source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 1695

Last change on this file since 1695 was 1695, checked in by maronga, 9 years ago

relicts of rif removed

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 71.0 KB
Line 
1!> @file modules.f90
2!--------------------------------------------------------------------------------!
3! This file is part of PALM.
4!
5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms
6! of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation,
7! either version 3 of the License, or (at your option) any later version.
8!
9! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
10! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
11! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
12!
13! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
14! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
15!
16! Copyright 1997-2015 Leibniz Universitaet Hannover
17!--------------------------------------------------------------------------------!
18!
19! Current revisions:
20! ------------------
21! Removed rif (forgotten in last revision)
22!
23! Former revisions:
24! -----------------
25! $Id: modules.f90 1695 2015-10-27 10:03:11Z maronga $
26!
27! 1693 2015-10-27 08:35:45Z maronga
28! Renamed zp -> z_mo
29!
30! 1691 2015-10-26 16:17:44Z maronga
31! Renamed Obukhov length. Added ol, removed rif. Increased number of profiles
32! (pr_palm). Changed default values for dissipation_1d to 'detering' and
33! (mixing_length_1d to 'blackadar'. Added most_method. rif_min and rif_max
34! renamed to zeta_min and zeta_max and new values assigned.
35!
36! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
37! Code annotations made doxygen readable
38!
39! 1677 2015-10-02 13:25:23Z boeske
40! +ngp_yz_int, type_xz_int, type_yz_int
41!
42! 1666 2015-09-23 07:31:10Z raasch
43! +user_interface_current_revision, user_interface_required_revision in
44! control_parameters
45!
46! 1639 2015-08-31 14:46:48Z knoop
47! Bugfix: string 'unknown' extended to match LEN=13
48!
49! 1575 2015-03-27 09:56:27Z raasch
50! +ngp_xz
51!
52! 1560 2015-03-06 10:48:54Z keck
53! +recycling_yshift
54!
55! 1557 2015-03-05 16:43:04Z suehring
56! +monotonic_adjustment
57!
58! 1551 2015-03-03 14:18:16Z maronga
59! Increased pr_palm to 120. Increased length of dots_unit and dots_label to 13
60! digits. Increased length of domask, do2d, and do3d to 20 digits.
61!
62! 1496 2014-12-02 17:25:50Z maronga
63! Renamed "radiation" -> "cloud_top_radiation"
64!
65! 1484 2014-10-21 10:53:05Z kanani
66! Changes due to new module structure of the plant canopy model:
67!   canopy-model related parameters/variables moved to module
68!   plant_canopy_model_mod
69!
70! 1468 2014-09-24 14:06:57Z maronga
71! Adapted for use on up to 6-digit processor cores.
72! Increased identifier string length for user-defined quantities to 20.
73!
74! 1450 2014-08-21 07:31:51Z heinze
75! ntnudge from 100 to 1000 increased to allow longer simulations
76!
77! 1431 2014-07-15 14:47:17Z suehring
78! +var_d
79!
80! 1429 2014-07-15 12:53:45Z knoop
81! +ensemble_member_nr to prepare the random_generator for ensemble runs
82!
83! 1382 2014-04-30 12:15:41Z boeske
84! Renamed variables which store large scale forcing tendencies
85! pt_lsa -> td_lsa_lpt, pt_subs -> td_sub_lpt,
86! q_lsa  -> td_lsa_q,   q_subs  -> td_sub_q
87!
88! 1365 2014-04-22 15:03:56Z boeske
89! Usage of large scale forcing enabled:
90! increase pr_palm from 90 to 100 to allow for more standard profiles
91! + ngp_sums_ls, pt_lsa, pt_subs, q_lsa, q_subs, tmp_tnudge, sums_ls_l,
92! use_subsidence_tendencies
93!
94! 1361 2014-04-16 15:17:48Z hoffmann
95! tend_* removed
96! call_microphysics_at_all_substeps added
97! default of drizzle set to true
98!
99! 1359 2014-04-11 17:15:14Z hoffmann
100! particle_attributes moved to mod_particle_attributes.f90
101!
102! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
103! REAL constants provided with KIND-attribute
104!
105! 1327 2014-03-21 11:00:16Z raasch
106! REAL constants defined as wp-kind
107! -avs_output, data_output_format, do3d_compress, iso2d_output, netcdf_output
108!
109! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
110! ONLY-attribute added to USE-statements,
111! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
112! kinds are defined in new module kinds,
113! old module precision_kind is removed,
114! revision history before 2012 removed,
115! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
116! all variable declaration statements
117!
118! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
119! module cpulog moved to new separate module-file
120! interface for cpu_log removed
121!
122! 1314 2014-03-14 18:25:17Z suehring
123! + log_z_z0, number_of_sublayers, z0_av_global
124! 1308 2014-03-13 14:58:42Z fricke
125! +ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
126!
127! 1257 2013-11-08 15:18:40Z raasch
128! set default values for grid indices of maximum velocity components
129! u|v|w_max_ijk
130!
131! 1241 2013-10-30 11:36:58Z heinze
132! Usage of nudging enabled
133! +nudging, ntnudge, ptnudge, qnudge, tnudge, unudge, vnudge, wnudge
134! increase pr_palm from 80 to 90 to allow for more standard profiles
135!
136! Enable prescribed time depenend surface fluxes and geostrophic wind read in
137! from external file LSF_DATA
138! +large_scale_forcing, lsf_surf, lsf_vert, nlsf, time_surf, shf_surf, qsws_surf,
139!  pt_surf, q_surf, p_surf, time_vert, ug_vert, vg_vert, wsubs_vert
140!
141! 1221 2013-09-10 08:59:13Z raasch
142! wall_flags_0 changed to 32bit int, +wall_flags_00,
143! +rflags_s_inner, rflags_invers
144!
145! 1216 2013-08-26 09:31:42Z raasch
146! +transpose_compute_overlap,
147! several variables are now defined in the serial (non-parallel) case also
148!
149! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
150! +tri
151!
152! 1179 2013-06-14 05:57:58Z raasch
153! +reference_state, ref_state, use_initial_profile_as_reference, vpt_reference,
154! use_reference renamed use_single_reference_value
155!
156! 1159 2013-05-21 11:58:22Z fricke
157! -bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
158! +use_cmax
159!
160! 1128 2013-04-12 06:19:32Z raasch
161! +background_communication, i_left, i_right, j_north, j_south, req, req_count,
162! send_receive, sendrecv_in_background, wait_stat
163!
164! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
165! unused variables removed
166!
167! 1113 2013-03-10 02:48:14Z raasch
168! +on_device
169!
170! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
171! +tric, nr_timesteps_this_run
172!
173! 1106 2013-03-04 05:31:38Z raasch
174! array_kind renamed precision_kind, pdims defined in serial code
175! bugfix: default value assigned to coupling_start_time
176!
177! 1095 2013-02-03 02:21:01Z raasch
178! FORTRAN error in r1092 removed
179!
180! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
181! character length in some derived type changed for better alignment
182!
183! 1065 2012-11-22 17:42:36Z hoffmann
184! + c_sedimentation, limiter_sedimentation, turbulence, a_1, a_2, a_3, b_1, b_2,
185! + b_3, c_1, c_2, c_3, beta_cc
186!
187! bottom boundary condition of qr, nr changed from Dirichlet to Neumann
188!
189! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
190! necessary expansions according to the two new prognostic equations (nr, qr)
191! of the two-moment cloud physics scheme:
192! +*_init, flux_l_*, diss_l_*, flux_s_*, diss_s_*, *sws, *swst, tend_*, *, *_p
193! +t*_m, *_1, *_2, *_3, *_av, bc_*_b, bc_*_t, ibc_*_b, ibc_*_t, bc_*_t_val,
194! +*_vertical_gradient, *_surface_initial_change, *_vertical_gradient_level,
195! +*_vertical_gradient_level_ind, *_surface, constant_waterflux_*, 
196! +cloud_scheme, icloud_scheme, surface_waterflux_*, sums_ws*s_ws_l, wall_*flux
197!
198! constants for the two-moment scheme:
199! +a_vent, a_term, b_vent, b_term, c_evap, c_term, cof, eps_sb, k_cc, k_cr, k_rr,
200! +k_br, kappa_rr, kin_vis_air, mu_constant_value, nc, pirho_l, dpirho_l, rho_1,
201! +schmidt, schmidt_p_1d3, stp, x0, xmin, xmax, dt_precipitation, w_precipitation
202!
203! steering parameters for the two_moment scheme:
204! +mu_constant, ventilation_effect
205!
206! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
207! code put under GPL (PALM 3.9)
208!
209! 1031 2012-10-19 14:35:30Z raasch
210! +output_format_netcdf
211!
212! 1015 2012-09-27 09:23:24Z raasch
213! +acc_rank, num_acc_per_node,
214! -adjust_mixing_length
215!
216! 1010 2012-09-20 07:59:54Z raasch
217! pointer free version can be generated with cpp switch __nopointer
218!
219! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
220! -grid_matching, nxa, nya, etc., nnx_pe, nny_pe, spl_*
221!
222! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
223! -asselin_filter_factor, cut_spline_overshoot, dt_changed, last_dt_change,
224! last_dt_change_1d, long_filter_factor, overshoot_limit_*, ups_limit_*
225! several pointer/target arrays converted to normal ones
226!
227! 996 2012-09-07 10:41:47Z raasch
228! -use_prior_plot1d_parameters
229!
230! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
231! +c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l,
232! +bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
233! -km_damp_x, km_damp_y, km_damp_max, outflow_damping_width
234! +z0h, z0h_av, z0h_factor, z0h1d
235! +ptdf_x, ptdf_y, pt_damping_width, pt_damping_factor
236!
237! 964 2012-07-26 09:14:24Z raasch
238! -cross_linecolors, cross_linestyles, cross_normalized_x, cross_normx_factor,
239! cross_normalized_y, cross_normy_factor, cross_pnc_local,
240! cross_profile_numbers, cross_profile_number_counter, cross_uxmax,
241! cross_uxmax_computed, cross_uxmax_normalized,
242! cross_uxmax_normalized_computed, cross_uxmin, cross_uxmin_computed,
243! cross_uxmin_normalized, cross_uxmin_normalized_computed, cross_uymax,
244! cross_uymin, cross_xtext, dopr_crossindex, dopr_label, linecolors, linestyles,
245! nz_do1d, profil_output, z_max_do1d, z_max_do1d_normalized
246!
247! 951 2012-07-19 14:22:52Z hoffmann
248! changing profile_columns and profile_rows
249!
250! 940 2012-07-09 14:31:00Z raasch
251! +neutral
252!
253! 927 2012-06-06 19:15:04Z raasch
254! +masking_method
255!
256! 880 2012-04-13 06:28:59Z raasch
257! gathered_size, subdomain_size moved to control_parameters
258!
259! 866 2012-03-28 06:44:41Z raasch
260! interface for global_min_max changed
261!
262! 861 2012-03-26 14:18:34Z suehring
263! +wall_flags_0
264! -boundary_flags
265! +nzb_max
266! +adv_sca_1, +adv_mom_1
267!
268! 849 2012-03-15 10:35:09Z raasch
269! +deleted_particles, deleted_tails, tr.._count_sum, tr.._count_recv_sum in
270! particle_attributes,
271! +de_dx, de_dy, de_dz in arrays_3d,
272! first_call_advec_particles renamed first_call_lpm
273!
274! 828 2012-02-21 12:00:36Z raasch
275! +dissipation_classes, radius_classes, use_kernel_tables,
276! particle feature color renamed class
277!
278! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
279! +bfactor, curvature_solution_effects, eps_ros, molecular_weight_of_water,
280! vanthoff, -b_cond in cloud_parameters,
281! dopts_num increased to 29, particle attributes speed_x|y|z_sgs renamed
282! rvar1|2|3
283! wang_collision_kernel and turbulence_effects_on_collision replaced by
284! collision_kernel, hall_kernel, palm_kernel, wang_kernel
285!
286! 809 2012-01-30 13:32:58Z marongas
287! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
288!
289! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
290! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files.
291! New parameter check_restart has been defined which is needed by
292! check_namelist_files only.
293!
294! 805 2012-01-17 15:53:28Z franke
295! Bugfix collective_wait must be out of parallel branch for runs in serial mode
296!
297! 801 2012-01-10 17:30:36Z suehring
298! Dimesion of sums_wsus_ws_l, ! sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
299! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l increased.
300! for thread-safe summation in advec_ws.
301!
302! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
303!
304! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
305! version 3.1b (last under RCS control)
306!
307! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
308! Initial revision
309!
310!
311!------------------------------------------------------------------------------!
312! Description:
313! ------------
314!> Definition of all variables
315!>
316!> @todo Add description for each variable
317!------------------------------------------------------------------------------!
318
319
320!------------------------------------------------------------------------------!
321! Description:
322! ------------
323!> Definition of variables for special advection schemes.
324!------------------------------------------------------------------------------!
325 MODULE advection
326 
327    USE kinds
328
329    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex
330
331    SAVE
332
333 END MODULE advection
334
335
336!------------------------------------------------------------------------------!
337! Description:
338! ------------
339!> Definition of all arrays defined on the computational grid.
340!------------------------------------------------------------------------------!
341 MODULE arrays_3d
342
343    USE kinds
344
345    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                     &
346          c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l, ddzu, ddzu_pres,     &
347          dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, l_grid,           &
348          nc_1d, nr_1d, ptdf_x, ptdf_y, p_surf, pt_surf, pt_1d, pt_init,       &
349          qsws_surf, q_1d, q_init, q_surf, qc_1d, qr_1d, rdf, rdf_sc,          & 
350          ref_state, sa_init, shf_surf, timenudge, time_surf, time_vert,       &
351          tmp_tnudge, ug, u_init, u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init,                &
352          v_nzb_p1_for_vfc, w_subs, zu, zw
353
354    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                   &
355          c_u, c_v, c_w, diss_s_e, diss_s_nr, diss_s_pt, diss_s_q,             &
356          diss_s_qr, diss_s_sa, diss_s_u, diss_s_v, diss_s_w, dzu_mg, dzw_mg,  &
357          flux_s_e, flux_s_nr, flux_s_pt, flux_s_q, flux_s_qr, flux_s_sa,      &
358          flux_s_u, flux_s_v, flux_s_w, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                   &
359          mean_inflow_profiles, nrs, nrsws, nrswst,                            &
360          ol,                                                                  & !< Obukhov length
361          ptnudge, pt_slope_ref,                                               &
362          qnudge, qs, qsws, qswst, qswst_remote, qrs, qrsws, qrswst,           &
363          saswsb, saswst, shf, tnudge, td_lsa_lpt, td_lsa_q, td_sub_lpt,       &
364          td_sub_q, total_2d_a, total_2d_o, ts, tswst, ug_vert, unudge, us,    &
365          usws, uswst, vnudge, vg_vert, vsws, vswst, wnudge, wsubs_vert, z0, z0h
366
367    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                 &
368          d, de_dx, de_dy, de_dz, diss, diss_l_e,                              &
369          diss_l_nr, diss_l_pt, diss_l_q, diss_l_qr, diss_l_sa, diss_l_u,      &
370          diss_l_v, diss_l_w, flux_l_e, flux_l_nr, flux_l_pt, flux_l_q,        &
371          flux_l_qr, flux_l_sa, flux_l_u, flux_l_v, flux_l_w, kh, km,          &
372          l_wall, p_loc, tend, tric,                                           &
373          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,       &
374          w_m_n, w_m_r, w_m_s
375
376#if defined( __nopointer )
377    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
378          e, e_p, nr, nr_p, p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, ql_v,     &
379          ql_vp, qr, qr_p, rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m,     &
380          tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
381#else
382    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
383          e_1, e_2, e_3, p, prho_1, nr_1, nr_2, nr_3, pt_1, pt_2, pt_3, q_1,   &
384          q_2, q_3, qc_1, ql_v, ql_vp, ql_1, ql_2, qr_1, qr_2, qr_3, rho_1,    &
385          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
386
387    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                     &
388          e, e_p, nr, nr_p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, qr, qr_p,    &
389          rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m, tsa_m, tu_m, tv_m,   &
390          tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
391#endif
392
393    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall, tri
394
395    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: var_x, var_y, var_z, gamma_x,   &
396                                           gamma_y, gamma_z
397
398
399    SAVE
400
401 END MODULE arrays_3d
402
403
404!------------------------------------------------------------------------------!
405! Description:
406! ------------
407!> Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data.
408!------------------------------------------------------------------------------!
409 MODULE averaging
410 
411    USE kinds
412
413    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av,                & !> Avg. liquid water path
414                                              precipitation_rate_av, & !> Avg. of precipitation rate
415                                              ol_av,                 & !> Avg. of Obukhov length
416                                              qsws_av,               & !> Avg. of surface moisture flux
417                                              shf_av,                & !> Avg. of surface heat flux
418                                              ts_av,                 & !> Avg. of characteristic temperature scale
419                                              us_av,                 & !> Avg. of friction velocity
420                                              z0_av,                 & !> Avg. of roughness length for momentum
421                                              z0h_av                   !> Avg. of roughness length for heat and moisture
422
423    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
424          e_av, lpt_av, nr_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, pt_av, q_av, qc_av, &
425          ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av,&
426          u_av, v_av, vpt_av, w_av
427 
428 END MODULE averaging
429
430
431!------------------------------------------------------------------------------!
432! Description:
433! ------------
434!> Definition of variables and constants for cloud physics.
435!------------------------------------------------------------------------------!
436 MODULE cloud_parameters
437 
438    USE kinds
439
440    LOGICAL ::  curvature_solution_effects = .FALSE., &
441                limiter_sedimentation = .TRUE., &
442                ventilation_effect = .FALSE.
443               
444
445    REAL(wp) ::  a_1 = 8.69E-4_wp,     & !< coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
446                 a_2 = -7.38E-5_wp,    & !< coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
447                 a_3 = -1.40E-2_wp,    & !< coef. in turb. parametrization
448                 a_term = 9.65_wp,     & !< coef. for terminal velocity (m s-1)
449                 a_vent = 0.78_wp,     & !< coef. for ventilation effect
450                 b_1 = 11.45E-6_wp,    & !< coef. in turb. parametrization (m)
451                 b_2 = 9.68E-6_wp,     & !< coef. in turb. parametrization (m)
452                 b_3 = 0.62_wp,        & !< coef. in turb. parametrization
453                 b_term = 9.8_wp,      & !< coef. for terminal velocity (m s-1)
454                 b_vent = 0.308_wp,    & !< coef. for ventilation effect
455                 beta_cc = 3.09E-4_wp, & !< coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
456                 bfactor,              & !< solution effect on diffusional growth
457                 c_1 = 4.82E-6_wp,     & !< coef. in turb. parametrization (m)
458                 c_2 = 4.8E-6_wp,      & !< coef. in turb. parametrization (m)
459                 c_3 = 0.76_wp,        & !< coef. in turb. parametrization
460                 c_const = 0.93_wp,    & !< const. in Taylor-microscale Reynolds number
461                 c_evap = 0.7_wp,      & !< constant in evaporation
462                 c_sedimentation = 2.0_wp, & !< Courant number of sedimentation process
463                 c_term = 600.0_wp,    & !< coef. for terminal velocity (m-1)
464                 cof(6) = (/ 76.18009172947146_wp,      & !< coefficients in the
465                             -86.50532032941677_wp,     & !< numerical
466                             24.01409824083091_wp,      & !< calculation of the
467                             -1.231739572450155_wp,     & !< gamma function
468                             0.1208650973866179E-2_wp,  &
469                             -0.5395239384953E-5_wp /), &
470                cp = 1005.0_wp,       & !< heat capacity of dry air (J kg-1 K-1)
471                diff_coeff_l = 0.23E-4_wp, & !< diffusivity of water vapor (m2 s-1)
472                effective_coll_efficiency, & !< effective collision efficiency
473                eps_ros = 1.0E-4_wp,  & !< accuracy of Rosenbrock method
474                eps_sb = 1.0E-20_wp,  & !< threshold in two-moments scheme
475                k_cc = 9.44E09_wp,    & !< const. cloud-cloud kernel (m3 kg-2 s-1)
476                k_cr0 = 4.33_wp,      & !< const. cloud-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
477                k_rr = 7.12_wp,       & !< const. rain-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
478                k_br = 1000._wp,      & !< const. in breakup parametrization (m-1)
479                k_st = 1.2E8_wp,      & !< const. in drizzle parametrization (m-1 s-1)
480                kappa_rr = 60.7_wp,   & !< const. in collision kernel (kg-1/3)
481                kin_vis_air = 1.4086E-5_wp, & !< kin. viscosity of air (m2 s-1)
482                l_v = 2.5E+06_wp,     & !< latent heat of vaporization (J kg-1)
483                l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, & !< l_v / cp, l_v / r_d, l_v / r_v
484                mass_of_solute = 1.0E-17_wp, & !< soluted NaCl (kg)
485                molecular_weight_of_solute = 0.05844_wp, & !< mol. m. NaCl (kg mol-1)
486                molecular_weight_of_water = 0.01801528_wp, & !< mol. m. H2O (kg mol-1)
487                nc_const = 70.0E6_wp, & !< cloud droplet concentration
488                prec_time_const = 0.001_wp, & !< coef. in Kessler scheme
489                pirho_l, dpirho_l, & !< pi * rho_l / 6.0; 6.0 / ( pi * rho_l )
490                rho_l = 1.0E3_wp,     & !< density of water (kg m-3)
491                ql_crit = 0.0005_wp,  & !< coef. in Kessler scheme
492                r_d = 287.0_wp,       & !< sp. gas const. dry air (J kg-1 K-1)
493                r_v = 461.51_wp,      & !< sp. gas const. water vapor (J kg-1 K-1)
494                schmidt = 0.71_wp,    & !< Schmidt number
495                schmidt_p_1d3,        & !< schmidt**( 1.0 / 3.0 )
496                sed_qc_const,         & !< const. for sedimentation of cloud water
497                sigma_gc = 1.3_wp,    & !< log-normal geometric standard deviation
498                stp = 2.5066282746310005_wp, & !< parameter in gamma function
499                thermal_conductivity_l = 2.43E-2_wp, & !< therm. cond. air (J m-1 s-1 K-1)
500                vanthoff = 2.0_wp,    & !< van't Hoff factor for NaCl
501                x0 = 2.6E-10_wp,      & !< separating drop mass (kg)
502                xrmin = 2.6E-10_wp,   & !< minimum rain drop size (kg)
503                xrmax = 5.0E-6_wp,    & !< maximum rain drop site (kg)
504                dt_precipitation = 100.0_wp, & !< timestep precipitation (s)
505                w_precipitation = 9.65_wp      !< maximum terminal velocity (m s-1)
506
507    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  hyrho, pt_d_t, t_d_pt 
508
509    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  precipitation_amount, &
510                                                precipitation_rate
511!
512!-- 3D array of precipitation rate
513    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prr
514
515    SAVE
516
517 END MODULE cloud_parameters
518
519
520!------------------------------------------------------------------------------!
521! Description:
522! ------------
523!> Definition of general constants.
524!------------------------------------------------------------------------------!
525 MODULE constants
526 
527    USE kinds
528
529    REAL(wp)  ::  pi = 3.141592654_wp
530    REAL(wp)  ::  adv_mom_1, adv_mom_3, adv_mom_5, adv_sca_1, adv_sca_3, adv_sca_5
531   
532
533    SAVE
534
535 END MODULE constants
536
537 
538!------------------------------------------------------------------------------!
539! Description:
540! ------------
541!> Definition of parameters for program control
542!------------------------------------------------------------------------------!
543 MODULE control_parameters
544
545    USE kinds
546
547    TYPE plot_precision
548       CHARACTER (LEN=8) ::  variable
549       INTEGER(iwp)      ::  precision
550    END TYPE plot_precision
551
552    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
553                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
554                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
555                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
556                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
557
558    TYPE file_status
559       LOGICAL ::  opened, opened_before
560    END TYPE file_status
561   
562    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
563
564    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
565                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
566
567    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
568    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
569    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
570    CHARACTER (LEN=8)    ::  most_method = 'lookup', & !< NAMELIST parameter defining method to be used to calculate Okukhov length,
571                             run_date,               & !<
572                             run_time                  !<
573    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
574    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
575    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' ', &
576                             user_interface_current_revision = ' ', &
577                             user_interface_required_revision = ' '
578    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
579                             loop_optimization = 'default', &
580                             momentum_advec = 'ws-scheme', &
581                             psolver = 'poisfft', &
582                             scalar_advec = 'ws-scheme'
583    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
584                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
585                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
586                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
587                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
588                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
589                             bc_sa_t = 'neumann', &
590                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
591                             cloud_scheme = 'seifert_beheng', &
592                             coupling_mode = 'uncoupled', &
593                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
594                             dissipation_1d = 'detering', &
595                             fft_method = 'system-specific', &
596                             mixing_length_1d = 'blackadar', &
597                             random_generator = 'numerical-recipes', &
598                             reference_state = 'initial_profile', &
599                             return_addres, return_username, &
600                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'                             
601    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, output_format_netcdf, &
602                             topography = 'flat'
603    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
604    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
605    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ' 
606    CHARACTER (LEN=110)  ::  run_description_header
607    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
608
609    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
610                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
611    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
612         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
613
614    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
615    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
616    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
617
618    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
619    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
620
621    INTEGER(iwp) ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
622                     average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
623                     coupling_topology = 0, &
624                     dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
625                     disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
626                     dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
627                     dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
628                     do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
629                     dp_level_ind_b = 0, dvrp_filecount = 0, &
630                     dz_stretch_level_index, ensemble_member_nr = 0, gamma_mg, gathered_size, &
631                     grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, &
632                     ibc_pt_b, ibc_pt_t, ibc_q_b, ibc_q_t, &
633                     ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, icloud_scheme, &
634                     inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
635                     intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
636                     io_group = 0, io_blocks = 1, iran = -1234567, &
637                     masks = 0, maximum_grid_level, &
638                     maximum_parallel_io_streams = -1, max_pr_user = 0, &
639                     mgcycles = 0, mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
640                     nlsf = 1000, ntnudge = 1000, netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, &
641                     nr_timesteps_this_run = 0, &
642                     nsor = 20, nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
643                     nz_do3d = -9999, prt_time_count = 0, &
644                     recycling_plane, runnr = 0, &
645                     skip_do_avs = 0, subdomain_size, terminate_coupled = 0, &
646                     terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
647
648    INTEGER(iwp) ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
649                     do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
650                     do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
651                     do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
652                     domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
653                     mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
654                     mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
655                     pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
656                     q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
657                     sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
658                     section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
659                     section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
660                     ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
661                     vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
662                     subs_vertical_gradient_level_i(10) = -9999
663
664#if defined ( __check )
665    INTEGER(iwp) :: check_restart = 0
666#endif
667
668    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) :: ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
669
670    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
671
672    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
673    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
674                    mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
675
676    LOGICAL ::  bc_lr_cyc =.TRUE., bc_lr_dirrad = .FALSE., &
677                bc_lr_raddir = .FALSE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
678                bc_ns_dirrad = .FALSE., bc_ns_raddir = .FALSE.,&
679                call_microphysics_at_all_substeps = .FALSE., &
680                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
681                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
682                cloud_top_radiation = .FALSE., &
683                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
684                constant_flux_layer = .TRUE., &
685                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
686                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
687                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
688                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
689                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., & 
690                dissipation_control = .FALSE., disturbance_created = .FALSE., &
691                do2d_at_begin = .FALSE., do3d_at_begin = .FALSE., &
692                do_sum = .FALSE., &
693                dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
694                drizzle = .TRUE., dt_fixed = .FALSE., &
695                dt_3d_reached, dt_3d_reached_l, exchange_mg = .FALSE., &
696                first_call_lpm = .TRUE., &
697                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
698                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
699                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
700                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
701                large_scale_forcing = .FALSE., &
702                large_scale_subsidence = .FALSE., lsf_surf = .TRUE., &
703                lsf_vert = .TRUE., lptnudge = .FALSE., lqnudge = .FALSE., &
704                lunudge = .FALSE., lvnudge = .FALSE., lwnudge = .FALSE., &
705                masking_method = .FALSE., mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
706                monotonic_adjustment = .FALSE., &
707                neutral = .FALSE., nudging = .FALSE., &
708                ocean = .FALSE., on_device = .FALSE., &
709                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
710                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
711                precipitation = .FALSE., &
712                random_heatflux = .FALSE., recycling_yshift = .FALSE.,&
713                run_control_header = .FALSE., run_coupled = .TRUE., &
714                scalar_rayleigh_damping = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
715                stop_dt = .FALSE., synchronous_exchange = .FALSE., &
716                terminate_run = .FALSE., transpose_compute_overlap = .FALSE., &
717                turbulence = .FALSE., turbulent_inflow = .FALSE., &
718                use_cmax = .TRUE., use_initial_profile_as_reference = .FALSE., &
719                use_prescribed_profile_data = .FALSE., &
720                use_single_reference_value = .FALSE., &
721                use_subsidence_tendencies = .FALSE., &
722                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
723                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
724                wall_adjustment = .TRUE., ws_scheme_sca = .FALSE., &
725                ws_scheme_mom = .FALSE.
726
727    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
728                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
729
730    REAL(wp) ::  advected_distance_x = 0.0_wp, advected_distance_y = 0.0_wp, &
731                 alpha_surface = 0.0_wp, atmos_ocean_sign = 1.0_wp, &
732                 averaging_interval = 0.0_wp, averaging_interval_pr = 9999999.9_wp, &
733                 averaging_interval_sp = 9999999.9_wp, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
734                 bottom_salinityflux = 0.0_wp, &
735                 building_height = 50.0_wp, building_length_x = 50.0_wp, &
736                 building_length_y = 50.0_wp, building_wall_left = 9999999.9_wp, &
737                 building_wall_south = 9999999.9_wp, canyon_height = 50.0_wp, &
738                 canyon_width_x = 9999999.9_wp, canyon_width_y = 9999999.9_wp, &
739                 canyon_wall_left = 9999999.9_wp, canyon_wall_south = 9999999.9_wp, &
740                 cfl_factor = -1.0_wp, cos_alpha_surface, &
741                 coupling_start_time = 0.0_wp, disturbance_amplitude = 0.25_wp, &
742                 disturbance_energy_limit = 0.01_wp, &
743                 disturbance_level_b = -9999999.9_wp, &
744                 disturbance_level_t = -9999999.9_wp, &
745                 dp_level_b = 0.0_wp, &
746                 dt = -1.0_wp, dt_averaging_input = 0.0_wp, &
747                 dt_averaging_input_pr = 9999999.9_wp, dt_coupling = 9999999.9_wp, &
748                 dt_data_output = 9999999.9_wp, &
749                 dt_data_output_av = 9999999.9_wp, dt_disturb = 9999999.9_wp, &
750                 dt_dopr = 9999999.9_wp, dt_dopr_listing = 9999999.9_wp, &
751                 dt_dopts = 9999999.9_wp, dt_dosp = 9999999.9_wp, dt_dots = 9999999.9_wp, &
752                 dt_do2d_xy = 9999999.9_wp, dt_do2d_xz = 9999999.9_wp, &
753                 dt_do2d_yz = 9999999.9_wp, dt_do3d = 9999999.9_wp, dt_dvrp = 9999999.9_wp, &
754                 dt_max = 20.0_wp, dt_micro = -1.0_wp, &
755                 dt_restart = 9999999.9_wp, &
756                 dt_run_control = 60.0_wp, dt_3d = -1.0_wp, dz = -1.0_wp, &
757                 dz_max = 9999999.9_wp, dz_stretch_factor = 1.08_wp, &
758                 dz_stretch_level = 100000.0_wp, e_init = 0.0_wp, e_min = 0.0_wp, &
759                 end_time = 0.0_wp, &
760                 f = 0.0_wp, fs = 0.0_wp, g = 9.81_wp, inflow_damping_height = 9999999.9_wp, &
761                 inflow_damping_width = 9999999.9_wp, kappa = 0.4_wp, km_constant = -1.0_wp,&
762                 mask_scale_x = 1.0_wp, mask_scale_y = 1.0_wp, mask_scale_z = 1.0_wp, &
763                 maximum_cpu_time_allowed = 0.0_wp,  &
764                 molecular_viscosity = 1.461E-5_wp, &
765                 old_dt = 1.0E-10_wp, omega = 7.29212E-5_wp, omega_sor = 1.8_wp, &
766                 particle_maximum_age = 9999999.9_wp, &
767                 phi = 55.0_wp, prandtl_number = 1.0_wp, &
768                 precipitation_amount_interval = 9999999.9_wp, prho_reference, &
769                 pt_damping_factor = 0.0_wp, pt_damping_width = 0.0_wp, &
770                 pt_reference = 9999999.9_wp, pt_slope_offset = 0.0_wp, &
771                 pt_surface = 300.0_wp, pt_surface_initial_change = 0.0_wp, &
772                 q_surface = 0.0_wp, q_surface_initial_change = 0.0_wp, &
773                 rayleigh_damping_factor = -1.0_wp, rayleigh_damping_height = -1.0_wp, &
774                 recycling_width = 9999999.9_wp, residual_limit = 1.0E-4_wp, &
775                 restart_time = 9999999.9_wp, rho_reference, rho_surface, &
776                 roughness_length = 0.1_wp, &
777                 sa_surface = 35.0_wp, &
778                 simulated_time = 0.0_wp, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
779                 skip_time_data_output = 0.0_wp, skip_time_data_output_av = 9999999.9_wp,&
780                 skip_time_dopr = 9999999.9_wp, skip_time_dosp = 9999999.9_wp, &
781                 skip_time_do2d_xy = 9999999.9_wp, skip_time_do2d_xz = 9999999.9_wp, &
782                 skip_time_do2d_yz = 9999999.9_wp, skip_time_do3d = 9999999.9_wp, &
783                 surface_heatflux = 9999999.9_wp, surface_pressure = 1013.25_wp, &
784                 surface_scalarflux = 9999999.9_wp, surface_waterflux = 9999999.9_wp, &
785                 s_surface = 0.0_wp, s_surface_initial_change = 0.0_wp, &
786                 termination_time_needed = -1.0_wp, time_coupling = 0.0_wp, &
787                 time_disturb = 0.0_wp, time_dopr = 0.0_wp, time_dopr_av = 0.0_wp, &
788                 time_dopr_listing = 0.0_wp, time_dopts = 0.0_wp, time_dosp = 0.0_wp, &
789                 time_dosp_av = 0.0_wp, time_dots = 0.0_wp, time_do2d_xy = 0.0_wp, &
790                 time_do2d_xz = 0.0_wp, time_do2d_yz = 0.0_wp, time_do3d = 0.0_wp, &
791                 time_do_av = 0.0_wp, time_do_sla = 0.0_wp, time_dvrp = 0.0_wp, &
792                 time_restart = 9999999.9_wp, time_run_control = 0.0_wp,&
793                 time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9_wp, &
794                 top_momentumflux_u = 9999999.9_wp, &
795                 top_momentumflux_v = 9999999.9_wp, top_salinityflux = 9999999.9_wp, &
796                 ug_surface = 0.0_wp, u_bulk = 0.0_wp, u_gtrans = 0.0_wp, &
797                 vg_surface = 0.0_wp, vpt_reference = 9999999.9_wp, &
798                 v_bulk = 0.0_wp, v_gtrans = 0.0_wp, wall_adjustment_factor = 1.8_wp, &
799                 zeta_max = 20.0_wp,    & !< Maximum value of zeta = z/L
800                 zeta_min = -9990.0_wp, & !< Minimum value of zeta = z/L
801                 z_max_do2d = -1.0_wp, z0h_factor = 1.0_wp
802
803    REAL(wp) ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0_wp, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0_wp, &
804                 do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0_wp, dpdxy(1:2) = 0.0_wp, &
805                 dt_domask(max_masks) = 9999999.9_wp, &
806                 mask_scale(3), &
807                 pt_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
808                 pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
809                 q_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
810                 q_vertical_gradient_level(10) = -1.0_wp, &
811                 s_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
812                 s_vertical_gradient_level(10) = -1.0_wp, &
813                 sa_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
814                 sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
815                 skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9_wp, threshold(20) = 0.0_wp, &
816                 time_domask(max_masks) = 0.0_wp, &
817                 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 /), &
818                 u_profile(100) = 9999999.9_wp, uv_heights(100) = 9999999.9_wp, &
819                 v_profile(100) = 9999999.9_wp, &
820                 ug_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
821                 ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
822                 vg_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
823                 vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
824                 volume_flow(1:2) = 0.0_wp, volume_flow_area(1:2) = 0.0_wp, &
825                 volume_flow_initial(1:2) = 0.0_wp, wall_heatflux(0:4) = 0.0_wp, &
826                 wall_humidityflux(0:4) = 0.0_wp, wall_nrflux(0:4) = 0.0_wp, &
827                 wall_qflux(0:4) = 0.0_wp, wall_qrflux(0:4) = 0.0_wp, &
828                 wall_salinityflux(0:4) = 0.0_wp, wall_scalarflux(0:4) = 0.0_wp, &
829                 subs_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
830                 subs_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp
831
832    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
833
834    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
835            mask_x = -1.0_wp, mask_y = -1.0_wp, mask_z = -1.0_wp
836    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
837            mask_x_loop = -1.0_wp, mask_y_loop = -1.0_wp, mask_z_loop = -1.0_wp
838   
839!
840!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
841       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
842
843    SAVE
844
845 END MODULE control_parameters
846
847
848!------------------------------------------------------------------------------!
849! Description:
850! ------------
851!> Definition of variables used with dvrp-software.
852!------------------------------------------------------------------------------!
853 MODULE dvrp_variables
854
855     USE kinds
856
857    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
858                           particle_dvrpsize = 'none'
859
860    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
861                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
862
863    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
864                           dvrp_file      = 'default',                    &
865                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
866                           dvrp_password  = '********',                   &
867                           dvrp_username  = ' '
868
869    INTEGER(iwp) ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
870                     dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
871                     nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
872                     nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
873                     pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
874                     pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
875                     vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
876                     vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
877
878    INTEGER(iwp), DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
879
880    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
881                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
882                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
883
884    REAL(wp)    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9_wp, clip_dvrp_n = 9999999.9_wp, &
885                    clip_dvrp_r = 9999999.9_wp, clip_dvrp_s = 9999999.9_wp, &
886                    superelevation = 1.0_wp, superelevation_x = 1.0_wp,     &
887                    superelevation_y = 1.0_wp, vc_alpha = 38.0_wp
888
889    REAL(wp), DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0_wp, 1.0_wp /), &
890                               dvrpsize_interval = (/ 0.0_wp, 1.0_wp /)
891
892    REAL(wp), DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0_wp, 0.6_wp, 0.0_wp /), &
893                               topography_color = (/ 0.8_wp, 0.7_wp, 0.6_wp /)
894
895#if defined( __decalpha )
896    REAL(wp), DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/      &
897                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
898                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
899                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp /), (/ 2, 10 /) )
900
901    REAL(wp), DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                 &
902                                   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, &
903                                   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, &
904                                   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, &
905                                   0.1_wp, 0.4_wp, 0.1_wp /), (/ 3, 10 /) )
906
907    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
908                                   RESHAPE( (/ 270.0_sp, 225.0_sp, 225.0_sp, 180.0_sp,      &
909                                                70.0_sp,  25.0_sp,  25.0_sp, -25.0_sp,      &
910                                               ( 0.0_sp, i9 = 1, 192 ) /),         &
911                                            (/ 2, 100 /) ),                     &
912                                   interval_l_dvrp = 0.5_sp, interval_s_dvrp = 1.0_sp,&
913                                   interval_a_dvrp = 0.0_sp,                       &
914                                   interval_values_dvrp_prt,                    &
915                                   interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
916                                   (/ 270.0_sp, 225.0_sp, 225.0_sp, 180.0_sp, 70.0_sp, 25.0_sp,   &
917                                      25.0_sp, -25.0_sp, ( 0.0_sp, i9 = 1, 192 ) /),     &
918                                                   (/ 2, 100 /) ),              &
919                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5_sp,                   &
920                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0_sp,                   &
921                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0_sp
922#else
923    REAL(wp), DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
924
925    REAL(wp), DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
926
927    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
928                                   interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
929                                   interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5_sp, &
930                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5_sp, interval_s_dvrp = 1.0_sp, &
931                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0_sp, interval_a_dvrp = 0.0_sp, &
932                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0_sp
933
934    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
935                                     -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
936                                     -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
937                                     -1.0_wp, 1.0_wp /
938
939    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, &
940                             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, &
941                             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, &
942                             0.1_wp, 0.4_wp, 0.1_wp /
943
944    DATA  interval_h_dvrp / 270.0_wp, 225.0_wp, 225.0_wp, 180.0_wp, 70.0_wp, 25.0_wp, &
945                            25.0_wp, -25.0_wp, 192 * 0.0_wp /
946
947    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0_wp, 225.0_wp, 225.0_wp, 180.0_wp, 70.0_wp, 25.0_wp, &
948                                25.0_wp, -25.0_wp, 192 * 0.0_wp /
949#endif
950
951    REAL(sp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
952
953    TYPE steering
954       CHARACTER (LEN=24) ::  name
955       REAL(sp)           ::  min, max
956       INTEGER(iwp)       ::  imin, imax
957    END TYPE steering
958
959    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
960
961    SAVE
962
963 END MODULE dvrp_variables
964
965
966!------------------------------------------------------------------------------!
967! Description:
968! ------------
969!> Definition of grid spacings.
970!------------------------------------------------------------------------------!
971 MODULE grid_variables
972
973    USE kinds
974
975    REAL(wp) ::  ddx, ddx2, dx = 1.0_wp, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0_wp, dy2
976
977    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
978
979    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
980                                              fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
981                                              wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
982                                              zu_s_inner, zw_w_inner
983
984    SAVE
985
986 END MODULE grid_variables
987
988
989!------------------------------------------------------------------------------!
990! Description:
991! ------------
992!> Definition of array bounds, number of gridpoints, and wall flag arrays.
993!------------------------------------------------------------------------------!
994 MODULE indices
995
996    USE kinds
997
998    INTEGER(iwp) ::  i_left, i_right, j_north, j_south, nbgp = 3, ngp_sums,         &
999                     ngp_sums_ls, nnx, nx = 0, nx_a, nx_o, nxl, nxlg, nxlu, nxr,    &
1000                     nxrg, nx_on_file, nny, ny = 0, ny_a, ny_o, nyn, nyng, nys,     &
1001                     nysg, nysv, ny_on_file, nnz, nz = 0, nzb, nzb_diff, nzb_max,   &
1002                     nzt, nzt_diff
1003
1004
1005    INTEGER(idp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
1006                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
1007
1008    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                  &
1009                   ngp_2dh, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
1010
1011
1012    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE :: ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner,  &
1013                   mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner, nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u,    &
1014                   nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer, nzb_s_inner, nzb_s_outer,    &
1015                   nzb_u_inner, nzb_u_outer, nzb_v_inner, nzb_v_outer,            &
1016                   nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
1017
1018    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
1019
1020    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  wall_flags_0, wall_flags_00
1021
1022    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE,  TARGET ::                       &
1023                   wall_flags_1, wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4,        &
1024                   wall_flags_5, wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8,        &
1025                   wall_flags_9, wall_flags_10
1026
1027    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  rflags_s_inner, rflags_invers
1028
1029    SAVE
1030
1031 END MODULE indices
1032
1033
1034!------------------------------------------------------------------------------!
1035! Description:
1036! ------------
1037!> Interfaces for special subroutines which use optional parameters.
1038!------------------------------------------------------------------------------!
1039 MODULE interfaces
1040
1041    INTERFACE
1042
1043!------------------------------------------------------------------------------!
1044! Description:
1045! ------------
1046!> @todo Missing subroutine description.
1047!------------------------------------------------------------------------------!
1048       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, offset, &
1049                                   wert, wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
1050
1051          USE kinds
1052
1053          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)      ::  mode
1054          INTEGER(iwp), INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
1055          INTEGER(iwp)                       ::  wert_ijk(3)
1056          INTEGER(iwp), OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
1057          REAL(wp)                           ::  offset, wert
1058          REAL(wp), OPTIONAL                 ::  wert1
1059          REAL(wp), INTENT(IN)               ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
1060
1061       END SUBROUTINE global_min_max
1062
1063    END INTERFACE
1064
1065    SAVE
1066
1067 END MODULE interfaces
1068
1069
1070!------------------------------------------------------------------------------!
1071! Description:
1072! ------------
1073!> Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
1074!> prognostic_equations.
1075!------------------------------------------------------------------------------!
1076 MODULE pointer_interfaces
1077
1078    INTERFACE
1079
1080!------------------------------------------------------------------------------!
1081! Description:
1082! ------------
1083!> @todo Missing subroutine description.
1084!------------------------------------------------------------------------------!
1085       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
1086
1087          USE kinds
1088
1089          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
1090#if defined( __nopointer )
1091          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:) ::  sk
1092#else
1093          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
1094#endif
1095       END SUBROUTINE advec_s_bc
1096
1097    END INTERFACE
1098
1099
1100    SAVE
1101
1102 END MODULE pointer_interfaces
1103
1104
1105!------------------------------------------------------------------------------!
1106! Description:
1107! ------------
1108!> Definition of variables for the 1D-model.
1109!------------------------------------------------------------------------------!
1110 MODULE model_1d
1111
1112    USE kinds
1113
1114    INTEGER(iwp) ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d
1115
1116    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
1117
1118    REAL(wp) ::     damp_level_1d = -1.0_wp, dt_1d = 60.0_wp, dt_max_1d = 300.0_wp, &
1119                    dt_pr_1d = 9999999.9_wp, dt_run_control_1d = 60.0_wp, &
1120                    end_time_1d = 864000.0_wp, old_dt_1d = 1.0E-10_wp, &
1121                    qs1d, simulated_time_1d = 0.0_wp, time_pr_1d = 0.0_wp, &
1122                    time_run_control_1d = 0.0_wp, ts1d, us1d, usws1d, &
1123                    vsws1d, z01d, z0h1d
1124
1125
1126    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_p, kh1d, km1d, l_black, l1d,  &
1127                                            rif1d, te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, &
1128                                            te_vm, u1d, u1d_p, v1d, v1d_p
1129
1130    SAVE
1131
1132 END MODULE model_1d
1133
1134
1135!------------------------------------------------------------------------------!
1136! Description:
1137! ------------
1138!> Definition of parameters and variables for netcdf control.
1139!------------------------------------------------------------------------------!
1140 MODULE netcdf_control
1141
1142    USE control_parameters, ONLY: max_masks
1143    USE kinds
1144#if defined( __netcdf )
1145    USE netcdf
1146#endif
1147
1148    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 29, dots_max = 100
1149
1150    INTEGER(iwp) ::  dots_num = 23
1151
1152    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =          &
1153         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2',        &
1154            'z_i   ' /)
1155
1156    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames =      &
1157         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',        &
1158            'z_i   ' /)
1159
1160    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label =                   &
1161          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
1162             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
1163             'w_up   ', 'w_down ', 'radius ', 'r_min  ', 'r_max  ', 'npt_max', &
1164             'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', 'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', &
1165             'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', 'w"2    ', 'npt*2  ' /)
1166
1167    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit =                    &
1168          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
1169             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
1170             'm/s    ', 'm/s    ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'number ', &
1171             'number ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
1172             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'number2' /)
1173
1174    CHARACTER (LEN=13), DIMENSION(dots_max) :: dots_label =                    &
1175          (/ 'E            ', 'E*           ', 'dt           ',                &
1176             'u*           ', 'th*          ', 'umax         ',                &
1177             'vmax         ', 'wmax         ', 'div_new      ',                &
1178             'div_old      ', 'z_i_wpt      ', 'z_i_pt       ',                &
1179             'w*           ', 'w"pt"0       ', 'w"pt"        ',                &
1180             'wpt          ', 'pt(0)        ', 'pt(z_mo)     ',                &
1181             'w"u"0        ', 'w"v"0        ', 'w"q"0        ',                &
1182             'ol           ', 'q*           ',                                 &
1183             ( 'unknown      ', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1184
1185    CHARACTER (LEN=13), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit =                     &
1186          (/ 'm2/s2        ', 'm2/s2        ', 's            ',                &
1187             'm/s          ', 'K            ', 'm/s          ',                &
1188             'm/s          ', 'm/s          ', 's-1          ',                &
1189             's-1          ', 'm            ', 'm            ',                &
1190             'm/s          ', 'K m/s        ', 'K m/s        ',                &
1191             'K m/s        ', 'K            ', 'K            ',                &
1192             'm2/s2        ', 'm2/s2        ', 'kg m/s       ',                &
1193             'm            ', 'kg/kg        ',                                 &
1194             ( 'unknown      ', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1195
1196    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
1197
1198    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
1199
1200    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
1201          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
1202             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
1203             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
1204             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
1205             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
1206             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
1207             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
1208             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1209             'not_used        ' /)
1210
1211    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
1212          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
1213             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1214             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
1215             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1216             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
1217             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
1218             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
1219             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1220             'not_used        ' /)
1221
1222    INTEGER(iwp) ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
1223                     id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
1224                     id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
1225                     id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
1226                     id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
1227                     id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
1228                     id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
1229
1230    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
1231                    id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
1232                    id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
1233                    id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
1234                    id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
1235                    id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
1236                    id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
1237                    id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
1238                    id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
1239                    id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
1240                    id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
1241                    id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
1242                    id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
1243                    id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
1244                    id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
1245                    id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
1246                    id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
1247                    id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
1248
1249    INTEGER(iwp), DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
1250    INTEGER(iwp), DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
1251    INTEGER(iwp), DIMENSION(11)  ::  nc_precision
1252    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1253
1254    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1255    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1256    INTEGER(iwp), DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1257                                               id_var_z_pr
1258    INTEGER(iwp), DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1259
1260!
1261!-- masked output
1262    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1263
1264    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1265
1266    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1267                   id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1268                   id_dim_zw_mask, &
1269                   id_set_mask, &
1270                   id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1271                   id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1272                   id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1273
1274    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1275
1276    SAVE
1277
1278 END MODULE netcdf_control
1279
1280
1281!------------------------------------------------------------------------------!
1282! Description:
1283! ------------
1284!> Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1285!> ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1286!> MPI-calls.
1287!------------------------------------------------------------------------------!
1288 MODULE pegrid
1289
1290    USE kinds
1291
1292#if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
1293#if defined( __lc )
1294    USE MPI
1295#else
1296    INCLUDE "mpif.h"
1297#endif
1298#endif
1299    CHARACTER(LEN=2) ::  send_receive = 'al'
1300    CHARACTER(LEN=7) ::  myid_char = ''
1301    INTEGER(iwp)          ::  acc_rank, comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter,       &
1302                              comm_palm, id_inflow = 0, id_recycling = 0, ierr,     &
1303                              myid = 0, myidx = 0, myidy = 0, ndim = 2, ngp_a,      &
1304                              ngp_o, ngp_xy, ngp_y, npex = -1, npey = -1,           &
1305                              numprocs = 1, numprocs_previous_run = -1,             &
1306                              num_acc_per_node = 0, pleft, pnorth, pright, psouth,  &
1307                              req_count = 0, sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz,    &
1308                              sendrecvcount_zx, sendrecvcount_zyd,                  &
1309                              sendrecvcount_yxd, target_id, tasks_per_node = -9999, &
1310                              threads_per_task = 1, type_x, type_x_int, type_xy,    &
1311                              type_y, type_y_int
1312
1313    INTEGER(iwp)          ::  pdims(2) = 1, req(100)
1314
1315    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1316                                                  hor_index_bounds_previous_run
1317
1318    LOGICAL ::  background_communication =.FALSE., collective_wait = .FALSE., &
1319                sendrecv_in_background = .FALSE.
1320
1321#if defined( __parallel )
1322#if defined( __mpi2 )
1323    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1324#endif
1325
1326    INTEGER(iwp) ::  ibuf(12), pcoord(2)
1327
1328#if ! defined ( __check )
1329    INTEGER(iwp) ::  status(MPI_STATUS_SIZE)
1330    INTEGER(iwp), DIMENSION(MPI_STATUS_SIZE,100) ::  wait_stat
1331#endif
1332
1333    INTEGER(iwp) :: ngp_yz_int, type_xz_int, type_yz_int
1334    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_xz, ngp_yz, type_xz, type_yz
1335
1336    LOGICAL ::  left_border_pe  = .FALSE., north_border_pe = .FALSE., &
1337                reorder = .TRUE., right_border_pe = .FALSE.,          &
1338                south_border_pe = .FALSE.
1339
1340    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1341                              remain_dims
1342#endif
1343
1344    SAVE
1345
1346 END MODULE pegrid
1347
1348
1349!------------------------------------------------------------------------------!
1350! Description:
1351! ------------
1352!> Definition of variables which control PROFIL-output.
1353!------------------------------------------------------------------------------!
1354 MODULE profil_parameter
1355
1356    USE kinds
1357
1358    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  crmax = 100
1359
1360    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1361                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1362                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1363                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1364                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1365                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1366                              ' L                  ',                         &
1367                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1368
1369    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1370                           (/ ' u v                           ', &
1371                              ' pt                            ', &
1372                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1373                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1374                              ' km kh                         ', &
1375                              ' l                             ', &
1376                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1377
1378    INTEGER(iwp) ::  profile_columns = 2, profile_rows = 3, profile_number = 0
1379
1380    INTEGER(iwp) ::  cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1381                     cross_ts_number_count(crmax) = 0, &
1382                     dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1383                     dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0
1384               
1385
1386    REAL(wp) ::  cross_ts_uymax(20) = &
1387                             (/ 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1388                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1389                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1390                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp /),&
1391                 cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999_wp, &
1392                 cross_ts_uymin(20) = &
1393                             (/ 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,  -5.000_wp, 999.999_wp,   &
1394                                999.999_wp,   0.000_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1395                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1396                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp /),&
1397                 cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999_wp
1398
1399    SAVE
1400
1401 END MODULE profil_parameter
1402
1403
1404!------------------------------------------------------------------------------!
1405! Description:
1406! ------------
1407!> Definition of quantities used for computing spectra.
1408!------------------------------------------------------------------------------!
1409 MODULE spectrum
1410
1411    USE kinds
1412
1413    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1414                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1415    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1416    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1417    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1418                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1419                                              '-power spectrum of v     ', &
1420                                              '-power spectrum of w     ', &
1421                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1422                                              '-power spectrum of q     ' /)
1423    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1424                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1425                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1426                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1427                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1428                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1429
1430    INTEGER(iwp) ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1431
1432    INTEGER(iwp) ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1433                     lstyles(100) = (/ 0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1434                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1435                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1436                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1437                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1438                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1439                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1440                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1441                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1442                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1443                     plot_spectra_level(100) = 999999
1444
1445    REAL(wp)    ::  time_to_start_sp = 0.0_wp
1446
1447    SAVE
1448
1449 END MODULE spectrum
1450
1451
1452!------------------------------------------------------------------------------!
1453! Description:
1454! ------------
1455!> Definition of statistical quantities, e.g. global sums.
1456!------------------------------------------------------------------------------!
1457 MODULE statistics
1458
1459    USE kinds
1460
1461    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1462    INTEGER(iwp) ::  pr_palm = 130, statistic_regions = 0
1463    INTEGER(iwp) ::  u_max_ijk(3) = -1, v_max_ijk(3) = -1, w_max_ijk(3) = -1
1464    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1465    REAL(wp) ::     u_max, v_max, w_max
1466    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l,   &
1467                                                  var_d, weight_substep,          &
1468                                                  weight_pres
1469    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value, &
1470                                                  sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, &
1471                                                  sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,   &
1472                                                  sums_ws2_ws_l,                  &
1473                                                  sums_wsnrs_ws_l,                &
1474                                                  sums_wspts_ws_l,                &
1475                                                  sums_wssas_ws_l,                &
1476                                                  sums_wsqs_ws_l,                 &
1477                                                  sums_wsqrs_ws_l,                &
1478                                                  sums_ls_l
1479                                             
1480    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x,     &
1481                                                  spectrum_y, sums_l, sums_l_l,   &
1482                                                  sums_up_fraction_l
1483    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1484
1485    SAVE
1486
1487 END MODULE statistics
1488
1489
1490!------------------------------------------------------------------------------!
1491! Description:
1492! ------------
1493!> Definition of indices for transposed arrays.
1494!------------------------------------------------------------------------------!
1495 MODULE transpose_indices
1496
1497    USE kinds
1498
1499    INTEGER(iwp) ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z, &
1500                     nys_x, nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_y, nzt_yd
1501               
1502    SAVE
1503
1504 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.