source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 210

Last change on this file since 210 was 210, checked in by raasch, 13 years ago

updates in dvr routines for new dvr version

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 50.9 KB
Line 
1 MODULE advection
2
3
4!------------------------------------------------------------------------------!
5! Actual revisions:
6! -----------------
7! some dvrp-variables changed to single precision, variables for dvrp-mode
8! pathlines added, +target_id
9!
10! Former revisions:
11! -----------------
12! $Id: modules.f90 210 2008-11-06 08:54:02Z raasch $
13!
14! 197 2008-09-16 15:29:03Z raasch
15! allow 100 spectra levels instead of 10 for consistency with
16! define_netcdf_header, +canopy_heat_flux, cthf, lai,
17! +leaf_surface_concentration, scalar_exchange_coefficient, sec, sls
18! +hor_index_bounds, hor_index_bounds_previous_run, id_inflow, id_recycling,
19! inflow_damping_*, mean_inflow_profiles, numprocs_previous_run, nx_on_file,
20! ny_on_file, offset_ocean_*, recycling_plane, recycling_width, turbulent_inflow
21! -myid_char_14
22!
23! 138 2007-11-28 10:03:58Z letzel
24! +drag_coefficient, pch_index, lad_surface, lad_vertical_gradient,
25! lad_vertical_gradient_level, plant_canopy, lad, lad_s, lad_u, lad_v,
26! lad_w, cdc, lad_vertical_gradient_level_ind, canopy_mode
27! +dt_sort_particles, ngp_2dh_s_inner, time_sort_particles, flags,
28! wall_flags_1..10, wall_humidityflux(0:4), wall_qflux(0:4),
29! wall_salinityflux(0:4), wall_scalarflux(0:4)
30!
31! 108 2007-08-24 15:10:38Z letzel
32! +comm_inter, constant_top_momentumflux, coupling_char, coupling_mode,
33! coupling_mode_remote, c_u, c_v, c_w, dt_coupling, e_init, humidity_remote,
34! ngp_xy, nxlu, nysv, port_name, qswst_remote, terminate_coupled,
35! terminate_coupled_remote, time_coupling, top_momentumflux_u|v, type_xy,
36! uswst*, vswst*
37!
38! 97 2007-06-21 08:23:15Z raasch
39! +atmos_ocean_sign, ocean, r, + salinity variables
40! defaults of .._vertical_gradient_levels changed from -1.0 to -9999999.9
41! hydro_press renamed hyp, use_pt_reference renamed use_reference
42!
43! 89 2007-05-25 12:08:31Z raasch
44! +data_output_pr_user, max_pr_user, size of data_output_pr, dopr_index,
45! dopr_initial_index and dopr_unit enlarged,
46! var_hom and var_sum renamed pr_palm
47!
48! 82 2007-04-16 15:40:52Z raasch
49! +return_addres, return_username
50! Cpp-directive lcmuk renamed lc
51!
52! 75 2007-03-22 09:54:05Z raasch
53! +arrays precipitation_amount, precipitation_rate, precipitation_rate_av,
54! rif_wall, z0_av, +arrays u_m_l, u_m_r, etc. for radiation boundary conditions,
55! +loop_optimization, netcdf_64bit_3d, zu_s_inner, zw_w_inner, id_var_zusi_*,
56! id_var_zwwi_*, ts_value, u_nzb_p1_for_vfc, v_nzb_p1_for_vfc, pt_reference,
57! use_pt_reference, precipitation_amount_interval, revision
58! +age_m in particle_type, moisture renamed humidity,
59! -data_output_ts, dots_n, uvmean_outflow, uxrp, vynp,
60! arrays dots_label and dots_unit now dimensioned with dots_max,
61! setting of palm version moved to main program
62!
63! 37 2007-03-01 08:33:54Z raasch
64! +constant_top_heatflux, top_heatflux, use_top_fluxes, +arrays for top fluxes,
65! +nzt_diff, default of bc_pt_t renamed "initial_gradient"
66! Bugfix: p is not a pointer
67!
68! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
69!
70! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
71! version 3.1b (last under RCS control)
72!
73! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
74! Initial revision
75!
76!
77! Description:
78! ------------
79! Definition of variables for special advection schemes
80!------------------------------------------------------------------------------!
81
82    REAL ::  spl_gamma_x, spl_gamma_y
83
84    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex, spl_z_x, spl_z_y
85    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  spl_tri_x, spl_tri_y, spl_tri_zu, &
86                                          spl_tri_zw
87
88    SAVE
89
90 END MODULE advection
91
92
93
94
95 MODULE array_kind
96
97!------------------------------------------------------------------------------!
98! Description:
99! ------------
100! Definition of type parameters (used for the definition of single or double
101! precision variables)
102!------------------------------------------------------------------------------!
103
104    INTEGER, PARAMETER ::  dpk = SELECTED_REAL_KIND( 12 ), &
105                           spk = SELECTED_REAL_KIND( 6 )
106
107    SAVE
108
109 END MODULE array_kind
110
111
112
113
114 MODULE arrays_3d
115
116!------------------------------------------------------------------------------!
117! Description:
118! ------------
119! Definition of all arrays defined on the computational grid
120!------------------------------------------------------------------------------!
121
122    USE array_kind
123
124    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                         &
125          ddzu, dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, km_damp_x,  &
126          km_damp_y, lad, l_grid, pt_init, q_init, rdf, sa_init, ug, u_init,   &
127          u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, zu, zw
128
129    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                       &
130          c_u, c_v, c_w, dzu_mg, dzw_mg, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                  &
131          mean_inflow_profiles, pt_slope_ref, qs, qswst_remote, ts, us, z0
132
133    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                               &
134          qsws_1, qsws_2, qswst_1, qswst_2, rif_1, rif_2, saswsb_1, saswst_1,  &
135          shf_1, shf_2, tswst_1, tswst_2, usws_1, usws_2, uswst_1, uswst_2,    &
136          vsws_1, vsws_2, vswst_1, vswst_2
137
138    REAL, DIMENSION(:,:), POINTER ::                                           &
139          qsws, qsws_m, qswst, qswst_m, rif, rif_m, saswsb, saswst, shf,       &
140          shf_m, tswst, tswst_m, usws, uswst, usws_m, uswst_m, vsws, vswst,    &
141          vsws_m, vswst_m
142
143    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                     &
144          canopy_heat_flux, cdc, d, diss, lad_s, lad_u, lad_v, lad_w, lai,     &
145          l_wall, sec, sls, tend, u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l, v_m_n,    &
146          v_m_r, v_m_s, w_m_l, w_m_n, w_m_r, w_m_s
147
148    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
149          ql_v, ql_vp
150
151    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
152          e_1, e_2, e_3, kh_1, kh_2, km_1, km_2, p, pt_1, pt_2, pt_3, q_1,     &
153          q_2, q_3, ql_1, ql_2, rho_1, sa_1, sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3, v_1,   &
154          v_2, v_3, vpt_1, vpt_2, w_1, w_2, w_3
155
156    REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                         &
157          e, e_m, e_p, kh, kh_m, km, km_m, pt, pt_m, pt_p, q, q_m, q_p, ql,    &
158          ql_c, rho, sa, sa_p, te_m, tpt_m, tq_m, tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, u,  &
159          u_m, u_p, v, v_m, v_p, vpt, vpt_m, w, w_m, w_p
160
161    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall
162
163    SAVE
164
165 END MODULE arrays_3d
166
167
168
169
170 MODULE averaging
171
172!------------------------------------------------------------------------------!
173! Description:
174! ------------
175! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
176!------------------------------------------------------------------------------!
177
178    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av, &
179                                          ts_av, us_av, z0_av
180
181    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET :: &
182          e_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, q_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, &
183          ql_vp_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av, u_av, v_av, vpt_av, w_av
184
185 END MODULE averaging
186
187
188
189
190 MODULE cloud_parameters
191
192!------------------------------------------------------------------------------!
193! Description:
194! ------------
195! Definition of variables and constants for cloud physics
196!------------------------------------------------------------------------------!
197
198    REAL  ::  b_cond, cp = 1005.0, diff_coeff_l = 0.23E-4,                     &
199              effective_coll_efficiency, l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, l_v = 2.5E+06, &
200              mass_of_solute, molecular_weight_of_solute,                      &
201              prec_time_const = 0.001, ql_crit = 0.0005, rho_l = 1.0E3,        &
202              r_d = 287.0, r_v = 461.51, thermal_conductivity_l = 2.43E-2
203
204    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  pt_d_t, t_d_pt
205
206    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  precipitation_amount, &
207                                          precipitation_rate
208
209    SAVE
210
211 END MODULE cloud_parameters
212
213
214
215
216 MODULE constants
217
218!------------------------------------------------------------------------------!
219! Description:
220! ------------
221! Definition of general constants
222!------------------------------------------------------------------------------!
223
224    REAL    ::  pi = 3.141592654
225
226    SAVE
227
228 END MODULE constants
229
230
231
232
233 MODULE control_parameters
234
235!------------------------------------------------------------------------------!
236! Description:
237! ------------
238! Definition of parameters for program control
239!------------------------------------------------------------------------------!
240
241    TYPE plot_precision
242       CHARACTER (LEN=6) ::  variable
243       INTEGER           ::  precision
244    END TYPE plot_precision
245
246    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
247                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
248                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
249                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
250                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
251
252    TYPE file_status
253       LOGICAL ::  opened, opened_before
254    END TYPE file_status
255
256    TYPE(file_status), DIMENSION(200) :: openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
257
258
259    CHARACTER (LEN=1)   ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
260    CHARACTER (LEN=2)   ::  coupling_char = ''
261    CHARACTER (LEN=5)   ::  write_binary = 'false'
262    CHARACTER (LEN=6)   ::  grid_matching = 'match'
263    CHARACTER (LEN=8)   ::  run_date, run_time
264    CHARACTER (LEN=9)   ::  simulated_time_chr
265    CHARACTER (LEN=12)  ::  version = ' ', revision = ' '
266    CHARACTER (LEN=16)  ::  loop_optimization = 'default', &
267                            momentum_advec = 'pw-scheme', &
268                            psolver = 'poisfft', &
269                            scalar_advec = 'pw-scheme'
270    CHARACTER (LEN=20)  ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
271                            bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
272                            bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
273                            bc_pt_t = 'initial_gradient', &
274                            bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
275                            bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
276                            bc_sa_t = 'neumann', &
277                            bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
278                            canopy_mode = 'block', &
279                            coupling_mode = 'uncoupled', &
280                            coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
281                            dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
282                            fft_method = 'system-specific', &
283                            mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
284                            random_generator = 'numerical-recipes', &
285                            return_addres, return_username, &
286                            timestep_scheme = 'runge-kutta-3'
287    CHARACTER (LEN=40)  ::  avs_data_file, topography = 'flat'
288    CHARACTER (LEN=64)  ::  host
289    CHARACTER (LEN=80)  ::  log_message, run_identifier
290    CHARACTER (LEN=100) ::  initializing_actions = ' ', run_description_header
291
292    CHARACTER (LEN=7),  DIMENSION(100) ::  do3d_comp_prec = ' '
293    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_format = ' '
294    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
295                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
296    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
297    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
298    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10)  ::  netcdf_precision = ' '
299
300    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
301
302    INTEGER ::  average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
303                average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
304                dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
305                disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
306                dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
307                dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
308                do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
309                dvrp_filecount = 0, dz_stretch_level_index, gamma_mg, &
310                grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, ibc_pt_b, ibc_pt_t, &
311                ibc_q_b, ibc_q_t, ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, &
312                inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
313                intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
314                iran = -1234567, last_dt_change = 0, maximum_grid_level, &
315                max_pr_user = 0, mgcycles = 0, mg_cycles = -1, &
316                mg_switch_to_pe0_level = 0, ngsrb = 2, nsor = 20, &
317                nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
318                nz_do1d, nz_do3d = -9999, outflow_damping_width = -1, &
319                prt_time_count = 0, recycling_plane, runnr = 0, &
320                skip_do_avs = 0, terminate_coupled = 0, &
321                terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
322
323    INTEGER ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
324                do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
325                do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
326                do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
327                lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
328                pch_index = 0, &
329                pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
330                q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
331                sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
332                section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
333                section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
334                ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
335                vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999
336
337    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
338
339    LOGICAL ::  adjust_mixing_length = .FALSE., avs_output = .FALSE., &
340                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
341                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
342                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
343                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
344                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
345                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
346                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
347                cut_spline_overshoot = .TRUE., &
348                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., do2d_at_begin = .FALSE., &
349                do3d_at_begin = .FALSE., do3d_compress = .FALSE., &
350                do_sum = .FALSE., dt_changed = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
351                disturbance_created = .FALSE., &
352                first_call_advec_particles = .TRUE., &
353                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
354                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
355                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
356                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., iso2d_output = .FALSE.,&
357                mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
358                netcdf_output = .FALSE., netcdf_64bit = .FALSE., &
359                netcdf_64bit_3d = .TRUE., ocean = .FALSE., &
360                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
361                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
362                plant_canopy = .FALSE., &
363                prandtl_layer = .TRUE., precipitation = .FALSE., &
364                profil_output = .FALSE., radiation = .FALSE., &
365                random_heatflux = .FALSE., run_control_header = .FALSE., &
366                sloping_surface = .FALSE., stop_dt = .FALSE., &
367                terminate_run = .FALSE., turbulent_inflow = .FALSE., &
368                use_prior_plot1d_parameters = .FALSE., use_reference = .FALSE.,&
369                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
370                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
371                wall_adjustment = .TRUE.
372
373    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
374                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
375
376    REAL ::  advected_distance_x = 0.0, advected_distance_y = 0.0, &
377             alpha_surface = 0.0, asselin_filter_factor = 0.1, &
378             atmos_ocean_sign = 1.0, &
379             averaging_interval = 0.0, averaging_interval_pr = 9999999.9, &
380             averaging_interval_sp = 9999999.9, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
381             bottom_salinityflux = 0.0, &
382             building_height = 50.0, building_length_x = 50.0, &
383             building_length_y = 50.0, building_wall_left = 9999999.9, &
384             building_wall_south = 9999999.9, cthf = 0.0, cfl_factor = -1.0, &
385             cos_alpha_surface, disturbance_amplitude = 0.25, &
386             disturbance_energy_limit = 0.01, &
387             disturbance_level_b = -9999999.9, &
388             disturbance_level_t = -9999999.9, &
389             drag_coefficient = 0.0, &
390             dt = -1.0, dt_averaging_input = 0.0, &
391             dt_averaging_input_pr = 9999999.9, dt_coupling = 9999999.9, &
392             dt_data_output = 9999999.9, &
393             dt_data_output_av = 9999999.9, dt_disturb = 9999999.9, &
394             dt_dopr = 9999999.9, dt_dopr_listing = 9999999.9, &
395             dt_dopts = 9999999.9, dt_dosp = 9999999.9, dt_dots = 9999999.9, &
396             dt_do2d_xy = 9999999.9, dt_do2d_xz = 9999999.9, &
397             dt_do2d_yz = 9999999.9, dt_do3d = 9999999.9, dt_dvrp = 9999999.9, &
398             dt_max = 20.0, dt_prel = 9999999.9, dt_restart = 9999999.9, &
399             dt_run_control = 60.0, dt_3d = -1.0, dz = -1.0, &
400             dz_max = 9999999.9, dz_stretch_factor = 1.08, &
401             dz_stretch_level = 100000.0, e_init = 0.0, e_min = 0.0, &
402             end_time = 0.0, &
403             f = 0.0, fs = 0.0, g = 9.81, inflow_damping_height = 9999999.9, &
404             inflow_damping_width = 9999999.9, kappa = 0.4, km_constant = -1.0,&
405             km_damp_max = -1.0, lad_surface = 0.0,  &
406             leaf_surface_concentration = 0.0, long_filter_factor = 0.0, &
407             maximum_cpu_time_allowed = 0.0, molecular_viscosity = 1.461E-5, &
408             old_dt = 1.0E-10, omega = 7.29212E-5, omega_sor = 1.8, &
409             overshoot_limit_e = 0.0, overshoot_limit_pt = 0.0, &
410             overshoot_limit_u = 0.0, overshoot_limit_v = 0.0, &
411             overshoot_limit_w = 0.0, particle_maximum_age = 9999999.9, &
412             phi = 55.0, prandtl_number = 1.0, &
413             precipitation_amount_interval = 9999999.9, prho_reference, &
414             pt_reference = 9999999.9, pt_slope_offset = 0.0, &
415             pt_surface = 300.0, pt_surface_initial_change = 0.0, &
416             q_surface = 0.0, q_surface_initial_change = 0.0, &
417             rayleigh_damping_factor = -1.0, rayleigh_damping_height = -1.0, &
418             recycling_width = 9999999.9, residual_limit = 1.0E-4, &
419             restart_time = 9999999.9, rho_reference, rho_surface, &
420             rif_max = 1.0, &
421             rif_min = -5.0, roughness_length = 0.1, sa_surface = 35.0, &
422             scalar_exchange_coefficient = 0.0, &
423             simulated_time = 0.0, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
424             skip_time_data_output = 0.0, skip_time_data_output_av = 9999999.9,&
425             skip_time_dopr = 9999999.9, skip_time_dosp = 9999999.9, &
426             skip_time_do2d_xy = 9999999.9, skip_time_do2d_xz = 9999999.9, &
427             skip_time_do2d_yz = 9999999.9, skip_time_do3d = 9999999.9, &
428             surface_heatflux = 9999999.9, surface_pressure = 1013.25, &
429             surface_scalarflux = 0.0, surface_waterflux = 0.0, &
430             s_surface = 0.0, s_surface_initial_change = 0.0, &
431             termination_time_needed = -1.0, time_coupling = 0.0, &
432             time_disturb = 0.0, &
433             time_dopr = 0.0, time_dopr_av = 0.0, time_dopr_listing = 0.0, &
434             time_dopts = 0.0, time_dosp = 0.0, time_dosp_av = 0.0, &
435             time_dots = 0.0, time_do2d_xy = 0.0, time_do2d_xz = 0.0, &
436             time_do2d_yz = 0.0, time_do3d = 0.0, time_do_av = 0.0, &
437             time_do_sla = 0.0, time_dvrp = 0.0, time_prel = 0.0, &
438             time_restart = 9999999.9, time_run_control = 0.0, &
439             top_heatflux = 9999999.9, top_momentumflux_u = 9999999.9, &
440             top_momentumflux_v = 9999999.9, top_salinityflux = 9999999.9, &
441             ug_surface = 0.0, u_gtrans = 0.0, &
442             ups_limit_e = 0.0, ups_limit_pt = 0.0, ups_limit_u = 0.0, &
443             ups_limit_v = 0.0, ups_limit_w = 0.0, vg_surface = 0.0, &
444             v_gtrans = 0.0, wall_adjustment_factor = 1.8, z_max_do1d = -1.0, &
445             z_max_do1d_normalized = -1.0, z_max_do2d = -1.0
446
447    REAL ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0, &
448             do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0, &
449             lad_vertical_gradient(10) = 0.0, &
450             lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
451             pt_vertical_gradient(10) = 0.0, &
452             pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
453             q_vertical_gradient(10) = 0.0, &
454             q_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
455             s_vertical_gradient(10) = 0.0, &
456             s_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
457             sa_vertical_gradient(10) = 0.0, &
458             sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, threshold(20) = 0.0, &
459             tsc(10) = (/ 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 /), &
460             ug_vertical_gradient(10) = 0.0, &
461             ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
462             vg_vertical_gradient(10) = 0.0, &
463             vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
464             volume_flow(1:2) = 0.0, volume_flow_area(1:2) = 0.0, &
465             volume_flow_initial(1:2) = 0.0, wall_heatflux(0:4) = 0.0, &
466             wall_humidityflux(0:4) = 0.0, wall_qflux(0:4) = 0.0, &
467             wall_salinityflux(0:4) = 0.0, wall_scalarflux(0:4) = 0.0
468
469
470    SAVE
471
472 END MODULE control_parameters
473
474
475
476
477 MODULE cpulog
478
479!------------------------------------------------------------------------------!
480! Description:
481! ------------
482! Definition of variables for cpu-time measurements
483!------------------------------------------------------------------------------!
484
485    REAL ::  initial_wallclock_time
486
487    TYPE logpoint
488       REAL               ::  isum, ivect, mean, mtime, mtimevec, sum, vector
489       INTEGER            ::  counts
490       CHARACTER (LEN=20) ::  place
491    END TYPE logpoint
492
493    TYPE(logpoint), DIMENSION(100) ::  log_point = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0,   &
494                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' ),          &
495                                       log_point_s = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0, &
496                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' )
497
498    SAVE
499
500 END MODULE cpulog
501
502
503
504
505 MODULE dvrp_variables
506
507!------------------------------------------------------------------------------!
508! Description:
509! ------------
510! Definition of variables used with dvrp-software
511!------------------------------------------------------------------------------!
512
513    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp'
514
515    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
516                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
517
518    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
519                           dvrp_file      = 'default',                    &
520                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
521                           dvrp_password  = '********',                   &
522                           dvrp_username  = ' '
523
524    INTEGER ::  dvrp_colourtable_entries = 4, islice_dvrp, nx_dvrp, ny_dvrp,  &
525                nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5, &
526                pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,        &
527                pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,            &
528                vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,          &
529                vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
530
531    INTEGER, DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
532
533    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., lock_steering_update = .FALSE., &
534                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
535
536    REAL    ::  superelevation = 1.0, superelevation_x = 1.0, &
537                superelevation_y = 1.0, vc_alpha = 38.0
538
539#if defined( __decalpha )
540    REAL, DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = (/ &
541                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
542                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
543                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0 /)
544
545    REAL/4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
546                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
547                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
548                                  interval_l_dvrp = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0,&
549                                  interval_a_dvrp = 0.0
550#else
551    REAL, DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp
552
553    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp,       &
554                                  interval_l_dvrp = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0,&
555                                  interval_a_dvrp = 0.0
556
557    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
558                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
559                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
560                                     -1.0, 1.0 /
561
562    DATA  interval_h_dvrp / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
563                            25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
564#endif
565
566    REAL(4), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
567
568    TYPE steering
569       CHARACTER (LEN=20) ::  name
570       REAL(4)            ::  min, max
571       INTEGER            ::  imin, imax
572    END TYPE steering
573
574    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
575
576    SAVE
577
578 END MODULE dvrp_variables
579
580
581
582
583 MODULE grid_variables
584
585!------------------------------------------------------------------------------!
586! Description:
587! ------------
588! Definition of grid spacings
589!------------------------------------------------------------------------------!
590
591    REAL ::  ddx, ddx2, dx = 1.0, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0, dy2
592
593    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
594
595    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
596                                          fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
597                                          wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
598                                          zu_s_inner, zw_w_inner
599
600    SAVE
601
602 END MODULE grid_variables
603
604
605
606
607 MODULE indices
608
609!------------------------------------------------------------------------------!
610! Description:
611! ------------
612! Definition of array bounds and number of gridpoints
613!------------------------------------------------------------------------------!
614
615    INTEGER ::  ngp_sums, nnx, nx = 0, nxa, nxl, nxlu, nxr, nxra, nx_on_file,  &
616                nny, ny = 0, nya, nyn, nyna, nys, nysv, ny_on_file, nnz,       &
617                nz = 0, nza, nzb, nzb_diff, nzt, nzta, nzt_diff
618
619    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                      &
620                ngp_2dh, ngp_3d, ngp_3d_inner,                                 &
621                nnx_pe, nny_pe, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
622
623    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                    &
624                ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner, mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner,  &
625                nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u, nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer,&
626                nzb_s_inner, nzb_s_outer, nzb_u_inner, nzb_u_outer,            &
627                nzb_v_inner, nzb_v_outer, nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
628
629    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
630
631    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  wall_flags_1,           &
632                wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4, wall_flags_5,        &
633                wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8, wall_flags_9,        &
634                wall_flags_10
635
636    SAVE
637
638 END MODULE indices
639
640
641
642
643 MODULE interfaces
644
645!------------------------------------------------------------------------------!
646! Description:
647! ------------
648! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
649!------------------------------------------------------------------------------!
650
651    INTERFACE
652
653       SUBROUTINE cpu_log( log_event, place, modus, barrierwait )
654
655          USE cpulog
656
657          CHARACTER (LEN=*)           ::  modus, place
658          CHARACTER (LEN=*), OPTIONAL ::  barrierwait
659          TYPE(logpoint)              ::  log_event
660
661       END SUBROUTINE cpu_log
662
663    END INTERFACE
664
665
666
667    INTERFACE
668
669       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, wert, &
670                                   wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
671          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  mode
672          INTEGER, INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
673          INTEGER                       ::  wert_ijk(3)
674          INTEGER, OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
675          REAL                          ::  wert
676          REAL, OPTIONAL                ::  wert1
677          REAL, INTENT(IN)              ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
678
679       END SUBROUTINE global_min_max
680
681    END INTERFACE
682
683    SAVE
684
685 END MODULE interfaces
686
687
688
689 MODULE pointer_interfaces
690
691!------------------------------------------------------------------------------!
692! Description:
693! ------------
694! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
695! prognostic_equations
696!------------------------------------------------------------------------------!
697
698    INTERFACE
699
700       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
701
702          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
703          REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
704
705       END SUBROUTINE advec_s_bc
706
707    END INTERFACE
708
709
710    SAVE
711
712 END MODULE pointer_interfaces
713
714
715
716
717 MODULE model_1d
718
719!------------------------------------------------------------------------------!
720! Description:
721! ------------
722! Definition of variables for the 1D-model
723!------------------------------------------------------------------------------!
724
725    INTEGER ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d, &
726                last_dt_change_1d = 0 
727
728    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
729
730    REAL ::     damp_level_1d = -1.0, dt_1d = 60.0, dt_max_1d = 300.0, &
731                dt_pr_1d = 9999999.9, dt_run_control_1d = 60.0, &
732                end_time_1d = 864000.0, old_dt_1d = 1.0E-10, &
733                qs1d, simulated_time_1d = 0.0, time_pr_1d = 0.0, &
734                time_run_control_1d = 0.0, ts1d, us1d, usws1d, usws1d_m, &
735                vsws1d, vsws1d_m, z01d
736
737
738    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_m, e1d_p, kh1d, kh1d_m, km1d, &
739                                        km1d_m, l_black, l1d, l1d_m, rif1d,    &
740                                        te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, te_vm, &
741                                        u1d, u1d_m, u1d_p, v1d, v1d_m, v1d_p
742
743    SAVE
744
745 END MODULE model_1d
746
747
748
749
750 MODULE netcdf_control
751
752!------------------------------------------------------------------------------!
753! Description:
754! ------------
755! Definition of parameters and variables for netcdf control.
756!------------------------------------------------------------------------------!
757
758#if defined( __netcdf )
759    USE netcdf
760#endif
761
762    INTEGER, PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 26, dots_max = 100, &
763                           replace_num = 6
764
765    INTEGER ::  dots_num = 22
766
767    CHARACTER, DIMENSION( replace_num ) :: &
768                           replace_char = (/ '''', '"', '*', '/', '(', ')' /), &
769                           replace_by   = (/ 'p' , 'p', 's', 'o', '_', '_' /)
770
771    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
772         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
773            'z_i   ' /)
774
775    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
776         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
777            'z_i   ' /)
778
779    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
780          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
781             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
782             'w_up   ', 'w_down ', 'npt_max', 'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', &
783             'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', 'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', &
784             'w"2    ', 'npt*2  ' /)
785
786    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
787          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
788             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
789             'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', 'number ', 'm2     ', 'm2     ', &
790             'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
791             'm2/s2  ', 'number2' /)
792
793    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
794          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
795             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
796             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
797             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ',                       &
798             ( 'unknown', i9 = 1, 78) /)
799
800    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
801          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
802             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
803             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'k m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
804             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ',                       &
805             ( 'unknown', i9 = 1, 78 ) /)
806
807    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
808
809    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
810
811    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
812          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
813             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
814             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
815             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
816             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
817             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
818             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
819             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
820             'not_used        ' /)
821
822    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
823          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
824             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
825             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
826             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
827             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
828             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
829             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
830             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
831             'not_used        ' /)
832
833    INTEGER ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
834                id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
835                id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
836                id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
837                id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
838                id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
839                id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
840
841    INTEGER, DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
842                id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
843                id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
844                id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
845                id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
846                id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
847                id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
848                id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
849                id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
850                id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
851                id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
852                id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
853                id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
854                id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
855                id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
856                id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
857                id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
858                id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
859
860    INTEGER, DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy, nc_precision
861    INTEGER, DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
862    INTEGER, DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
863
864    INTEGER, DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
865    INTEGER, DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
866    INTEGER, DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
867                                           id_var_z_pr
868    INTEGER, DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
869
870
871    SAVE
872
873 END MODULE netcdf_control
874
875
876
877 MODULE particle_attributes
878
879!------------------------------------------------------------------------------!
880! Description:
881! ------------
882! Definition of variables used to compute particle transport
883!------------------------------------------------------------------------------!
884
885    USE array_kind
886
887    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
888                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb'
889
890#if defined( __parallel )
891    INTEGER ::  mpi_particle_type
892#endif
893    INTEGER ::  ibc_par_lr, ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t,                  &
894                iran_part = -1234567, maximum_number_of_particles = 1000,      &
895                maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
896                maximum_number_of_tails = 0,                                   &
897                number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
898                number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
899                number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
900                offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
901                particle_file_count = 0, skip_particles_for_tail = 100,        &
902                total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0
903
904    INTEGER, PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
905
906    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
907    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
908
909    LOGICAL ::  particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
910                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
911                uniform_particles = .TRUE., use_particle_tails = .FALSE.,      &
912                use_sgs_for_particles = .FALSE.,                               &
913                vertical_particle_advection = .TRUE.,                          &
914                write_particle_statistics = .FALSE.
915    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
916
917    REAL    ::  c_0 = 3.0, dt_min_part = 0.0002, dt_sort_particles = 0.0,      &
918                dt_write_particle_data = 9999999.9, dvrp_psize = 9999999.9,    &
919                end_time_prel = 9999999.9, initial_weighting_factor = 1.0,     &
920                maximum_tailpoint_age = 100000.0,                              &
921                minimum_tailpoint_distance = 0.0,                              &
922                particle_advection_start = 0.0, sgs_wfu_part = 0.3333333,      &
923                sgs_wfv_part = 0.3333333, sgs_wfw_part = 0.3333333,            &
924                time_sort_particles = 0.0, time_write_particle_data = 0.0
925
926    REAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
927                density_ratio = 9999999.9, pdx = 9999999.9, pdy = 9999999.9, &
928                pdz = 9999999.9, psb = 9999999.9, psl = 9999999.9,           &
929                psn = 9999999.9, psr = 9999999.9, pss = 9999999.9,           &
930                pst = 9999999.9, radius = 9999999.9
931
932    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
933
934
935    TYPE particle_type
936       SEQUENCE
937       REAL    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
938                   origin_z, radius, speed_x, speed_x_sgs, speed_y,         &
939                   speed_y_sgs, speed_z, speed_z_sgs, weight_factor, x, y, z
940       INTEGER ::  color, group, tailpoints, tail_id
941    END TYPE particle_type
942
943    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles, &
944                                                       particles
945
946    TYPE particle_groups_type
947       SEQUENCE
948       REAL    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
949    END TYPE particle_groups_type
950
951    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
952                   particle_groups
953
954    SAVE
955
956 END MODULE particle_attributes
957
958
959
960
961
962 MODULE pegrid
963
964!------------------------------------------------------------------------------!
965! Description:
966! ------------
967! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
968! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
969! MPI-calls.
970!------------------------------------------------------------------------------!
971
972#if defined( __parallel )
973#if defined( __lc )
974    USE MPI
975#else
976    INCLUDE "mpif.h"
977#endif
978#endif
979    CHARACTER(LEN=5)       ::  myid_char = ''
980    INTEGER                ::  id_inflow = 0, id_recycling = 0, myid = 0,      &
981                               target_id, npex = -1, npey = -1, numprocs = 1,  &
982                               numprocs_previous_run = -1,                     &
983                               tasks_per_node = -9999, threads_per_task = 1
984
985    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
986                                             hor_index_bounds_previous_run
987
988#if defined( __parallel )
989#if defined( __mpi2 )
990    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
991#endif
992
993    INTEGER ::  comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter, comm_palm, ierr, myidx,  &
994                myidy, ndim = 2, ngp_xy, ngp_y, pleft, pnorth, pright, psouth, &
995                sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz, sendrecvcount_zx,          &
996                sendrecvcount_zyd, sendrecvcount_yxd,                          &
997                type_x, type_x_int, type_xy
998
999    INTEGER ::  ibuf(12), pcoord(2), pdims(2), status(MPI_STATUS_SIZE)
1000
1001    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz
1002
1003    LOGICAL ::  reorder = .TRUE.
1004    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1005                              remain_dims
1006#endif
1007
1008    SAVE
1009
1010 END MODULE pegrid
1011
1012
1013
1014
1015 MODULE profil_parameter
1016
1017!------------------------------------------------------------------------------!
1018! Description:
1019! ------------
1020! Definition of variables which control PROFIL-output
1021!------------------------------------------------------------------------------!
1022
1023    INTEGER, PARAMETER ::  crmax = 100
1024
1025    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  dopr_label = ' '
1026
1027    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(crmax) ::  cross_normalized_x = ' ', &
1028                                             cross_normalized_y = ' '
1029
1030    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1031                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1032                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1033                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1034                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1035                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1036                              ' L                  ',                         &
1037                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1038
1039    CHARACTER (LEN=40), DIMENSION(crmax) ::  cross_xtext = &
1040                           (/ 'windspeed in ms>->1         ', &
1041                              'pot. temperature in K       ', &
1042                              'heat flux in K ms>->1       ', &
1043                              'momentum flux in m>2s>2     ', &
1044                              'eddy diffusivity in m>2s>->1', &
1045                              'mixing length in m          ', &
1046                            ( '                            ', i9 = 1, 94 ) /)
1047
1048    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1049                           (/ ' u v                           ', &
1050                              ' pt                            ', &
1051                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1052                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1053                              ' km kh                         ', &
1054                              ' l                             ', &
1055                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1056
1057    INTEGER ::  profile_columns = 3, profile_rows = 2, profile_number = 0
1058
1059    INTEGER ::  cross_linecolors(100,crmax) = 1, &
1060                cross_linestyles(100,crmax) = 0, &
1061                cross_profile_numbers(100,crmax) = 0, &
1062                cross_pnc_local(crmax), cross_profile_number_count(crmax) = 0, &
1063                cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1064                cross_ts_number_count(crmax) = 0, dopr_crossindex(100) = 0, &
1065                dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1066                dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0, &
1067                linecolors(10) = (/ 2, 3, 4,  5, 7, 8, 12, 15, 16, 23 /), &
1068                linestyles(11) = (/ 0, 7, 3, 10, 4, 1,  9,  2,  5,  8, 6 /)
1069               
1070
1071    REAL ::  cross_normx_factor(100,crmax) = 1.0, &
1072             cross_normy_factor(100,crmax) = 1.0, &
1073             cross_ts_uymax(20) = &
1074                             (/ 999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1075                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1076                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1077                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1078             cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999, &
1079             cross_ts_uymin(20) = &
1080                             (/ 999.999, 999.999, 999.999,  -5.000, 999.999,   &
1081                                999.999,   0.000, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1082                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1083                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1084             cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999, &
1085             cross_uxmax(crmax) = 0.0, cross_uxmax_computed(crmax) = -1.0, &
1086             cross_uxmax_normalized(crmax) = 0.0, &
1087             cross_uxmax_normalized_computed(crmax) = -1.0, &
1088             cross_uxmin(crmax) = 0.0, cross_uxmin_computed(crmax) =  1.0, &
1089             cross_uxmin_normalized(crmax) = 0.0, &
1090             cross_uxmin_normalized_computed(crmax) = 1.0, &
1091             cross_uymax(crmax), cross_uymin(crmax)
1092
1093    SAVE
1094
1095 END MODULE profil_parameter
1096
1097
1098
1099
1100 MODULE spectrum
1101
1102!------------------------------------------------------------------------------!
1103! Description:
1104! ------------
1105! Definition of quantities used for computing spectra
1106!------------------------------------------------------------------------------!
1107
1108    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1109                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1110    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1111    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1112    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1113                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1114                                              '-power spectrum of v     ', &
1115                                              '-power spectrum of w     ', &
1116                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1117                                              '-power spectrum of q     ' /)
1118    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1119                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1120                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1121                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1122                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1123                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1124
1125    INTEGER ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1126
1127    INTEGER ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1128                lstyles(100) = (/ 0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1129                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1130                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1131                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1132                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1133                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1134                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1135                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1136                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1137                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1138                plot_spectra_level(100) = 999999
1139
1140    REAL    ::  time_to_start_sp = 0.0
1141
1142    SAVE
1143
1144 END MODULE spectrum
1145
1146
1147
1148
1149 MODULE statistics
1150
1151!------------------------------------------------------------------------------!
1152! Description:
1153! ------------
1154! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1155!------------------------------------------------------------------------------!
1156
1157    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1158    INTEGER ::  pr_palm = 80, statistic_regions = 0, var_ts = 100
1159    INTEGER ::  u_max_ijk(3), v_max_ijk(3), w_max_ijk(3)
1160    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1161    REAL ::     u_max, v_max, w_max
1162    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l
1163    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value
1164    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1165                                              spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1166                                              sums_up_fraction_l
1167    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1168
1169    SAVE
1170
1171 END MODULE statistics
1172
1173
1174
1175
1176 MODULE transpose_indices
1177
1178!------------------------------------------------------------------------------!
1179! Description:
1180! ------------
1181! Definition of indices for transposed arrays
1182!------------------------------------------------------------------------------!
1183
1184    INTEGER ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_ya, nxr_yd, nxr_yda, nxr_z, &
1185                nxr_za, nyn_x, nyn_xa, nyn_z, nyn_za, nys_x, nys_z, nzb_x,   &
1186                nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_xa, nzt_y, nzt_ya, nzt_yd, nzt_yda
1187               
1188
1189    SAVE
1190
1191 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.