r_v = 461.51_wp,      & !: sp. gas const. water vapor (J kg-1 K-1)
466                schmidt = 0.71_wp,    & !: Schmidt number
467                schmidt_p_1d3,        & !: schmidt**( 1.0 / 3.0 )
468                sed_qc_const,         & !: const. for sedimentation of cloud water
469                sigma_gc = 1.3_wp,    & !: log-normal geometric standard deviation
470                stp = 2.5066282746310005_wp, & !: parameter in gamma function
471                thermal_conductivity_l = 2.43E-2_wp, & !: therm. cond. air (J m-1 s-1 K-1)
472                vanthoff = 2.0_wp,    & !: van't Hoff factor for NaCl
473                x0 = 2.6E-10_wp,      & !: separating drop mass (kg)
474                xrmin = 2.6E-10_wp,   & !: minimum rain drop size (kg)
475                xrmax = 5.0E-6_wp,    & !: maximum rain drop site (kg)
476                dt_precipitation = 100.0_wp, & !: timestep precipitation (s)
477                w_precipitation = 9.65_wp      !: maximum terminal velocity (m s-1)
478
479    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  hyrho, pt_d_t, t_d_pt 
480
481    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  precipitation_amount, &
482                                                precipitation_rate
483!
484!-- 3D array of precipitation rate
485    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prr
486
487    SAVE
488
489 END MODULE cloud_parameters
490
491
492
493
494 MODULE constants
495
496!------------------------------------------------------------------------------!
497! Description:
498! ------------
499! Definition of general constants
500!------------------------------------------------------------------------------!
501    USE kinds
502
503    REAL(wp)  ::  pi = 3.141592654_wp
504    REAL(wp)  ::  adv_mom_1, adv_mom_3, adv_mom_5, adv_sca_1, adv_sca_3, adv_sca_5
505   
506
507    SAVE
508
509 END MODULE constants
510
511
512
513
514 MODULE control_parameters
515
516!------------------------------------------------------------------------------!
517! Description:
518! ------------
519! Definition of parameters for program control
520!------------------------------------------------------------------------------!
521    USE kinds
522
523    TYPE plot_precision
524       CHARACTER (LEN=8) ::  variable
525       INTEGER(iwp)      ::  precision
526    END TYPE plot_precision
527
528    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
529                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
530                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
531                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
532                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
533
534    TYPE file_status
535       LOGICAL ::  opened, opened_before
536    END TYPE file_status
537   
538    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
539
540    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
541                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
542
543    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
544    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
545    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
546    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
547    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
548    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
549    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' ', &
550                             user_interface_current_revision = ' ', &
551                             user_interface_required_revision = ' '
552    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
553                             loop_optimization = 'default', &
554                             momentum_advec = 'ws-scheme', &
555                             psolver = 'poisfft', &
556                             scalar_advec = 'ws-scheme'
557    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
558                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
559                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
560                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
561                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
562                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
563                             bc_sa_t = 'neumann', &
564                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
565                             cloud_scheme = 'seifert_beheng', &
566                             coupling_mode = 'uncoupled', &
567                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
568                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
569                             fft_method = 'system-specific', &
570                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
571                             random_generator = 'numerical-recipes', &
572                             reference_state = 'initial_profile', &
573                             return_addres, return_username, &
574                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'                             
575    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, output_format_netcdf, &
576                             topography = 'flat'
577    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
578    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
579    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ' 
580    CHARACTER (LEN=110)  ::  run_description_header
581    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
582
583    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
584                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
585    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
586         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
587
588    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
589    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
590    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
591
592    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
593    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
594
595    INTEGER(iwp) ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
596                     average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
597                     coupling_topology = 0, &
598                     dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
599                     disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
600                     dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
601                     dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
602                     do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
603                     dp_level_ind_b = 0, dvrp_filecount = 0, &
604                     dz_stretch_level_index, ensemble_member_nr = 0, gamma_mg, gathered_size, &
605                     grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, &
606                     ibc_pt_b, ibc_pt_t, ibc_q_b, ibc_q_t, &
607                     ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, icloud_scheme, &
608                     inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
609                     intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
610                     io_group = 0, io_blocks = 1, iran = -1234567, &
611                     masks = 0, maximum_grid_level, &
612                     maximum_parallel_io_streams = -1, max_pr_user = 0, &
613                     mgcycles = 0, mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
614                     nlsf = 1000, ntnudge = 1000, netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, &
615                     nr_timesteps_this_run = 0, &
616                     nsor = 20, nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
617                     nz_do3d = -9999, prt_time_count = 0, &
618                     recycling_plane, runnr = 0, &
619                     skip_do_avs = 0, subdomain_size, terminate_coupled = 0, &
620                     terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
621
622    INTEGER(iwp) ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
623                     do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
624                     do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
625                     do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
626                     domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
627                     mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
628                     mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
629                     pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
630                     q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
631                     sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
632                     section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
633                     section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
634                     ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
635                     vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
636                     subs_vertical_gradient_level_i(10) = -9999
637
638#if defined ( __check )
639    INTEGER(iwp) :: check_restart = 0
640#endif
641
642    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) :: ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
643
644    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
645
646    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
647    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
648                    mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
649
650    LOGICAL ::  bc_lr_cyc =.TRUE., bc_lr_dirrad = .FALSE., &
651                bc_lr_raddir = .FALSE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
652                bc_ns_dirrad = .FALSE., bc_ns_raddir = .FALSE.,&
653                call_microphysics_at_all_substeps = .FALSE., &
654                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
655                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
656                cloud_top_radiation = .FALSE., &
657                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
658                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
659                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
660                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
661                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
662                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., & 
663                dissipation_control = .FALSE., disturbance_created = .FALSE., &
664                do2d_at_begin = .FALSE., do3d_at_begin = .FALSE., &
665                do_sum = .FALSE., &
666                dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
667                drizzle = .TRUE., dt_fixed = .FALSE., &
668                dt_3d_reached, dt_3d_reached_l, exchange_mg = .FALSE., &
669                first_call_lpm = .TRUE., &
670                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
671                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
672                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
673                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
674                large_scale_forcing = .FALSE., &
675                large_scale_subsidence = .FALSE., lsf_surf = .TRUE., &
676                lsf_vert = .TRUE., lptnudge = .FALSE., lqnudge = .FALSE., &
677                lunudge = .FALSE., lvnudge = .FALSE., lwnudge = .FALSE., &
678                masking_method = .FALSE., mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
679                monotonic_adjustment = .FALSE., &
680                neutral = .FALSE., nudging = .FALSE., &
681                ocean = .FALSE., on_device = .FALSE., &
682                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
683                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
684                prandtl_layer = .TRUE., &
685                precipitation = .FALSE., &
686                random_heatflux = .FALSE., recycling_yshift = .FALSE.,&
687                run_control_header = .FALSE., run_coupled = .TRUE., &
688                scalar_rayleigh_damping = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
689                stop_dt = .FALSE., synchronous_exchange = .FALSE., &
690                terminate_run = .FALSE., transpose_compute_overlap = .FALSE., &
691                turbulence = .FALSE., turbulent_inflow = .FALSE., &
692                use_cmax = .TRUE., use_initial_profile_as_reference = .FALSE., &
693                use_prescribed_profile_data = .FALSE., &
694                use_single_reference_value = .FALSE., &
695                use_subsidence_tendencies = .FALSE., &
696                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
697                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
698                wall_adjustment = .TRUE., ws_scheme_sca = .FALSE., &
699                ws_scheme_mom = .FALSE.
700
701    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
702                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
703
704    REAL(wp) ::  advected_distance_x = 0.0_wp, advected_distance_y = 0.0_wp, &
705                 alpha_surface = 0.0_wp, atmos_ocean_sign = 1.0_wp, &
706                 averaging_interval = 0.0_wp, averaging_interval_pr = 9999999.9_wp, &
707                 averaging_interval_sp = 9999999.9_wp, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
708                 bottom_salinityflux = 0.0_wp, &
709                 building_height = 50.0_wp, building_length_x = 50.0_wp, &
710                 building_length_y = 50.0_wp, building_wall_left = 9999999.9_wp, &
711                 building_wall_south = 9999999.9_wp, canyon_height = 50.0_wp, &
712                 canyon_width_x = 9999999.9_wp, canyon_width_y = 9999999.9_wp, &
713                 canyon_wall_left = 9999999.9_wp, canyon_wall_south = 9999999.9_wp, &
714                 cfl_factor = -1.0_wp, cos_alpha_surface, &
715                 coupling_start_time = 0.0_wp, disturbance_amplitude = 0.25_wp, &
716                 disturbance_energy_limit = 0.01_wp, &
717                 disturbance_level_b = -9999999.9_wp, &
718                 disturbance_level_t = -9999999.9_wp, &
719                 dp_level_b = 0.0_wp, &
720                 dt = -1.0_wp, dt_averaging_input = 0.0_wp, &
721                 dt_averaging_input_pr = 9999999.9_wp, dt_coupling = 9999999.9_wp, &
722                 dt_data_output = 9999999.9_wp, &
723                 dt_data_output_av = 9999999.9_wp, dt_disturb = 9999999.9_wp, &
724                 dt_dopr = 9999999.9_wp, dt_dopr_listing = 9999999.9_wp, &
725                 dt_dopts = 9999999.9_wp, dt_dosp = 9999999.9_wp, dt_dots = 9999999.9_wp, &
726                 dt_do2d_xy = 9999999.9_wp, dt_do2d_xz = 9999999.9_wp, &
727                 dt_do2d_yz = 9999999.9_wp, dt_do3d = 9999999.9_wp, dt_dvrp = 9999999.9_wp, &
728                 dt_max = 20.0_wp, dt_micro = -1.0_wp, &
729                 dt_restart = 9999999.9_wp, &
730                 dt_run_control = 60.0_wp, dt_3d = -1.0_wp, dz = -1.0_wp, &
731                 dz_max = 9999999.9_wp, dz_stretch_factor = 1.08_wp, &
732                 dz_stretch_level = 100000.0_wp, e_init = 0.0_wp, e_min = 0.0_wp, &
733                 end_time = 0.0_wp, &
734                 f = 0.0_wp, fs = 0.0_wp, g = 9.81_wp, inflow_damping_height = 9999999.9_wp, &
735                 inflow_damping_width = 9999999.9_wp, kappa = 0.4_wp, km_constant = -1.0_wp,&
736                 mask_scale_x = 1.0_wp, mask_scale_y = 1.0_wp, mask_scale_z = 1.0_wp, &
737                 maximum_cpu_time_allowed = 0.0_wp,  &
738                 molecular_viscosity = 1.461E-5_wp, &
739                 old_dt = 1.0E-10_wp, omega = 7.29212E-5_wp, omega_sor = 1.8_wp, &
740                 particle_maximum_age = 9999999.9_wp, &
741                 phi = 55.0_wp, prandtl_number = 1.0_wp, &
742                 precipitation_amount_interval = 9999999.9_wp, prho_reference, &
743                 pt_damping_factor = 0.0_wp, pt_damping_width = 0.0_wp, &
744                 pt_reference = 9999999.9_wp, pt_slope_offset = 0.0_wp, &
745                 pt_surface = 300.0_wp, pt_surface_initial_change = 0.0_wp, &
746                 q_surface = 0.0_wp, q_surface_initial_change = 0.0_wp, &
747                 rayleigh_damping_factor = -1.0_wp, rayleigh_damping_height = -1.0_wp, &
748                 recycling_width = 9999999.9_wp, residual_limit = 1.0E-4_wp, &
749                 restart_time = 9999999.9_wp, rho_reference, rho_surface, &
750                 rif_max = 1.0_wp, rif_min = -5.0_wp, roughness_length = 0.1_wp, &
751                 sa_surface = 35.0_wp, &
752                 simulated_time = 0.0_wp, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
753                 skip_time_data_output = 0.0_wp, skip_time_data_output_av = 9999999.9_wp,&
754                 skip_time_dopr = 9999999.9_wp, skip_time_dosp = 9999999.9_wp, &
755                 skip_time_do2d_xy = 9999999.9_wp, skip_time_do2d_xz = 9999999.9_wp, &
756                 skip_time_do2d_yz = 9999999.9_wp, skip_time_do3d = 9999999.9_wp, &
757                 surface_heatflux = 9999999.9_wp, surface_pressure = 1013.25_wp, &
758                 surface_scalarflux = 9999999.9_wp, surface_waterflux = 9999999.9_wp, &
759                 s_surface = 0.0_wp, s_surface_initial_change = 0.0_wp, &
760                 termination_time_needed = -1.0_wp, time_coupling = 0.0_wp, &
761                 time_disturb = 0.0_wp, time_dopr = 0.0_wp, time_dopr_av = 0.0_wp, &
762                 time_dopr_listing = 0.0_wp, time_dopts = 0.0_wp, time_dosp = 0.0_wp, &
763                 time_dosp_av = 0.0_wp, time_dots = 0.0_wp, time_do2d_xy = 0.0_wp, &
764                 time_do2d_xz = 0.0_wp, time_do2d_yz = 0.0_wp, time_do3d = 0.0_wp, &
765                 time_do_av = 0.0_wp, time_do_sla = 0.0_wp, time_dvrp = 0.0_wp, &
766                 time_restart = 9999999.9_wp, time_run_control = 0.0_wp,&
767                 time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9_wp, &
768                 top_momentumflux_u = 9999999.9_wp, &
769                 top_momentumflux_v = 9999999.9_wp, top_salinityflux = 9999999.9_wp, &
770                 ug_surface = 0.0_wp, u_bulk = 0.0_wp, u_gtrans = 0.0_wp, &
771                 vg_surface = 0.0_wp, vpt_reference = 9999999.9_wp, &
772                 v_bulk = 0.0_wp, v_gtrans = 0.0_wp, wall_adjustment_factor = 1.8_wp, &
773                 z_max_do2d = -1.0_wp, z0h_factor = 1.0_wp
774
775    REAL(wp) ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0_wp, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0_wp, &
776                 do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0_wp, dpdxy(1:2) = 0.0_wp, &
777                 dt_domask(max_masks) = 9999999.9_wp, &
778                 mask_scale(3), &
779                 pt_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
780                 pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
781                 q_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
782                 q_vertical_gradient_level(10) = -1.0_wp, &
783                 s_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
784                 s_vertical_gradient_level(10) = -1.0_wp, &
785                 sa_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
786                 sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
787                 skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9_wp, threshold(20) = 0.0_wp, &
788                 time_domask(max_masks) = 0.0_wp, &
789                 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 /), &
790                 u_profile(100) = 9999999.9_wp, uv_heights(100) = 9999999.9_wp, &
791                 v_profile(100) = 9999999.9_wp, &
792                 ug_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
793                 ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
794                 vg_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
795                 vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
796                 volume_flow(1:2) = 0.0_wp, volume_flow_area(1:2) = 0.0_wp, &
797                 volume_flow_initial(1:2) = 0.0_wp, wall_heatflux(0:4) = 0.0_wp, &
798                 wall_humidityflux(0:4) = 0.0_wp, wall_nrflux(0:4) = 0.0_wp, &
799                 wall_qflux(0:4) = 0.0_wp, wall_qrflux(0:4) = 0.0_wp, &
800                 wall_salinityflux(0:4) = 0.0_wp, wall_scalarflux(0:4) = 0.0_wp, &
801                 subs_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
802                 subs_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp
803
804    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
805
806    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
807            mask_x = -1.0_wp, mask_y = -1.0_wp, mask_z = -1.0_wp
808    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
809            mask_x_loop = -1.0_wp, mask_y_loop = -1.0_wp, mask_z_loop = -1.0_wp
810   
811!
812!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
813       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
814
815    SAVE
816
817 END MODULE control_parameters
818
819
820
821 MODULE dvrp_variables
822
823!------------------------------------------------------------------------------!
824! Description:
825! ------------
826! Definition of variables used with dvrp-software
827!------------------------------------------------------------------------------!
828
829     USE kinds
830
831    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
832                           particle_dvrpsize = 'none'
833
834    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
835                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
836
837    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
838                           dvrp_file      = 'default',                    &
839                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
840                           dvrp_password  = '********',                   &
841                           dvrp_username  = ' '
842
843    INTEGER(iwp) ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
844                     dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
845                     nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
846                     nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
847                     pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
848                     pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
849                     vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
850                     vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
851
852    INTEGER(iwp), DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
853
854    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
855                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
856                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
857
858    REAL(wp)    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9_wp, clip_dvrp_n = 9999999.9_wp, &
859                    clip_dvrp_r = 9999999.9_wp, clip_dvrp_s = 9999999.9_wp, &
860                    superelevation = 1.0_wp, superelevation_x = 1.0_wp,     &
861                    superelevation_y = 1.0_wp, vc_alpha = 38.0_wp
862
863    REAL(wp), DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0_wp, 1.0_wp /), &
864                               dvrpsize_interval = (/ 0.0_wp, 1.0_wp /)
865
866    REAL(wp), DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0_wp, 0.6_wp, 0.0_wp /), &
867                               topography_color = (/ 0.8_wp, 0.7_wp, 0.6_wp /)
868
869#if defined( __decalpha )
870    REAL(wp), DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/      &
871                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
872                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
873                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp /), (/ 2, 10 /) )
874
875    REAL(wp), DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                 &
876                                   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, &
877                                   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, &
878                                   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, &
879                                   0.1_wp, 0.4_wp, 0.1_wp /), (/ 3, 10 /) )
880
881    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
882                                   RESHAPE( (/ 270.0_sp, 225.0_sp, 225.0_sp, 180.0_sp,      &
883                                                70.0_sp,  25.0_sp,  25.0_sp, -25.0_sp,      &
884                                               ( 0.0_sp, i9 = 1, 192 ) /),         &
885                                            (/ 2, 100 /) ),                     &
886                                   interval_l_dvrp = 0.5_sp, interval_s_dvrp = 1.0_sp,&
887                                   interval_a_dvrp = 0.0_sp,                       &
888                                   interval_values_dvrp_prt,                    &
889                                   interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
890                                   (/ 270.0_sp, 225.0_sp, 225.0_sp, 180.0_sp, 70.0_sp, 25.0_sp,   &
891                                      25.0_sp, -25.0_sp, ( 0.0_sp, i9 = 1, 192 ) /),     &
892                                                   (/ 2, 100 /) ),              &
893                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5_sp,                   &
894                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0_sp,                   &
895                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0_sp
896#else
897    REAL(wp), DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
898
899    REAL(wp), DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
900
901    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
902                                   interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
903                                   interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5_sp, &
904                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5_sp, interval_s_dvrp = 1.0_sp, &
905                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0_sp, interval_a_dvrp = 0.0_sp, &
906                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0_sp
907
908    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
909                                     -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
910                                     -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
911                                     -1.0_wp, 1.0_wp /
912
913    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, &
914                             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, &
915                             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, &
916                             0.1_wp, 0.4_wp, 0.1_wp /
917
918    DATA  interval_h_dvrp / 270.0_wp, 225.0_wp, 225.0_wp, 180.0_wp, 70.0_wp, 25.0_wp, &
919                            25.0_wp, -25.0_wp, 192 * 0.0_wp /
920
921    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0_wp, 225.0_wp, 225.0_wp, 180.0_wp, 70.0_wp, 25.0_wp, &
922                                25.0_wp, -25.0_wp, 192 * 0.0_wp /
923#endif
924
925    REAL(sp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
926
927    TYPE steering
928       CHARACTER (LEN=24) ::  name
929       REAL(sp)           ::  min, max
930       INTEGER(iwp)       ::  imin, imax
931    END TYPE steering
932
933    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
934
935    SAVE
936
937 END MODULE dvrp_variables
938
939
940
941
942 MODULE grid_variables
943
944!------------------------------------------------------------------------------!
945! Description:
946! ------------
947! Definition of grid spacings
948!------------------------------------------------------------------------------!
949
950    USE kinds
951
952    REAL(wp) ::  ddx, ddx2, dx = 1.0_wp, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0_wp, dy2
953
954    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
955
956    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
957                                              fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
958                                              wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
959                                              zu_s_inner, zw_w_inner
960
961    SAVE
962
963 END MODULE grid_variables
964
965
966
967
968 MODULE indices
969
970!------------------------------------------------------------------------------!
971! Description:
972! ------------
973! Definition of array bounds, number of gridpoints, and wall flag arrays
974!------------------------------------------------------------------------------!
975
976    USE kinds
977
978    INTEGER(iwp) ::  i_left, i_right, j_north, j_south, nbgp = 3, ngp_sums,         &
979                     ngp_sums_ls, nnx, nx = 0, nx_a, nx_o, nxl, nxlg, nxlu, nxr,    &
980                     nxrg, nx_on_file, nny, ny = 0, ny_a, ny_o, nyn, nyng, nys,     &
981                     nysg, nysv, ny_on_file, nnz, nz = 0, nzb, nzb_diff, nzb_max,   &
982                     nzt, nzt_diff
983
984
985    INTEGER(idp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
986                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
987
988    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                  &
989                   ngp_2dh, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
990
991
992    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE :: ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner,  &
993                   mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner, nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u,    &
994                   nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer, nzb_s_inner, nzb_s_outer,    &
995                   nzb_u_inner, nzb_u_outer, nzb_v_inner, nzb_v_outer,            &
996                   nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
997
998    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
999
1000    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  wall_flags_0, wall_flags_00
1001
1002    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE,  TARGET ::                       &
1003                   wall_flags_1, wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4,        &
1004                   wall_flags_5, wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8,        &
1005                   wall_flags_9, wall_flags_10
1006
1007    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  rflags_s_inner, rflags_invers
1008
1009    SAVE
1010
1011 END MODULE indices
1012
1013
1014
1015
1016 MODULE interfaces
1017
1018!------------------------------------------------------------------------------!
1019! Description:
1020! ------------
1021! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
1022!------------------------------------------------------------------------------!
1023
1024    INTERFACE
1025
1026       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, offset, &
1027                                   wert, wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
1028
1029          USE kinds
1030
1031          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)      ::  mode
1032          INTEGER(iwp), INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
1033          INTEGER(iwp)                       ::  wert_ijk(3)
1034          INTEGER(iwp), OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
1035          REAL(wp)                           ::  offset, wert
1036          REAL(wp), OPTIONAL                 ::  wert1
1037          REAL(wp), INTENT(IN)               ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
1038
1039       END SUBROUTINE global_min_max
1040
1041    END INTERFACE
1042
1043    SAVE
1044
1045 END MODULE interfaces
1046
1047
1048
1049 MODULE pointer_interfaces
1050
1051!------------------------------------------------------------------------------!
1052! Description:
1053! ------------
1054! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
1055! prognostic_equations
1056!------------------------------------------------------------------------------!
1057
1058    INTERFACE
1059
1060       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
1061
1062          USE kinds
1063
1064          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
1065#if defined( __nopointer )
1066          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:) ::  sk
1067#else
1068          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
1069#endif
1070       END SUBROUTINE advec_s_bc
1071
1072    END INTERFACE
1073
1074
1075    SAVE
1076
1077 END MODULE pointer_interfaces
1078
1079
1080
1081
1082 MODULE model_1d
1083
1084!------------------------------------------------------------------------------!
1085! Description:
1086! ------------
1087! Definition of variables for the 1D-model
1088!------------------------------------------------------------------------------!
1089
1090    USE kinds
1091
1092    INTEGER(iwp) ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d
1093
1094    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
1095
1096    REAL(wp) ::     damp_level_1d = -1.0_wp, dt_1d = 60.0_wp, dt_max_1d = 300.0_wp, &
1097                    dt_pr_1d = 9999999.9_wp, dt_run_control_1d = 60.0_wp, &
1098                    end_time_1d = 864000.0_wp, old_dt_1d = 1.0E-10_wp, &
1099                    qs1d, simulated_time_1d = 0.0_wp, time_pr_1d = 0.0_wp, &
1100                    time_run_control_1d = 0.0_wp, ts1d, us1d, usws1d, &
1101                    vsws1d, z01d, z0h1d
1102
1103
1104    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_p, kh1d, km1d, l_black, l1d,  &
1105                                            rif1d, te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, &
1106                                            te_vm, u1d, u1d_p, v1d, v1d_p
1107
1108    SAVE
1109
1110 END MODULE model_1d
1111
1112
1113
1114
1115 MODULE netcdf_control
1116
1117!------------------------------------------------------------------------------!
1118! Description:
1119! ------------
1120! Definition of parameters and variables for netcdf control.
1121!------------------------------------------------------------------------------!
1122
1123    USE control_parameters, ONLY: max_masks
1124    USE kinds
1125#if defined( __netcdf )
1126    USE netcdf
1127#endif
1128
1129    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 29, dots_max = 100
1130
1131    INTEGER(iwp) ::  dots_num = 23
1132
1133    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =          &
1134         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2',        &
1135            'z_i   ' /)
1136
1137    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames =      &
1138         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',        &
1139            'z_i   ' /)
1140
1141    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label =                   &
1142          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
1143             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
1144             'w_up   ', 'w_down ', 'radius ', 'r_min  ', 'r_max  ', 'npt_max', &
1145             'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', 'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', &
1146             'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', 'w"2    ', 'npt*2  ' /)
1147
1148    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit =                    &
1149          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
1150             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
1151             'm/s    ', 'm/s    ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'number ', &
1152             'number ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
1153             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'number2' /)
1154
1155    CHARACTER (LEN=13), DIMENSION(dots_max) :: dots_label =                    &
1156          (/ 'E            ', 'E*           ', 'dt           ',                &
1157             'u*           ', 'th*          ', 'umax         ',                &
1158             'vmax         ', 'wmax         ', 'div_new      ',                &
1159             'div_old      ', 'z_i_wpt      ', 'z_i_pt       ',                &
1160             'w*           ', 'w"pt"0       ', 'w"pt"        ',                &
1161             'wpt          ', 'pt(0)        ', 'pt(zp)       ',                &
1162             'w"u"0        ', 'w"v"0        ', 'w"q"0        ',                &
1163             'mo_L         ', 'q*           ',                                 &
1164             ( 'unknown      ', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1165
1166    CHARACTER (LEN=13), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit =                     &
1167          (/ 'm2/s2        ', 'm2/s2        ', 's            ',                &
1168             'm/s          ', 'K            ', 'm/s          ',                &
1169             'm/s          ', 'm/s          ', 's-1          ',                &
1170             's-1          ', 'm            ', 'm            ',                &
1171             'm/s          ', 'K m/s        ', 'K m/s        ',                &
1172             'K m/s        ', 'K            ', 'K            ',                &
1173             'm2/s2        ', 'm2/s2        ', 'kg m/s       ',                &
1174             'm            ', 'kg/kg        ',                                 &
1175             ( 'unknown      ', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1176
1177    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
1178
1179    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
1180
1181    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
1182          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
1183             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
1184             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
1185             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
1186             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
1187             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
1188             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
1189             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1190             'not_used        ' /)
1191
1192    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
1193          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
1194             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1195             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
1196             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1197             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
1198             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
1199             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
1200             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1201             'not_used        ' /)
1202
1203    INTEGER(iwp) ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
1204                     id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
1205                     id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
1206                     id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
1207                     id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
1208                     id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
1209                     id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
1210
1211    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
1212                    id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
1213                    id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
1214                    id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
1215                    id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
1216                    id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
1217                    id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
1218                    id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
1219                    id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
1220                    id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
1221                    id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
1222                    id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
1223                    id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
1224                    id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
1225                    id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
1226                    id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
1227                    id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
1228                    id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
1229
1230    INTEGER(iwp), DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
1231    INTEGER(iwp), DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
1232    INTEGER(iwp), DIMENSION(11)  ::  nc_precision
1233    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1234
1235    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1236    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1237    INTEGER(iwp), DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1238                                               id_var_z_pr
1239    INTEGER(iwp), DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1240
1241!
1242!-- masked output
1243    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1244
1245    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1246
1247    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1248                   id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1249                   id_dim_zw_mask, &
1250                   id_set_mask, &
1251                   id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1252                   id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1253                   id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1254
1255    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1256
1257    SAVE
1258
1259 END MODULE netcdf_control
1260
1261
1262
1263
1264 MODULE pegrid
1265
1266!------------------------------------------------------------------------------!
1267! Description:
1268! ------------
1269! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1270! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1271! MPI-calls.
1272!------------------------------------------------------------------------------!
1273
1274    USE kinds
1275
1276#if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
1277#if defined( __lc )
1278    USE MPI
1279#else
1280    INCLUDE "mpif.h"
1281#endif
1282#endif
1283    CHARACTER(LEN=2) ::  send_receive = 'al'
1284    CHARACTER(LEN=7) ::  myid_char = ''
1285    INTEGER(iwp)          ::  acc_rank, comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter,       &
1286                              comm_palm, id_inflow = 0, id_recycling = 0, ierr,     &
1287                              myid = 0, myidx = 0, myidy = 0, ndim = 2, ngp_a,      &
1288                              ngp_o, ngp_xy, ngp_y, npex = -1, npey = -1,           &
1289                              numprocs = 1, numprocs_previous_run = -1,             &
1290                              num_acc_per_node = 0, pleft, pnorth, pright, psouth,  &
1291                              req_count = 0, sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz,    &
1292                              sendrecvcount_zx, sendrecvcount_zyd,                  &
1293                              sendrecvcount_yxd, target_id, tasks_per_node = -9999, &
1294                              threads_per_task = 1, type_x, type_x_int, type_xy,    &
1295                              type_y, type_y_int
1296
1297    INTEGER(iwp)          ::  pdims(2) = 1, req(100)
1298
1299    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1300                                                  hor_index_bounds_previous_run
1301
1302    LOGICAL ::  background_communication =.FALSE., collective_wait = .FALSE., &
1303                sendrecv_in_background = .FALSE.
1304
1305#if defined( __parallel )
1306#if defined( __mpi2 )
1307    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1308#endif
1309
1310    INTEGER(iwp) ::  ibuf(12), pcoord(2)
1311
1312#if ! defined ( __check )
1313    INTEGER(iwp) ::  status(MPI_STATUS_SIZE)
1314    INTEGER(iwp), DIMENSION(MPI_STATUS_SIZE,100) ::  wait_stat
1315#endif
1316
1317
1318    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_xz, ngp_yz, type_xz, type_yz
1319
1320    LOGICAL ::  left_border_pe  = .FALSE., north_border_pe = .FALSE., &
1321                reorder = .TRUE., right_border_pe = .FALSE.,          &
1322                south_border_pe = .FALSE.
1323
1324    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1325                              remain_dims
1326#endif
1327
1328    SAVE
1329
1330 END MODULE pegrid
1331
1332
1333
1334
1335 MODULE profil_parameter
1336
1337!------------------------------------------------------------------------------!
1338! Description:
1339! ------------
1340! Definition of variables which control PROFIL-output
1341!------------------------------------------------------------------------------!
1342
1343    USE kinds
1344
1345    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  crmax = 100
1346
1347    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1348                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1349                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1350                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1351                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1352                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1353                              ' L                  ',                         &
1354                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1355
1356    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1357                           (/ ' u v                           ', &
1358                              ' pt                            ', &
1359                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1360                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1361                              ' km kh                         ', &
1362                              ' l                             ', &
1363                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1364
1365    INTEGER(iwp) ::  profile_columns = 2, profile_rows = 3, profile_number = 0
1366
1367    INTEGER(iwp) ::  cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1368                     cross_ts_number_count(crmax) = 0, &
1369                     dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1370                     dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0
1371               
1372
1373    REAL(wp) ::  cross_ts_uymax(20) = &
1374                             (/ 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1375                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1376                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1377                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp /),&
1378                 cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999_wp, &
1379                 cross_ts_uymin(20) = &
1380                             (/ 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,  -5.000_wp, 999.999_wp,   &
1381                                999.999_wp,   0.000_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1382                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1383                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp /),&
1384                 cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999_wp
1385
1386    SAVE
1387
1388 END MODULE profil_parameter
1389
1390
1391
1392
1393 MODULE spectrum
1394
1395!------------------------------------------------------------------------------!
1396! Description:
1397! ------------
1398! Definition of quantities used for computing spectra
1399!------------------------------------------------------------------------------!
1400
1401    USE kinds
1402
1403    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1404                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1405    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1406    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1407    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1408                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1409                                              '-power spectrum of v     ', &
1410                                              '-power spectrum of w     ', &
1411                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1412                                              '-power spectrum of q     ' /)
1413    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1414                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1415                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1416                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1417                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1418                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1419
1420    INTEGER(iwp) ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1421
1422    INTEGER(iwp) ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1423                     lstyles(100) = (/ 0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1424                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1425                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1426                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1427                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1428                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1429                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1430                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1431                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1432                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1433                     plot_spectra_level(100) = 999999
1434
1435    REAL(wp)    ::  time_to_start_sp = 0.0_wp
1436
1437    SAVE
1438
1439 END MODULE spectrum
1440
1441
1442
1443
1444 MODULE statistics
1445
1446!------------------------------------------------------------------------------!
1447! Description:
1448! ------------
1449! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1450!------------------------------------------------------------------------------!
1451
1452    USE kinds
1453
1454    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1455    INTEGER(iwp) ::  pr_palm = 120, statistic_regions = 0
1456    INTEGER(iwp) ::  u_max_ijk(3) = -1, v_max_ijk(3) = -1, w_max_ijk(3) = -1
1457    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1458    REAL(wp) ::     u_max, v_max, w_max
1459    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l,   &
1460                                                  var_d, weight_substep,          &
1461                                                  weight_pres
1462    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value, &
1463                                                  sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, &
1464                                                  sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,   &
1465                                                  sums_ws2_ws_l,                  &
1466                                                  sums_wsnrs_ws_l,                &
1467                                                  sums_wspts_ws_l,                &
1468                                                  sums_wssas_ws_l,                &
1469                                                  sums_wsqs_ws_l,                 &
1470                                                  sums_wsqrs_ws_l,                &
1471                                                  sums_ls_l
1472                                             
1473    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1474                                                  spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1475                                                  sums_up_fraction_l
1476    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1477
1478    SAVE
1479
1480 END MODULE statistics
1481
1482
1483
1484
1485 MODULE transpose_indices
1486
1487!------------------------------------------------------------------------------!
1488! Description:
1489! ------------
1490! Definition of indices for transposed arrays
1491!------------------------------------------------------------------------------!
1492
1493    USE kinds
1494
1495    INTEGER(iwp) ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z,      &
1496                     nys_x, nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_y, nzt_yd
1497               
1498
1499    SAVE
1500
1501 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.