source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 284

Last change on this file since 284 was 284, checked in by raasch, 13 years ago

further dvr updates

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 54.4 KB
Line 
1 MODULE advection
2
3
4!------------------------------------------------------------------------------!
5! Actual revisions:
6! -----------------
7! +clip_dvrp_*, cluster_size, color_interval, dvrpsize_interval, dvrp_overlap,
8! dvrp_total_overlap, groundplate_color, local_dvrserver_running, n*_dvrp,
9! interval_*_dvrp_prt, isosurface_color, particle_color, particle_dvrpsize,
10! topography color in dvrp_variables,
11! +canyon_height, canyon_width_x, canyon_width_y, canyon_wall_left,
12! canyon_wall_south, conserve_volume_flow_mode, dp_external, dp_level_b,
13! dp_level_ind_b, dp_smooth, dp_smooth_factor, dpdxy, u_bulk, v_bulk in
14! control_parameters
15!
16! Former revisions:
17! -----------------
18! $Id: modules.f90 284 2009-04-06 06:36:10Z raasch $
19!
20! 217 2008-12-09 18:00:48Z letzel
21! +topography_grid_convention
22! some dvrp-variables changed to single precision, variables for dvrp-mode
23! pathlines added, +target_id, abort_mode, message_string
24!
25! 197 2008-09-16 15:29:03Z raasch
26! allow 100 spectra levels instead of 10 for consistency with
27! define_netcdf_header, +canopy_heat_flux, cthf, lai,
28! +leaf_surface_concentration, scalar_exchange_coefficient, sec, sls
29! +hor_index_bounds, hor_index_bounds_previous_run, id_inflow, id_recycling,
30! inflow_damping_*, mean_inflow_profiles, numprocs_previous_run, nx_on_file,
31! ny_on_file, offset_ocean_*, recycling_plane, recycling_width, turbulent_inflow
32! -myid_char_14
33!
34! 138 2007-11-28 10:03:58Z letzel
35! +drag_coefficient, pch_index, lad_surface, lad_vertical_gradient,
36! lad_vertical_gradient_level, plant_canopy, lad, lad_s, lad_u, lad_v,
37! lad_w, cdc, lad_vertical_gradient_level_ind, canopy_mode
38! +dt_sort_particles, ngp_2dh_s_inner, time_sort_particles, flags,
39! wall_flags_1..10, wall_humidityflux(0:4), wall_qflux(0:4),
40! wall_salinityflux(0:4), wall_scalarflux(0:4)
41!
42! 108 2007-08-24 15:10:38Z letzel
43! +comm_inter, constant_top_momentumflux, coupling_char, coupling_mode,
44! coupling_mode_remote, c_u, c_v, c_w, dt_coupling, e_init, humidity_remote,
45! ngp_xy, nxlu, nysv, port_name, qswst_remote, terminate_coupled,
46! terminate_coupled_remote, time_coupling, top_momentumflux_u|v, type_xy,
47! uswst*, vswst*
48!
49! 97 2007-06-21 08:23:15Z raasch
50! +atmos_ocean_sign, ocean, r, + salinity variables
51! defaults of .._vertical_gradient_levels changed from -1.0 to -9999999.9
52! hydro_press renamed hyp, use_pt_reference renamed use_reference
53!
54! 89 2007-05-25 12:08:31Z raasch
55! +data_output_pr_user, max_pr_user, size of data_output_pr, dopr_index,
56! dopr_initial_index and dopr_unit enlarged,
57! var_hom and var_sum renamed pr_palm
58!
59! 82 2007-04-16 15:40:52Z raasch
60! +return_addres, return_username
61! Cpp-directive lcmuk renamed lc
62!
63! 75 2007-03-22 09:54:05Z raasch
64! +arrays precipitation_amount, precipitation_rate, precipitation_rate_av,
65! rif_wall, z0_av, +arrays u_m_l, u_m_r, etc. for radiation boundary conditions,
66! +loop_optimization, netcdf_64bit_3d, zu_s_inner, zw_w_inner, id_var_zusi_*,
67! id_var_zwwi_*, ts_value, u_nzb_p1_for_vfc, v_nzb_p1_for_vfc, pt_reference,
68! use_pt_reference, precipitation_amount_interval, revision
69! +age_m in particle_type, moisture renamed humidity,
70! -data_output_ts, dots_n, uvmean_outflow, uxrp, vynp,
71! arrays dots_label and dots_unit now dimensioned with dots_max,
72! setting of palm version moved to main program
73!
74! 37 2007-03-01 08:33:54Z raasch
75! +constant_top_heatflux, top_heatflux, use_top_fluxes, +arrays for top fluxes,
76! +nzt_diff, default of bc_pt_t renamed "initial_gradient"
77! Bugfix: p is not a pointer
78!
79! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
80!
81! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
82! version 3.1b (last under RCS control)
83!
84! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
85! Initial revision
86!
87!
88! Description:
89! ------------
90! Definition of variables for special advection schemes
91!------------------------------------------------------------------------------!
92
93    REAL ::  spl_gamma_x, spl_gamma_y
94
95    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex, spl_z_x, spl_z_y
96    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  spl_tri_x, spl_tri_y, spl_tri_zu, &
97                                          spl_tri_zw
98
99    SAVE
100
101 END MODULE advection
102
103
104
105
106 MODULE array_kind
107
108!------------------------------------------------------------------------------!
109! Description:
110! ------------
111! Definition of type parameters (used for the definition of single or double
112! precision variables)
113!------------------------------------------------------------------------------!
114
115    INTEGER, PARAMETER ::  dpk = SELECTED_REAL_KIND( 12 ), &
116                           spk = SELECTED_REAL_KIND( 6 )
117
118    SAVE
119
120 END MODULE array_kind
121
122
123
124
125 MODULE arrays_3d
126
127!------------------------------------------------------------------------------!
128! Description:
129! ------------
130! Definition of all arrays defined on the computational grid
131!------------------------------------------------------------------------------!
132
133    USE array_kind
134
135    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                         &
136          ddzu, dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, km_damp_x,  &
137          km_damp_y, lad, l_grid, pt_init, q_init, rdf, sa_init, ug, u_init,   &
138          u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, zu, zw
139
140    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                       &
141          c_u, c_v, c_w, dzu_mg, dzw_mg, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                  &
142          mean_inflow_profiles, pt_slope_ref, qs, qswst_remote, ts, us, z0
143
144    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                               &
145          qsws_1, qsws_2, qswst_1, qswst_2, rif_1, rif_2, saswsb_1, saswst_1,  &
146          shf_1, shf_2, tswst_1, tswst_2, usws_1, usws_2, uswst_1, uswst_2,    &
147          vsws_1, vsws_2, vswst_1, vswst_2
148
149    REAL, DIMENSION(:,:), POINTER ::                                           &
150          qsws, qsws_m, qswst, qswst_m, rif, rif_m, saswsb, saswst, shf,       &
151          shf_m, tswst, tswst_m, usws, uswst, usws_m, uswst_m, vsws, vswst,    &
152          vsws_m, vswst_m
153
154    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                     &
155          canopy_heat_flux, cdc, d, diss, lad_s, lad_u, lad_v, lad_w, lai,     &
156          l_wall, sec, sls, tend, u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l, v_m_n,    &
157          v_m_r, v_m_s, w_m_l, w_m_n, w_m_r, w_m_s
158
159    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
160          ql_v, ql_vp
161
162    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
163          e_1, e_2, e_3, kh_1, kh_2, km_1, km_2, p, pt_1, pt_2, pt_3, q_1,     &
164          q_2, q_3, ql_1, ql_2, rho_1, sa_1, sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3, v_1,   &
165          v_2, v_3, vpt_1, vpt_2, w_1, w_2, w_3
166
167    REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                         &
168          e, e_m, e_p, kh, kh_m, km, km_m, pt, pt_m, pt_p, q, q_m, q_p, ql,    &
169          ql_c, rho, sa, sa_p, te_m, tpt_m, tq_m, tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, u,  &
170          u_m, u_p, v, v_m, v_p, vpt, vpt_m, w, w_m, w_p
171
172    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall
173
174    SAVE
175
176 END MODULE arrays_3d
177
178
179
180
181 MODULE averaging
182
183!------------------------------------------------------------------------------!
184! Description:
185! ------------
186! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
187!------------------------------------------------------------------------------!
188
189    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av, &
190                                          ts_av, us_av, z0_av
191
192    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET :: &
193          e_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, q_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, &
194          ql_vp_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av, u_av, v_av, vpt_av, w_av
195
196 END MODULE averaging
197
198
199
200
201 MODULE cloud_parameters
202
203!------------------------------------------------------------------------------!
204! Description:
205! ------------
206! Definition of variables and constants for cloud physics
207!------------------------------------------------------------------------------!
208
209    REAL  ::  b_cond, cp = 1005.0, diff_coeff_l = 0.23E-4,                     &
210              effective_coll_efficiency, l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, l_v = 2.5E+06, &
211              mass_of_solute, molecular_weight_of_solute,                      &
212              prec_time_const = 0.001, ql_crit = 0.0005, rho_l = 1.0E3,        &
213              r_d = 287.0, r_v = 461.51, thermal_conductivity_l = 2.43E-2
214
215    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  pt_d_t, t_d_pt
216
217    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  precipitation_amount, &
218                                          precipitation_rate
219
220    SAVE
221
222 END MODULE cloud_parameters
223
224
225
226
227 MODULE constants
228
229!------------------------------------------------------------------------------!
230! Description:
231! ------------
232! Definition of general constants
233!------------------------------------------------------------------------------!
234
235    REAL    ::  pi = 3.141592654
236
237    SAVE
238
239 END MODULE constants
240
241
242
243
244 MODULE control_parameters
245
246!------------------------------------------------------------------------------!
247! Description:
248! ------------
249! Definition of parameters for program control
250!------------------------------------------------------------------------------!
251
252    TYPE plot_precision
253       CHARACTER (LEN=6) ::  variable
254       INTEGER           ::  precision
255    END TYPE plot_precision
256
257    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
258                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
259                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
260                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
261                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
262
263    TYPE file_status
264       LOGICAL ::  opened, opened_before
265    END TYPE file_status
266
267    TYPE(file_status), DIMENSION(200) :: openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
268
269
270    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
271    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
272    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
273    CHARACTER (LEN=6)    ::  grid_matching = 'match'
274    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
275    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
276    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
277    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
278    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
279                             loop_optimization = 'default', &
280                             momentum_advec = 'pw-scheme', &
281                             psolver = 'poisfft', &
282                             scalar_advec = 'pw-scheme'
283    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
284                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
285                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
286                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
287                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
288                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
289                             bc_sa_t = 'neumann', &
290                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
291                             canopy_mode = 'block', &
292                             coupling_mode = 'uncoupled', &
293                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
294                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
295                             fft_method = 'system-specific', &
296                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
297                             random_generator = 'numerical-recipes', &
298                             return_addres, return_username, &
299                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'
300    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, topography = 'flat'
301    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
302    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
303    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ', run_description_header
304    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
305
306    CHARACTER (LEN=7),  DIMENSION(100) ::  do3d_comp_prec = ' '
307    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_format = ' '
308    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
309                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
310    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
311    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
312    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10)  ::  netcdf_precision = ' '
313
314    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
315
316    INTEGER ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
317                average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
318                dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
319                disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
320                dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
321                dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
322                do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
323                dp_level_ind_b = 0, &
324                dvrp_filecount = 0, dz_stretch_level_index, gamma_mg, &
325                grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, ibc_pt_b, ibc_pt_t, &
326                ibc_q_b, ibc_q_t, ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, &
327                inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
328                intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
329                iran = -1234567, last_dt_change = 0, maximum_grid_level, &
330                max_pr_user = 0, mgcycles = 0, mg_cycles = -1, &
331                mg_switch_to_pe0_level = 0, ngsrb = 2, nsor = 20, &
332                nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
333                nz_do1d, nz_do3d = -9999, outflow_damping_width = -1, &
334                pch_index = 0, prt_time_count = 0, recycling_plane, runnr = 0, &
335                skip_do_avs = 0, terminate_coupled = 0, &
336                terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
337
338    INTEGER ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
339                do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
340                do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
341                do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
342                lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
343                pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
344                q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
345                sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
346                section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
347                section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
348                ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
349                vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999
350
351    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
352
353    LOGICAL ::  adjust_mixing_length = .FALSE., avs_output = .FALSE., &
354                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
355                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
356                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
357                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
358                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
359                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
360                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
361                cut_spline_overshoot = .TRUE., &
362                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., do2d_at_begin = .FALSE., &
363                do3d_at_begin = .FALSE., do3d_compress = .FALSE., &
364                do_sum = .FALSE., dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
365                dt_changed = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
366                disturbance_created = .FALSE., &
367                first_call_advec_particles = .TRUE., &
368                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
369                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
370                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
371                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., iso2d_output = .FALSE.,&
372                mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
373                netcdf_output = .FALSE., netcdf_64bit = .FALSE., &
374                netcdf_64bit_3d = .TRUE., ocean = .FALSE., &
375                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
376                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
377                plant_canopy = .FALSE., &
378                prandtl_layer = .TRUE., precipitation = .FALSE., &
379                profil_output = .FALSE., radiation = .FALSE., &
380                random_heatflux = .FALSE., run_control_header = .FALSE., &
381                sloping_surface = .FALSE., stop_dt = .FALSE., &
382                terminate_run = .FALSE., turbulent_inflow = .FALSE., &
383                use_prior_plot1d_parameters = .FALSE., use_reference = .FALSE.,&
384                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
385                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
386                wall_adjustment = .TRUE.
387
388    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
389                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
390
391    REAL ::  advected_distance_x = 0.0, advected_distance_y = 0.0, &
392             alpha_surface = 0.0, asselin_filter_factor = 0.1, &
393             atmos_ocean_sign = 1.0, &
394             averaging_interval = 0.0, averaging_interval_pr = 9999999.9, &
395             averaging_interval_sp = 9999999.9, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
396             bottom_salinityflux = 0.0, &
397             building_height = 50.0, building_length_x = 50.0, &
398             building_length_y = 50.0, building_wall_left = 9999999.9, &
399             building_wall_south = 9999999.9, canyon_height = 50.0, &
400             canyon_width_x = 9999999.9, canyon_width_y = 9999999.9, &
401             canyon_wall_left = 9999999.9, canyon_wall_south = 9999999.9, &
402             cthf = 0.0, cfl_factor = -1.0, &
403             cos_alpha_surface, disturbance_amplitude = 0.25, &
404             disturbance_energy_limit = 0.01, &
405             disturbance_level_b = -9999999.9, &
406             disturbance_level_t = -9999999.9, &
407             dp_level_b = 0.0, drag_coefficient = 0.0, &
408             dt = -1.0, dt_averaging_input = 0.0, &
409             dt_averaging_input_pr = 9999999.9, dt_coupling = 9999999.9, &
410             dt_data_output = 9999999.9, &
411             dt_data_output_av = 9999999.9, dt_disturb = 9999999.9, &
412             dt_dopr = 9999999.9, dt_dopr_listing = 9999999.9, &
413             dt_dopts = 9999999.9, dt_dosp = 9999999.9, dt_dots = 9999999.9, &
414             dt_do2d_xy = 9999999.9, dt_do2d_xz = 9999999.9, &
415             dt_do2d_yz = 9999999.9, dt_do3d = 9999999.9, dt_dvrp = 9999999.9, &
416             dt_max = 20.0, dt_prel = 9999999.9, dt_restart = 9999999.9, &
417             dt_run_control = 60.0, dt_3d = -1.0, dz = -1.0, &
418             dz_max = 9999999.9, dz_stretch_factor = 1.08, &
419             dz_stretch_level = 100000.0, e_init = 0.0, e_min = 0.0, &
420             end_time = 0.0, &
421             f = 0.0, fs = 0.0, g = 9.81, inflow_damping_height = 9999999.9, &
422             inflow_damping_width = 9999999.9, kappa = 0.4, km_constant = -1.0,&
423             km_damp_max = -1.0, lad_surface = 0.0,  &
424             leaf_surface_concentration = 0.0, long_filter_factor = 0.0, &
425             maximum_cpu_time_allowed = 0.0, molecular_viscosity = 1.461E-5, &
426             old_dt = 1.0E-10, omega = 7.29212E-5, omega_sor = 1.8, &
427             overshoot_limit_e = 0.0, overshoot_limit_pt = 0.0, &
428             overshoot_limit_u = 0.0, overshoot_limit_v = 0.0, &
429             overshoot_limit_w = 0.0, particle_maximum_age = 9999999.9, &
430             phi = 55.0, prandtl_number = 1.0, &
431             precipitation_amount_interval = 9999999.9, prho_reference, &
432             pt_reference = 9999999.9, pt_slope_offset = 0.0, &
433             pt_surface = 300.0, pt_surface_initial_change = 0.0, &
434             q_surface = 0.0, q_surface_initial_change = 0.0, &
435             rayleigh_damping_factor = -1.0, rayleigh_damping_height = -1.0, &
436             recycling_width = 9999999.9, residual_limit = 1.0E-4, &
437             restart_time = 9999999.9, rho_reference, rho_surface, &
438             rif_max = 1.0, rif_min = -5.0, roughness_length = 0.1, &
439             sa_surface = 35.0, scalar_exchange_coefficient = 0.0, &
440             simulated_time = 0.0, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
441             skip_time_data_output = 0.0, skip_time_data_output_av = 9999999.9,&
442             skip_time_dopr = 9999999.9, skip_time_dosp = 9999999.9, &
443             skip_time_do2d_xy = 9999999.9, skip_time_do2d_xz = 9999999.9, &
444             skip_time_do2d_yz = 9999999.9, skip_time_do3d = 9999999.9, &
445             surface_heatflux = 9999999.9, surface_pressure = 1013.25, &
446             surface_scalarflux = 0.0, surface_waterflux = 0.0, &
447             s_surface = 0.0, s_surface_initial_change = 0.0, &
448             termination_time_needed = -1.0, time_coupling = 0.0, &
449             time_disturb = 0.0, time_dopr = 0.0, time_dopr_av = 0.0, &
450             time_dopr_listing = 0.0, time_dopts = 0.0, time_dosp = 0.0, &
451             time_dosp_av = 0.0, time_dots = 0.0, time_do2d_xy = 0.0, &
452             time_do2d_xz = 0.0, time_do2d_yz = 0.0, time_do3d = 0.0, &
453             time_do_av = 0.0, time_do_sla = 0.0, time_dvrp = 0.0, &
454             time_prel = 0.0, time_restart = 9999999.9, time_run_control = 0.0,&
455             top_heatflux = 9999999.9, top_momentumflux_u = 9999999.9, &
456             top_momentumflux_v = 9999999.9, top_salinityflux = 9999999.9, &
457             ug_surface = 0.0, u_bulk = 0.0, u_gtrans = 0.0, &
458             ups_limit_e = 0.0, ups_limit_pt = 0.0, ups_limit_u = 0.0, &
459             ups_limit_v = 0.0, ups_limit_w = 0.0, vg_surface = 0.0, &
460             v_bulk = 0.0, v_gtrans = 0.0, wall_adjustment_factor = 1.8, &
461             z_max_do1d = -1.0, z_max_do1d_normalized = -1.0, z_max_do2d = -1.0
462
463    REAL ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0, &
464             do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0, dpdxy(1:2) = 0.0, &
465             lad_vertical_gradient(10) = 0.0, &
466             lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
467             pt_vertical_gradient(10) = 0.0, &
468             pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
469             q_vertical_gradient(10) = 0.0, &
470             q_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
471             s_vertical_gradient(10) = 0.0, &
472             s_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
473             sa_vertical_gradient(10) = 0.0, &
474             sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, threshold(20) = 0.0, &
475             tsc(10) = (/ 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 /), &
476             ug_vertical_gradient(10) = 0.0, &
477             ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
478             vg_vertical_gradient(10) = 0.0, &
479             vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
480             volume_flow(1:2) = 0.0, volume_flow_area(1:2) = 0.0, &
481             volume_flow_initial(1:2) = 0.0, wall_heatflux(0:4) = 0.0, &
482             wall_humidityflux(0:4) = 0.0, wall_qflux(0:4) = 0.0, &
483             wall_salinityflux(0:4) = 0.0, wall_scalarflux(0:4) = 0.0
484
485    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
486
487
488    SAVE
489
490 END MODULE control_parameters
491
492
493
494
495 MODULE cpulog
496
497!------------------------------------------------------------------------------!
498! Description:
499! ------------
500! Definition of variables for cpu-time measurements
501!------------------------------------------------------------------------------!
502
503    REAL ::  initial_wallclock_time
504
505    TYPE logpoint
506       REAL               ::  isum, ivect, mean, mtime, mtimevec, sum, vector
507       INTEGER            ::  counts
508       CHARACTER (LEN=20) ::  place
509    END TYPE logpoint
510
511    TYPE(logpoint), DIMENSION(100) ::  log_point = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0,   &
512                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' ),          &
513                                       log_point_s = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0, &
514                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' )
515
516    SAVE
517
518 END MODULE cpulog
519
520
521
522
523 MODULE dvrp_variables
524
525!------------------------------------------------------------------------------!
526! Description:
527! ------------
528! Definition of variables used with dvrp-software
529!------------------------------------------------------------------------------!
530
531    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
532                           particle_dvrpsize = 'none'
533
534    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
535                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
536
537    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
538                           dvrp_file      = 'default',                    &
539                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
540                           dvrp_password  = '********',                   &
541                           dvrp_username  = ' '
542
543    INTEGER ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
544                dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
545                nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
546                nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
547                pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
548                pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
549                vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
550                vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
551
552    INTEGER, DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
553
554    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
555                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
556                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
557
558    REAL    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9, clip_dvrp_n = 9999999.9, &
559                clip_dvrp_r = 9999999.9, clip_dvrp_s = 9999999.9, &
560                superelevation = 1.0, superelevation_x = 1.0,     &
561                superelevation_y = 1.0, vc_alpha = 38.0
562
563    REAL, DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0, 1.0 /), &
564                           dvrpsize_interval = (/ 0.0, 1.0 /)
565
566    REAL, DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0, 0.6, 0.0 /), &
567                           topography_color = (/ 0.8, 0.7, 0.6 /)
568
569#if defined( __decalpha )
570    REAL, DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = (/ &
571                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
572                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
573                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0 /)
574
575    REAL, DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = (/ &
576                                0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
577                                0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
578                                0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4  &
579                                0.1, 0.4, 0.1 /)
580
581    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
582                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
583                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
584                                  interval_l_dvrp = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0,&
585                                  interval_a_dvrp = 0.0,                       &
586                                  interval_values_dvrp_prt,                    &
587                                  interval_h_dvrp_prt,                         &
588                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
589                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
590                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5,                   &
591                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0,                   &
592                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
593#else
594    REAL, DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
595
596    REAL, DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
597
598    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
599                                  interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
600                                  interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5, &
601                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0, &
602                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0, interval_a_dvrp = 0.0, &
603                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
604
605    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
606                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
607                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
608                                     -1.0, 1.0 /
609
610    DATA  isosurface_color / 0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
611                             0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
612                             0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
613                             0.1, 0.4, 0.1 /
614
615    DATA  interval_h_dvrp / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
616                            25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
617
618    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
619                                25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
620#endif
621
622    REAL(4), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
623
624    TYPE steering
625       CHARACTER (LEN=20) ::  name
626       REAL(4)            ::  min, max
627       INTEGER            ::  imin, imax
628    END TYPE steering
629
630    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
631
632    SAVE
633
634 END MODULE dvrp_variables
635
636
637
638
639 MODULE grid_variables
640
641!------------------------------------------------------------------------------!
642! Description:
643! ------------
644! Definition of grid spacings
645!------------------------------------------------------------------------------!
646
647    REAL ::  ddx, ddx2, dx = 1.0, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0, dy2
648
649    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
650
651    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
652                                          fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
653                                          wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
654                                          zu_s_inner, zw_w_inner
655
656    SAVE
657
658 END MODULE grid_variables
659
660
661
662
663 MODULE indices
664
665!------------------------------------------------------------------------------!
666! Description:
667! ------------
668! Definition of array bounds and number of gridpoints
669!------------------------------------------------------------------------------!
670
671    INTEGER ::  ngp_sums, nnx, nx = 0, nxa, nxl, nxlu, nxr, nxra, nx_on_file,  &
672                nny, ny = 0, nya, nyn, nyna, nys, nysv, ny_on_file, nnz,       &
673                nz = 0, nza, nzb, nzb_diff, nzt, nzta, nzt_diff
674
675    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                      &
676                ngp_2dh, ngp_3d, ngp_3d_inner,                                 &
677                nnx_pe, nny_pe, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
678
679    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                    &
680                ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner, mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner,  &
681                nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u, nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer,&
682                nzb_s_inner, nzb_s_outer, nzb_u_inner, nzb_u_outer,            &
683                nzb_v_inner, nzb_v_outer, nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
684
685    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
686
687    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  wall_flags_1,           &
688                wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4, wall_flags_5,        &
689                wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8, wall_flags_9,        &
690                wall_flags_10
691
692    SAVE
693
694 END MODULE indices
695
696
697
698
699 MODULE interfaces
700
701!------------------------------------------------------------------------------!
702! Description:
703! ------------
704! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
705!------------------------------------------------------------------------------!
706
707    INTERFACE
708
709       SUBROUTINE cpu_log( log_event, place, modus, barrierwait )
710
711          USE cpulog
712
713          CHARACTER (LEN=*)           ::  modus, place
714          CHARACTER (LEN=*), OPTIONAL ::  barrierwait
715          TYPE(logpoint)              ::  log_event
716
717       END SUBROUTINE cpu_log
718
719    END INTERFACE
720
721
722
723    INTERFACE
724
725       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, wert, &
726                                   wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
727          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  mode
728          INTEGER, INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
729          INTEGER                       ::  wert_ijk(3)
730          INTEGER, OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
731          REAL                          ::  wert
732          REAL, OPTIONAL                ::  wert1
733          REAL, INTENT(IN)              ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
734
735       END SUBROUTINE global_min_max
736
737    END INTERFACE
738
739    SAVE
740
741 END MODULE interfaces
742
743
744
745 MODULE pointer_interfaces
746
747!------------------------------------------------------------------------------!
748! Description:
749! ------------
750! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
751! prognostic_equations
752!------------------------------------------------------------------------------!
753
754    INTERFACE
755
756       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
757
758          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
759          REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
760
761       END SUBROUTINE advec_s_bc
762
763    END INTERFACE
764
765
766    SAVE
767
768 END MODULE pointer_interfaces
769
770
771
772
773 MODULE model_1d
774
775!------------------------------------------------------------------------------!
776! Description:
777! ------------
778! Definition of variables for the 1D-model
779!------------------------------------------------------------------------------!
780
781    INTEGER ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d, &
782                last_dt_change_1d = 0 
783
784    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
785
786    REAL ::     damp_level_1d = -1.0, dt_1d = 60.0, dt_max_1d = 300.0, &
787                dt_pr_1d = 9999999.9, dt_run_control_1d = 60.0, &
788                end_time_1d = 864000.0, old_dt_1d = 1.0E-10, &
789                qs1d, simulated_time_1d = 0.0, time_pr_1d = 0.0, &
790                time_run_control_1d = 0.0, ts1d, us1d, usws1d, usws1d_m, &
791                vsws1d, vsws1d_m, z01d
792
793
794    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_m, e1d_p, kh1d, kh1d_m, km1d, &
795                                        km1d_m, l_black, l1d, l1d_m, rif1d,    &
796                                        te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, te_vm, &
797                                        u1d, u1d_m, u1d_p, v1d, v1d_m, v1d_p
798
799    SAVE
800
801 END MODULE model_1d
802
803
804
805
806 MODULE netcdf_control
807
808!------------------------------------------------------------------------------!
809! Description:
810! ------------
811! Definition of parameters and variables for netcdf control.
812!------------------------------------------------------------------------------!
813
814#if defined( __netcdf )
815    USE netcdf
816#endif
817
818    INTEGER, PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 26, dots_max = 100, &
819                           replace_num = 6
820
821    INTEGER ::  dots_num = 22
822
823    CHARACTER, DIMENSION( replace_num ) :: &
824                           replace_char = (/ '''', '"', '*', '/', '(', ')' /), &
825                           replace_by   = (/ 'p' , 'p', 's', 'o', '_', '_' /)
826
827    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
828         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
829            'z_i   ' /)
830
831    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
832         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
833            'z_i   ' /)
834
835    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
836          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
837             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
838             'w_up   ', 'w_down ', 'npt_max', 'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', &
839             'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', 'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', &
840             'w"2    ', 'npt*2  ' /)
841
842    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
843          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
844             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
845             'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', 'number ', 'm2     ', 'm2     ', &
846             'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
847             'm2/s2  ', 'number2' /)
848
849    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
850          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
851             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
852             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
853             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ',                       &
854             ( 'unknown', i9 = 1, 78) /)
855
856    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
857          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
858             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
859             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'k m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
860             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ',                       &
861             ( 'unknown', i9 = 1, 78 ) /)
862
863    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
864
865    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
866
867    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
868          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
869             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
870             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
871             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
872             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
873             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
874             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
875             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
876             'not_used        ' /)
877
878    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
879          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
880             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
881             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
882             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
883             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
884             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
885             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
886             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
887             'not_used        ' /)
888
889    INTEGER ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
890                id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
891                id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
892                id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
893                id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
894                id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
895                id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
896
897    INTEGER, DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
898                id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
899                id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
900                id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
901                id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
902                id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
903                id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
904                id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
905                id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
906                id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
907                id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
908                id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
909                id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
910                id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
911                id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
912                id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
913                id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
914                id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
915
916    INTEGER, DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy, nc_precision
917    INTEGER, DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
918    INTEGER, DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
919
920    INTEGER, DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
921    INTEGER, DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
922    INTEGER, DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
923                                           id_var_z_pr
924    INTEGER, DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
925
926
927    SAVE
928
929 END MODULE netcdf_control
930
931
932
933 MODULE particle_attributes
934
935!------------------------------------------------------------------------------!
936! Description:
937! ------------
938! Definition of variables used to compute particle transport
939!------------------------------------------------------------------------------!
940
941    USE array_kind
942
943    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
944                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb'
945
946#if defined( __parallel )
947    INTEGER ::  mpi_particle_type
948#endif
949    INTEGER ::  ibc_par_lr, ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t,                  &
950                iran_part = -1234567, maximum_number_of_particles = 1000,      &
951                maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
952                maximum_number_of_tails = 0,                                   &
953                number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
954                number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
955                number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
956                offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
957                particle_file_count = 0, skip_particles_for_tail = 100,        &
958                total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0
959
960    INTEGER, PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
961
962    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
963    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
964
965    LOGICAL ::  particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
966                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
967                uniform_particles = .TRUE., use_particle_tails = .FALSE.,      &
968                use_sgs_for_particles = .FALSE.,                               &
969                vertical_particle_advection = .TRUE.,                          &
970                write_particle_statistics = .FALSE.
971    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
972
973    REAL    ::  c_0 = 3.0, dt_min_part = 0.0002, dt_sort_particles = 0.0,      &
974                dt_write_particle_data = 9999999.9, dvrp_psize = 9999999.9,    &
975                end_time_prel = 9999999.9, initial_weighting_factor = 1.0,     &
976                maximum_tailpoint_age = 100000.0,                              &
977                minimum_tailpoint_distance = 0.0,                              &
978                particle_advection_start = 0.0, sgs_wfu_part = 0.3333333,      &
979                sgs_wfv_part = 0.3333333, sgs_wfw_part = 0.3333333,            &
980                time_sort_particles = 0.0, time_write_particle_data = 0.0
981
982    REAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
983                density_ratio = 9999999.9, pdx = 9999999.9, pdy = 9999999.9, &
984                pdz = 9999999.9, psb = 9999999.9, psl = 9999999.9,           &
985                psn = 9999999.9, psr = 9999999.9, pss = 9999999.9,           &
986                pst = 9999999.9, radius = 9999999.9
987
988    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
989
990
991    TYPE particle_type
992       SEQUENCE
993       REAL    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
994                   origin_z, radius, speed_x, speed_x_sgs, speed_y,         &
995                   speed_y_sgs, speed_z, speed_z_sgs, weight_factor, x, y, z
996       INTEGER ::  color, group, tailpoints, tail_id
997    END TYPE particle_type
998
999    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles, &
1000                                                       particles
1001
1002    TYPE particle_groups_type
1003       SEQUENCE
1004       REAL    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
1005    END TYPE particle_groups_type
1006
1007    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
1008                   particle_groups
1009
1010    SAVE
1011
1012 END MODULE particle_attributes
1013
1014
1015
1016
1017
1018 MODULE pegrid
1019
1020!------------------------------------------------------------------------------!
1021! Description:
1022! ------------
1023! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1024! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1025! MPI-calls.
1026!------------------------------------------------------------------------------!
1027
1028#if defined( __parallel )
1029#if defined( __lc )
1030    USE MPI
1031#else
1032    INCLUDE "mpif.h"
1033#endif
1034#endif
1035    CHARACTER(LEN=5)       ::  myid_char = ''
1036    INTEGER                ::  id_inflow = 0, id_recycling = 0, myid = 0,      &
1037                               target_id, npex = -1, npey = -1, numprocs = 1,  &
1038                               numprocs_previous_run = -1,                     &
1039                               tasks_per_node = -9999, threads_per_task = 1
1040
1041    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1042                                             hor_index_bounds_previous_run
1043
1044#if defined( __parallel )
1045#if defined( __mpi2 )
1046    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1047#endif
1048
1049    INTEGER ::  comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter, comm_palm, ierr, myidx,  &
1050                myidy, ndim = 2, ngp_xy, ngp_y, pleft, pnorth, pright, psouth, &
1051                sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz, sendrecvcount_zx,          &
1052                sendrecvcount_zyd, sendrecvcount_yxd,                          &
1053                type_x, type_x_int, type_xy
1054
1055    INTEGER ::  ibuf(12), pcoord(2), pdims(2), status(MPI_STATUS_SIZE)
1056
1057    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz
1058
1059    LOGICAL ::  reorder = .TRUE.
1060    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1061                              remain_dims
1062#endif
1063
1064    SAVE
1065
1066 END MODULE pegrid
1067
1068
1069
1070
1071 MODULE profil_parameter
1072
1073!------------------------------------------------------------------------------!
1074! Description:
1075! ------------
1076! Definition of variables which control PROFIL-output
1077!------------------------------------------------------------------------------!
1078
1079    INTEGER, PARAMETER ::  crmax = 100
1080
1081    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  dopr_label = ' '
1082
1083    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(crmax) ::  cross_normalized_x = ' ', &
1084                                             cross_normalized_y = ' '
1085
1086    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1087                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1088                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1089                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1090                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1091                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1092                              ' L                  ',                         &
1093                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1094
1095    CHARACTER (LEN=40), DIMENSION(crmax) ::  cross_xtext = &
1096                           (/ 'windspeed in ms>->1         ', &
1097                              'pot. temperature in K       ', &
1098                              'heat flux in K ms>->1       ', &
1099                              'momentum flux in m>2s>2     ', &
1100                              'eddy diffusivity in m>2s>->1', &
1101                              'mixing length in m          ', &
1102                            ( '                            ', i9 = 1, 94 ) /)
1103
1104    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1105                           (/ ' u v                           ', &
1106                              ' pt                            ', &
1107                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1108                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1109                              ' km kh                         ', &
1110                              ' l                             ', &
1111                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1112
1113    INTEGER ::  profile_columns = 3, profile_rows = 2, profile_number = 0
1114
1115    INTEGER ::  cross_linecolors(100,crmax) = 1, &
1116                cross_linestyles(100,crmax) = 0, &
1117                cross_profile_numbers(100,crmax) = 0, &
1118                cross_pnc_local(crmax), cross_profile_number_count(crmax) = 0, &
1119                cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1120                cross_ts_number_count(crmax) = 0, dopr_crossindex(100) = 0, &
1121                dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1122                dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0, &
1123                linecolors(10) = (/ 2, 3, 4,  5, 7, 8, 12, 15, 16, 23 /), &
1124                linestyles(11) = (/ 0, 7, 3, 10, 4, 1,  9,  2,  5,  8, 6 /)
1125               
1126
1127    REAL ::  cross_normx_factor(100,crmax) = 1.0, &
1128             cross_normy_factor(100,crmax) = 1.0, &
1129             cross_ts_uymax(20) = &
1130                             (/ 999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1131                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1132                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1133                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1134             cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999, &
1135             cross_ts_uymin(20) = &
1136                             (/ 999.999, 999.999, 999.999,  -5.000, 999.999,   &
1137                                999.999,   0.000, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1138                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1139                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1140             cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999, &
1141             cross_uxmax(crmax) = 0.0, cross_uxmax_computed(crmax) = -1.0, &
1142             cross_uxmax_normalized(crmax) = 0.0, &
1143             cross_uxmax_normalized_computed(crmax) = -1.0, &
1144             cross_uxmin(crmax) = 0.0, cross_uxmin_computed(crmax) =  1.0, &
1145             cross_uxmin_normalized(crmax) = 0.0, &
1146             cross_uxmin_normalized_computed(crmax) = 1.0, &
1147             cross_uymax(crmax), cross_uymin(crmax)
1148
1149    SAVE
1150
1151 END MODULE profil_parameter
1152
1153
1154
1155
1156 MODULE spectrum
1157
1158!------------------------------------------------------------------------------!
1159! Description:
1160! ------------
1161! Definition of quantities used for computing spectra
1162!------------------------------------------------------------------------------!
1163
1164    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1165                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1166    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1167    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1168    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1169                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1170                                              '-power spectrum of v     ', &
1171                                              '-power spectrum of w     ', &
1172                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1173                                              '-power spectrum of q     ' /)
1174    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1175                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1176                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1177                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1178                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1179                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1180
1181    INTEGER ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1182
1183    INTEGER ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1184                lstyles(100) = (/ 0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1185                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1186                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1187                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1188                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1189                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1190                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1191                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1192                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1193                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1194                plot_spectra_level(100) = 999999
1195
1196    REAL    ::  time_to_start_sp = 0.0
1197
1198    SAVE
1199
1200 END MODULE spectrum
1201
1202
1203
1204
1205 MODULE statistics
1206
1207!------------------------------------------------------------------------------!
1208! Description:
1209! ------------
1210! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1211!------------------------------------------------------------------------------!
1212
1213    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1214    INTEGER ::  pr_palm = 80, statistic_regions = 0, var_ts = 100
1215    INTEGER ::  u_max_ijk(3), v_max_ijk(3), w_max_ijk(3)
1216    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1217    REAL ::     u_max, v_max, w_max
1218    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l
1219    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value
1220    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1221                                              spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1222                                              sums_up_fraction_l
1223    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1224
1225    SAVE
1226
1227 END MODULE statistics
1228
1229
1230
1231
1232 MODULE transpose_indices
1233
1234!------------------------------------------------------------------------------!
1235! Description:
1236! ------------
1237! Definition of indices for transposed arrays
1238!------------------------------------------------------------------------------!
1239
1240    INTEGER ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_ya, nxr_yd, nxr_yda, nxr_z, &
1241                nxr_za, nyn_x, nyn_xa, nyn_z, nyn_za, nys_x, nys_z, nzb_x,   &
1242                nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_xa, nzt_y, nzt_ya, nzt_yd, nzt_yda
1243               
1244
1245    SAVE
1246
1247 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.