source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 291

Last change on this file since 291 was 291, checked in by raasch, 12 years ago

changes for coupling with independent precursor runs; z_i calculation with Sullivan criterion

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 54.6 KB
Line 
1 MODULE advection
2
3
4!------------------------------------------------------------------------------!
5! Actual revisions:
6! -----------------
7! typographical error in dots_unit fixed
8! +clip_dvrp_*, cluster_size, color_interval, dvrpsize_interval, dvrp_overlap,
9! dvrp_total_overlap, groundplate_color, local_dvrserver_running, n*_dvrp,
10! interval_*_dvrp_prt, isosurface_color, particle_color, particle_dvrpsize,
11! topography color in dvrp_variables,
12! +canyon_height, canyon_width_x, canyon_width_y, canyon_wall_left,
13! canyon_wall_south, conserve_volume_flow_mode, coupling_start_time,
14! dp_external, dp_level_b, dp_level_ind_b, dp_smooth, dp_smooth_factor, dpdxy,
15! run_coupled, time_since_reference_point, u_bulk, v_bulk in control_parameters
16!
17! Former revisions:
18! -----------------
19! $Id: modules.f90 291 2009-04-16 12:07:26Z raasch $
20!
21! 217 2008-12-09 18:00:48Z letzel
22! +topography_grid_convention
23! some dvrp-variables changed to single precision, variables for dvrp-mode
24! pathlines added, +target_id, abort_mode, message_string
25!
26! 197 2008-09-16 15:29:03Z raasch
27! allow 100 spectra levels instead of 10 for consistency with
28! define_netcdf_header, +canopy_heat_flux, cthf, lai,
29! +leaf_surface_concentration, scalar_exchange_coefficient, sec, sls
30! +hor_index_bounds, hor_index_bounds_previous_run, id_inflow, id_recycling,
31! inflow_damping_*, mean_inflow_profiles, numprocs_previous_run, nx_on_file,
32! ny_on_file, offset_ocean_*, recycling_plane, recycling_width, turbulent_inflow
33! -myid_char_14
34!
35! 138 2007-11-28 10:03:58Z letzel
36! +drag_coefficient, pch_index, lad_surface, lad_vertical_gradient,
37! lad_vertical_gradient_level, plant_canopy, lad, lad_s, lad_u, lad_v,
38! lad_w, cdc, lad_vertical_gradient_level_ind, canopy_mode
39! +dt_sort_particles, ngp_2dh_s_inner, time_sort_particles, flags,
40! wall_flags_1..10, wall_humidityflux(0:4), wall_qflux(0:4),
41! wall_salinityflux(0:4), wall_scalarflux(0:4)
42!
43! 108 2007-08-24 15:10:38Z letzel
44! +comm_inter, constant_top_momentumflux, coupling_char, coupling_mode,
45! coupling_mode_remote, c_u, c_v, c_w, dt_coupling, e_init, humidity_remote,
46! ngp_xy, nxlu, nysv, port_name, qswst_remote, terminate_coupled,
47! terminate_coupled_remote, time_coupling, top_momentumflux_u|v, type_xy,
48! uswst*, vswst*
49!
50! 97 2007-06-21 08:23:15Z raasch
51! +atmos_ocean_sign, ocean, r, + salinity variables
52! defaults of .._vertical_gradient_levels changed from -1.0 to -9999999.9
53! hydro_press renamed hyp, use_pt_reference renamed use_reference
54!
55! 89 2007-05-25 12:08:31Z raasch
56! +data_output_pr_user, max_pr_user, size of data_output_pr, dopr_index,
57! dopr_initial_index and dopr_unit enlarged,
58! var_hom and var_sum renamed pr_palm
59!
60! 82 2007-04-16 15:40:52Z raasch
61! +return_addres, return_username
62! Cpp-directive lcmuk renamed lc
63!
64! 75 2007-03-22 09:54:05Z raasch
65! +arrays precipitation_amount, precipitation_rate, precipitation_rate_av,
66! rif_wall, z0_av, +arrays u_m_l, u_m_r, etc. for radiation boundary conditions,
67! +loop_optimization, netcdf_64bit_3d, zu_s_inner, zw_w_inner, id_var_zusi_*,
68! id_var_zwwi_*, ts_value, u_nzb_p1_for_vfc, v_nzb_p1_for_vfc, pt_reference,
69! use_pt_reference, precipitation_amount_interval, revision
70! +age_m in particle_type, moisture renamed humidity,
71! -data_output_ts, dots_n, uvmean_outflow, uxrp, vynp,
72! arrays dots_label and dots_unit now dimensioned with dots_max,
73! setting of palm version moved to main program
74!
75! 37 2007-03-01 08:33:54Z raasch
76! +constant_top_heatflux, top_heatflux, use_top_fluxes, +arrays for top fluxes,
77! +nzt_diff, default of bc_pt_t renamed "initial_gradient"
78! Bugfix: p is not a pointer
79!
80! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
81!
82! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
83! version 3.1b (last under RCS control)
84!
85! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
86! Initial revision
87!
88!
89! Description:
90! ------------
91! Definition of variables for special advection schemes
92!------------------------------------------------------------------------------!
93
94    REAL ::  spl_gamma_x, spl_gamma_y
95
96    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex, spl_z_x, spl_z_y
97    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  spl_tri_x, spl_tri_y, spl_tri_zu, &
98                                          spl_tri_zw
99
100    SAVE
101
102 END MODULE advection
103
104
105
106
107 MODULE array_kind
108
109!------------------------------------------------------------------------------!
110! Description:
111! ------------
112! Definition of type parameters (used for the definition of single or double
113! precision variables)
114!------------------------------------------------------------------------------!
115
116    INTEGER, PARAMETER ::  dpk = SELECTED_REAL_KIND( 12 ), &
117                           spk = SELECTED_REAL_KIND( 6 )
118
119    SAVE
120
121 END MODULE array_kind
122
123
124
125
126 MODULE arrays_3d
127
128!------------------------------------------------------------------------------!
129! Description:
130! ------------
131! Definition of all arrays defined on the computational grid
132!------------------------------------------------------------------------------!
133
134    USE array_kind
135
136    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                         &
137          ddzu, dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, km_damp_x,  &
138          km_damp_y, lad, l_grid, pt_init, q_init, rdf, sa_init, ug, u_init,   &
139          u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, zu, zw
140
141    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                       &
142          c_u, c_v, c_w, dzu_mg, dzw_mg, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                  &
143          mean_inflow_profiles, pt_slope_ref, qs, qswst_remote, ts, us, z0
144
145    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                               &
146          qsws_1, qsws_2, qswst_1, qswst_2, rif_1, rif_2, saswsb_1, saswst_1,  &
147          shf_1, shf_2, tswst_1, tswst_2, usws_1, usws_2, uswst_1, uswst_2,    &
148          vsws_1, vsws_2, vswst_1, vswst_2
149
150    REAL, DIMENSION(:,:), POINTER ::                                           &
151          qsws, qsws_m, qswst, qswst_m, rif, rif_m, saswsb, saswst, shf,       &
152          shf_m, tswst, tswst_m, usws, uswst, usws_m, uswst_m, vsws, vswst,    &
153          vsws_m, vswst_m
154
155    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                     &
156          canopy_heat_flux, cdc, d, diss, lad_s, lad_u, lad_v, lad_w, lai,     &
157          l_wall, sec, sls, tend, u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l, v_m_n,    &
158          v_m_r, v_m_s, w_m_l, w_m_n, w_m_r, w_m_s
159
160    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
161          ql_v, ql_vp
162
163    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
164          e_1, e_2, e_3, kh_1, kh_2, km_1, km_2, p, pt_1, pt_2, pt_3, q_1,     &
165          q_2, q_3, ql_1, ql_2, rho_1, sa_1, sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3, v_1,   &
166          v_2, v_3, vpt_1, vpt_2, w_1, w_2, w_3
167
168    REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                         &
169          e, e_m, e_p, kh, kh_m, km, km_m, pt, pt_m, pt_p, q, q_m, q_p, ql,    &
170          ql_c, rho, sa, sa_p, te_m, tpt_m, tq_m, tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, u,  &
171          u_m, u_p, v, v_m, v_p, vpt, vpt_m, w, w_m, w_p
172
173    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall
174
175    SAVE
176
177 END MODULE arrays_3d
178
179
180
181
182 MODULE averaging
183
184!------------------------------------------------------------------------------!
185! Description:
186! ------------
187! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
188!------------------------------------------------------------------------------!
189
190    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av, &
191                                          ts_av, us_av, z0_av
192
193    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET :: &
194          e_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, q_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, &
195          ql_vp_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av, u_av, v_av, vpt_av, w_av
196
197 END MODULE averaging
198
199
200
201
202 MODULE cloud_parameters
203
204!------------------------------------------------------------------------------!
205! Description:
206! ------------
207! Definition of variables and constants for cloud physics
208!------------------------------------------------------------------------------!
209
210    REAL  ::  b_cond, cp = 1005.0, diff_coeff_l = 0.23E-4,                     &
211              effective_coll_efficiency, l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, l_v = 2.5E+06, &
212              mass_of_solute, molecular_weight_of_solute,                      &
213              prec_time_const = 0.001, ql_crit = 0.0005, rho_l = 1.0E3,        &
214              r_d = 287.0, r_v = 461.51, thermal_conductivity_l = 2.43E-2
215
216    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  pt_d_t, t_d_pt
217
218    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  precipitation_amount, &
219                                          precipitation_rate
220
221    SAVE
222
223 END MODULE cloud_parameters
224
225
226
227
228 MODULE constants
229
230!------------------------------------------------------------------------------!
231! Description:
232! ------------
233! Definition of general constants
234!------------------------------------------------------------------------------!
235
236    REAL    ::  pi = 3.141592654
237
238    SAVE
239
240 END MODULE constants
241
242
243
244
245 MODULE control_parameters
246
247!------------------------------------------------------------------------------!
248! Description:
249! ------------
250! Definition of parameters for program control
251!------------------------------------------------------------------------------!
252
253    TYPE plot_precision
254       CHARACTER (LEN=6) ::  variable
255       INTEGER           ::  precision
256    END TYPE plot_precision
257
258    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
259                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
260                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
261                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
262                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
263
264    TYPE file_status
265       LOGICAL ::  opened, opened_before
266    END TYPE file_status
267
268    TYPE(file_status), DIMENSION(200) :: openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
269
270
271    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
272    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
273    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
274    CHARACTER (LEN=6)    ::  grid_matching = 'match'
275    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
276    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
277    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
278    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
279    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
280                             loop_optimization = 'default', &
281                             momentum_advec = 'pw-scheme', &
282                             psolver = 'poisfft', &
283                             scalar_advec = 'pw-scheme'
284    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
285                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
286                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
287                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
288                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
289                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
290                             bc_sa_t = 'neumann', &
291                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
292                             canopy_mode = 'block', &
293                             coupling_mode = 'uncoupled', &
294                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
295                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
296                             fft_method = 'system-specific', &
297                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
298                             random_generator = 'numerical-recipes', &
299                             return_addres, return_username, &
300                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'
301    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, topography = 'flat'
302    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
303    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
304    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ', run_description_header
305    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
306
307    CHARACTER (LEN=7),  DIMENSION(100) ::  do3d_comp_prec = ' '
308    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_format = ' '
309    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
310                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
311    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
312    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
313    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10)  ::  netcdf_precision = ' '
314
315    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
316
317    INTEGER ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
318                average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
319                dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
320                disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
321                dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
322                dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
323                do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
324                dp_level_ind_b = 0, &
325                dvrp_filecount = 0, dz_stretch_level_index, gamma_mg, &
326                grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, ibc_pt_b, ibc_pt_t, &
327                ibc_q_b, ibc_q_t, ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, &
328                inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
329                intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
330                iran = -1234567, last_dt_change = 0, maximum_grid_level, &
331                max_pr_user = 0, mgcycles = 0, mg_cycles = -1, &
332                mg_switch_to_pe0_level = 0, ngsrb = 2, nsor = 20, &
333                nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
334                nz_do1d, nz_do3d = -9999, outflow_damping_width = -1, &
335                pch_index = 0, prt_time_count = 0, recycling_plane, runnr = 0, &
336                skip_do_avs = 0, terminate_coupled = 0, &
337                terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
338
339    INTEGER ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
340                do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
341                do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
342                do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
343                lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
344                pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
345                q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
346                sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
347                section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
348                section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
349                ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
350                vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999
351
352    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
353
354    LOGICAL ::  adjust_mixing_length = .FALSE., avs_output = .FALSE., &
355                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
356                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
357                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
358                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
359                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
360                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
361                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
362                cut_spline_overshoot = .TRUE., &
363                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., do2d_at_begin = .FALSE., &
364                do3d_at_begin = .FALSE., do3d_compress = .FALSE., &
365                do_sum = .FALSE., dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
366                dt_changed = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
367                disturbance_created = .FALSE., &
368                first_call_advec_particles = .TRUE., &
369                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
370                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
371                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
372                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., iso2d_output = .FALSE.,&
373                mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
374                netcdf_output = .FALSE., netcdf_64bit = .FALSE., &
375                netcdf_64bit_3d = .TRUE., ocean = .FALSE., &
376                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
377                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
378                plant_canopy = .FALSE., &
379                prandtl_layer = .TRUE., precipitation = .FALSE., &
380                profil_output = .FALSE., radiation = .FALSE., &
381                random_heatflux = .FALSE., run_control_header = .FALSE., &
382                run_coupled = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
383                stop_dt = .FALSE., terminate_run = .FALSE., &
384                turbulent_inflow = .FALSE., &
385                use_prior_plot1d_parameters = .FALSE., use_reference = .FALSE.,&
386                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
387                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
388                wall_adjustment = .TRUE.
389
390    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
391                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
392
393    REAL ::  advected_distance_x = 0.0, advected_distance_y = 0.0, &
394             alpha_surface = 0.0, asselin_filter_factor = 0.1, &
395             atmos_ocean_sign = 1.0, &
396             averaging_interval = 0.0, averaging_interval_pr = 9999999.9, &
397             averaging_interval_sp = 9999999.9, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
398             bottom_salinityflux = 0.0, &
399             building_height = 50.0, building_length_x = 50.0, &
400             building_length_y = 50.0, building_wall_left = 9999999.9, &
401             building_wall_south = 9999999.9, canyon_height = 50.0, &
402             canyon_width_x = 9999999.9, canyon_width_y = 9999999.9, &
403             canyon_wall_left = 9999999.9, canyon_wall_south = 9999999.9, &
404             cthf = 0.0, cfl_factor = -1.0, cos_alpha_surface, &
405             coupling_start_time, disturbance_amplitude = 0.25, &
406             disturbance_energy_limit = 0.01, &
407             disturbance_level_b = -9999999.9, &
408             disturbance_level_t = -9999999.9, &
409             dp_level_b = 0.0, drag_coefficient = 0.0, &
410             dt = -1.0, dt_averaging_input = 0.0, &
411             dt_averaging_input_pr = 9999999.9, dt_coupling = 9999999.9, &
412             dt_data_output = 9999999.9, &
413             dt_data_output_av = 9999999.9, dt_disturb = 9999999.9, &
414             dt_dopr = 9999999.9, dt_dopr_listing = 9999999.9, &
415             dt_dopts = 9999999.9, dt_dosp = 9999999.9, dt_dots = 9999999.9, &
416             dt_do2d_xy = 9999999.9, dt_do2d_xz = 9999999.9, &
417             dt_do2d_yz = 9999999.9, dt_do3d = 9999999.9, dt_dvrp = 9999999.9, &
418             dt_max = 20.0, dt_prel = 9999999.9, dt_restart = 9999999.9, &
419             dt_run_control = 60.0, dt_3d = -1.0, dz = -1.0, &
420             dz_max = 9999999.9, dz_stretch_factor = 1.08, &
421             dz_stretch_level = 100000.0, e_init = 0.0, e_min = 0.0, &
422             end_time = 0.0, &
423             f = 0.0, fs = 0.0, g = 9.81, inflow_damping_height = 9999999.9, &
424             inflow_damping_width = 9999999.9, kappa = 0.4, km_constant = -1.0,&
425             km_damp_max = -1.0, lad_surface = 0.0,  &
426             leaf_surface_concentration = 0.0, long_filter_factor = 0.0, &
427             maximum_cpu_time_allowed = 0.0, molecular_viscosity = 1.461E-5, &
428             old_dt = 1.0E-10, omega = 7.29212E-5, omega_sor = 1.8, &
429             overshoot_limit_e = 0.0, overshoot_limit_pt = 0.0, &
430             overshoot_limit_u = 0.0, overshoot_limit_v = 0.0, &
431             overshoot_limit_w = 0.0, particle_maximum_age = 9999999.9, &
432             phi = 55.0, prandtl_number = 1.0, &
433             precipitation_amount_interval = 9999999.9, prho_reference, &
434             pt_reference = 9999999.9, pt_slope_offset = 0.0, &
435             pt_surface = 300.0, pt_surface_initial_change = 0.0, &
436             q_surface = 0.0, q_surface_initial_change = 0.0, &
437             rayleigh_damping_factor = -1.0, rayleigh_damping_height = -1.0, &
438             recycling_width = 9999999.9, residual_limit = 1.0E-4, &
439             restart_time = 9999999.9, rho_reference, rho_surface, &
440             rif_max = 1.0, rif_min = -5.0, roughness_length = 0.1, &
441             sa_surface = 35.0, scalar_exchange_coefficient = 0.0, &
442             simulated_time = 0.0, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
443             skip_time_data_output = 0.0, skip_time_data_output_av = 9999999.9,&
444             skip_time_dopr = 9999999.9, skip_time_dosp = 9999999.9, &
445             skip_time_do2d_xy = 9999999.9, skip_time_do2d_xz = 9999999.9, &
446             skip_time_do2d_yz = 9999999.9, skip_time_do3d = 9999999.9, &
447             surface_heatflux = 9999999.9, surface_pressure = 1013.25, &
448             surface_scalarflux = 0.0, surface_waterflux = 0.0, &
449             s_surface = 0.0, s_surface_initial_change = 0.0, &
450             termination_time_needed = -1.0, time_coupling = 0.0, &
451             time_disturb = 0.0, time_dopr = 0.0, time_dopr_av = 0.0, &
452             time_dopr_listing = 0.0, time_dopts = 0.0, time_dosp = 0.0, &
453             time_dosp_av = 0.0, time_dots = 0.0, time_do2d_xy = 0.0, &
454             time_do2d_xz = 0.0, time_do2d_yz = 0.0, time_do3d = 0.0, &
455             time_do_av = 0.0, time_do_sla = 0.0, time_dvrp = 0.0, &
456             time_prel = 0.0, time_restart = 9999999.9, time_run_control = 0.0,&
457             time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9, &
458             top_momentumflux_u = 9999999.9, &
459             top_momentumflux_v = 9999999.9, top_salinityflux = 9999999.9, &
460             ug_surface = 0.0, u_bulk = 0.0, u_gtrans = 0.0, &
461             ups_limit_e = 0.0, ups_limit_pt = 0.0, ups_limit_u = 0.0, &
462             ups_limit_v = 0.0, ups_limit_w = 0.0, vg_surface = 0.0, &
463             v_bulk = 0.0, v_gtrans = 0.0, wall_adjustment_factor = 1.8, &
464             z_max_do1d = -1.0, z_max_do1d_normalized = -1.0, z_max_do2d = -1.0
465
466    REAL ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0, &
467             do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0, dpdxy(1:2) = 0.0, &
468             lad_vertical_gradient(10) = 0.0, &
469             lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
470             pt_vertical_gradient(10) = 0.0, &
471             pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
472             q_vertical_gradient(10) = 0.0, &
473             q_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
474             s_vertical_gradient(10) = 0.0, &
475             s_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
476             sa_vertical_gradient(10) = 0.0, &
477             sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, threshold(20) = 0.0, &
478             tsc(10) = (/ 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 /), &
479             ug_vertical_gradient(10) = 0.0, &
480             ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
481             vg_vertical_gradient(10) = 0.0, &
482             vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
483             volume_flow(1:2) = 0.0, volume_flow_area(1:2) = 0.0, &
484             volume_flow_initial(1:2) = 0.0, wall_heatflux(0:4) = 0.0, &
485             wall_humidityflux(0:4) = 0.0, wall_qflux(0:4) = 0.0, &
486             wall_salinityflux(0:4) = 0.0, wall_scalarflux(0:4) = 0.0
487
488    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
489
490
491    SAVE
492
493 END MODULE control_parameters
494
495
496
497
498 MODULE cpulog
499
500!------------------------------------------------------------------------------!
501! Description:
502! ------------
503! Definition of variables for cpu-time measurements
504!------------------------------------------------------------------------------!
505
506    REAL ::  initial_wallclock_time
507
508    TYPE logpoint
509       REAL               ::  isum, ivect, mean, mtime, mtimevec, sum, vector
510       INTEGER            ::  counts
511       CHARACTER (LEN=20) ::  place
512    END TYPE logpoint
513
514    TYPE(logpoint), DIMENSION(100) ::  log_point = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0,   &
515                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' ),          &
516                                       log_point_s = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0, &
517                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' )
518
519    SAVE
520
521 END MODULE cpulog
522
523
524
525
526 MODULE dvrp_variables
527
528!------------------------------------------------------------------------------!
529! Description:
530! ------------
531! Definition of variables used with dvrp-software
532!------------------------------------------------------------------------------!
533
534    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
535                           particle_dvrpsize = 'none'
536
537    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
538                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
539
540    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
541                           dvrp_file      = 'default',                    &
542                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
543                           dvrp_password  = '********',                   &
544                           dvrp_username  = ' '
545
546    INTEGER ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
547                dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
548                nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
549                nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
550                pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
551                pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
552                vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
553                vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
554
555    INTEGER, DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
556
557    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
558                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
559                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
560
561    REAL    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9, clip_dvrp_n = 9999999.9, &
562                clip_dvrp_r = 9999999.9, clip_dvrp_s = 9999999.9, &
563                superelevation = 1.0, superelevation_x = 1.0,     &
564                superelevation_y = 1.0, vc_alpha = 38.0
565
566    REAL, DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0, 1.0 /), &
567                           dvrpsize_interval = (/ 0.0, 1.0 /)
568
569    REAL, DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0, 0.6, 0.0 /), &
570                           topography_color = (/ 0.8, 0.7, 0.6 /)
571
572#if defined( __decalpha )
573    REAL, DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = (/ &
574                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
575                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
576                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0 /)
577
578    REAL, DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = (/ &
579                                0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
580                                0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
581                                0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4  &
582                                0.1, 0.4, 0.1 /)
583
584    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
585                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
586                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
587                                  interval_l_dvrp = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0,&
588                                  interval_a_dvrp = 0.0,                       &
589                                  interval_values_dvrp_prt,                    &
590                                  interval_h_dvrp_prt,                         &
591                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
592                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
593                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5,                   &
594                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0,                   &
595                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
596#else
597    REAL, DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
598
599    REAL, DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
600
601    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
602                                  interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
603                                  interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5, &
604                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0, &
605                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0, interval_a_dvrp = 0.0, &
606                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
607
608    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
609                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
610                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
611                                     -1.0, 1.0 /
612
613    DATA  isosurface_color / 0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
614                             0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
615                             0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
616                             0.1, 0.4, 0.1 /
617
618    DATA  interval_h_dvrp / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
619                            25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
620
621    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
622                                25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
623#endif
624
625    REAL(4), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
626
627    TYPE steering
628       CHARACTER (LEN=20) ::  name
629       REAL(4)            ::  min, max
630       INTEGER            ::  imin, imax
631    END TYPE steering
632
633    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
634
635    SAVE
636
637 END MODULE dvrp_variables
638
639
640
641
642 MODULE grid_variables
643
644!------------------------------------------------------------------------------!
645! Description:
646! ------------
647! Definition of grid spacings
648!------------------------------------------------------------------------------!
649
650    REAL ::  ddx, ddx2, dx = 1.0, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0, dy2
651
652    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
653
654    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
655                                          fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
656                                          wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
657                                          zu_s_inner, zw_w_inner
658
659    SAVE
660
661 END MODULE grid_variables
662
663
664
665
666 MODULE indices
667
668!------------------------------------------------------------------------------!
669! Description:
670! ------------
671! Definition of array bounds and number of gridpoints
672!------------------------------------------------------------------------------!
673
674    INTEGER ::  ngp_sums, nnx, nx = 0, nxa, nxl, nxlu, nxr, nxra, nx_on_file,  &
675                nny, ny = 0, nya, nyn, nyna, nys, nysv, ny_on_file, nnz,       &
676                nz = 0, nza, nzb, nzb_diff, nzt, nzta, nzt_diff
677
678    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                      &
679                ngp_2dh, ngp_3d, ngp_3d_inner,                                 &
680                nnx_pe, nny_pe, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
681
682    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                    &
683                ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner, mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner,  &
684                nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u, nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer,&
685                nzb_s_inner, nzb_s_outer, nzb_u_inner, nzb_u_outer,            &
686                nzb_v_inner, nzb_v_outer, nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
687
688    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
689
690    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  wall_flags_1,           &
691                wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4, wall_flags_5,        &
692                wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8, wall_flags_9,        &
693                wall_flags_10
694
695    SAVE
696
697 END MODULE indices
698
699
700
701
702 MODULE interfaces
703
704!------------------------------------------------------------------------------!
705! Description:
706! ------------
707! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
708!------------------------------------------------------------------------------!
709
710    INTERFACE
711
712       SUBROUTINE cpu_log( log_event, place, modus, barrierwait )
713
714          USE cpulog
715
716          CHARACTER (LEN=*)           ::  modus, place
717          CHARACTER (LEN=*), OPTIONAL ::  barrierwait
718          TYPE(logpoint)              ::  log_event
719
720       END SUBROUTINE cpu_log
721
722    END INTERFACE
723
724
725
726    INTERFACE
727
728       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, wert, &
729                                   wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
730          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  mode
731          INTEGER, INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
732          INTEGER                       ::  wert_ijk(3)
733          INTEGER, OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
734          REAL                          ::  wert
735          REAL, OPTIONAL                ::  wert1
736          REAL, INTENT(IN)              ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
737
738       END SUBROUTINE global_min_max
739
740    END INTERFACE
741
742    SAVE
743
744 END MODULE interfaces
745
746
747
748 MODULE pointer_interfaces
749
750!------------------------------------------------------------------------------!
751! Description:
752! ------------
753! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
754! prognostic_equations
755!------------------------------------------------------------------------------!
756
757    INTERFACE
758
759       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
760
761          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
762          REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
763
764       END SUBROUTINE advec_s_bc
765
766    END INTERFACE
767
768
769    SAVE
770
771 END MODULE pointer_interfaces
772
773
774
775
776 MODULE model_1d
777
778!------------------------------------------------------------------------------!
779! Description:
780! ------------
781! Definition of variables for the 1D-model
782!------------------------------------------------------------------------------!
783
784    INTEGER ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d, &
785                last_dt_change_1d = 0 
786
787    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
788
789    REAL ::     damp_level_1d = -1.0, dt_1d = 60.0, dt_max_1d = 300.0, &
790                dt_pr_1d = 9999999.9, dt_run_control_1d = 60.0, &
791                end_time_1d = 864000.0, old_dt_1d = 1.0E-10, &
792                qs1d, simulated_time_1d = 0.0, time_pr_1d = 0.0, &
793                time_run_control_1d = 0.0, ts1d, us1d, usws1d, usws1d_m, &
794                vsws1d, vsws1d_m, z01d
795
796
797    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_m, e1d_p, kh1d, kh1d_m, km1d, &
798                                        km1d_m, l_black, l1d, l1d_m, rif1d,    &
799                                        te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, te_vm, &
800                                        u1d, u1d_m, u1d_p, v1d, v1d_m, v1d_p
801
802    SAVE
803
804 END MODULE model_1d
805
806
807
808
809 MODULE netcdf_control
810
811!------------------------------------------------------------------------------!
812! Description:
813! ------------
814! Definition of parameters and variables for netcdf control.
815!------------------------------------------------------------------------------!
816
817#if defined( __netcdf )
818    USE netcdf
819#endif
820
821    INTEGER, PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 26, dots_max = 100, &
822                           replace_num = 6
823
824    INTEGER ::  dots_num = 22
825
826    CHARACTER, DIMENSION( replace_num ) :: &
827                           replace_char = (/ '''', '"', '*', '/', '(', ')' /), &
828                           replace_by   = (/ 'p' , 'p', 's', 'o', '_', '_' /)
829
830    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
831         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
832            'z_i   ' /)
833
834    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
835         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
836            'z_i   ' /)
837
838    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
839          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
840             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
841             'w_up   ', 'w_down ', 'npt_max', 'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', &
842             'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', 'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', &
843             'w"2    ', 'npt*2  ' /)
844
845    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
846          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
847             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
848             'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', 'number ', 'm2     ', 'm2     ', &
849             'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
850             'm2/s2  ', 'number2' /)
851
852    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
853          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
854             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
855             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
856             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ',                       &
857             ( 'unknown', i9 = 1, 78) /)
858
859    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
860          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
861             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
862             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
863             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ',                       &
864             ( 'unknown', i9 = 1, 78 ) /)
865
866    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
867
868    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
869
870    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
871          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
872             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
873             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
874             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
875             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
876             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
877             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
878             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
879             'not_used        ' /)
880
881    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
882          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
883             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
884             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
885             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
886             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
887             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
888             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
889             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
890             'not_used        ' /)
891
892    INTEGER ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
893                id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
894                id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
895                id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
896                id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
897                id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
898                id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
899
900    INTEGER, DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
901                id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
902                id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
903                id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
904                id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
905                id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
906                id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
907                id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
908                id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
909                id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
910                id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
911                id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
912                id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
913                id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
914                id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
915                id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
916                id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
917                id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
918
919    INTEGER, DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy, nc_precision
920    INTEGER, DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
921    INTEGER, DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
922
923    INTEGER, DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
924    INTEGER, DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
925    INTEGER, DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
926                                           id_var_z_pr
927    INTEGER, DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
928
929
930    SAVE
931
932 END MODULE netcdf_control
933
934
935
936 MODULE particle_attributes
937
938!------------------------------------------------------------------------------!
939! Description:
940! ------------
941! Definition of variables used to compute particle transport
942!------------------------------------------------------------------------------!
943
944    USE array_kind
945
946    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
947                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb'
948
949#if defined( __parallel )
950    INTEGER ::  mpi_particle_type
951#endif
952    INTEGER ::  ibc_par_lr, ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t,                  &
953                iran_part = -1234567, maximum_number_of_particles = 1000,      &
954                maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
955                maximum_number_of_tails = 0,                                   &
956                number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
957                number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
958                number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
959                offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
960                particle_file_count = 0, skip_particles_for_tail = 100,        &
961                total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0
962
963    INTEGER, PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
964
965    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
966    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
967
968    LOGICAL ::  particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
969                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
970                uniform_particles = .TRUE., use_particle_tails = .FALSE.,      &
971                use_sgs_for_particles = .FALSE.,                               &
972                vertical_particle_advection = .TRUE.,                          &
973                write_particle_statistics = .FALSE.
974    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
975
976    REAL    ::  c_0 = 3.0, dt_min_part = 0.0002, dt_sort_particles = 0.0,      &
977                dt_write_particle_data = 9999999.9, dvrp_psize = 9999999.9,    &
978                end_time_prel = 9999999.9, initial_weighting_factor = 1.0,     &
979                maximum_tailpoint_age = 100000.0,                              &
980                minimum_tailpoint_distance = 0.0,                              &
981                particle_advection_start = 0.0, sgs_wfu_part = 0.3333333,      &
982                sgs_wfv_part = 0.3333333, sgs_wfw_part = 0.3333333,            &
983                time_sort_particles = 0.0, time_write_particle_data = 0.0
984
985    REAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
986                density_ratio = 9999999.9, pdx = 9999999.9, pdy = 9999999.9, &
987                pdz = 9999999.9, psb = 9999999.9, psl = 9999999.9,           &
988                psn = 9999999.9, psr = 9999999.9, pss = 9999999.9,           &
989                pst = 9999999.9, radius = 9999999.9
990
991    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
992
993
994    TYPE particle_type
995       SEQUENCE
996       REAL    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
997                   origin_z, radius, speed_x, speed_x_sgs, speed_y,         &
998                   speed_y_sgs, speed_z, speed_z_sgs, weight_factor, x, y, z
999       INTEGER ::  color, group, tailpoints, tail_id
1000    END TYPE particle_type
1001
1002    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles, &
1003                                                       particles
1004
1005    TYPE particle_groups_type
1006       SEQUENCE
1007       REAL    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
1008    END TYPE particle_groups_type
1009
1010    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
1011                   particle_groups
1012
1013    SAVE
1014
1015 END MODULE particle_attributes
1016
1017
1018
1019
1020
1021 MODULE pegrid
1022
1023!------------------------------------------------------------------------------!
1024! Description:
1025! ------------
1026! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1027! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1028! MPI-calls.
1029!------------------------------------------------------------------------------!
1030
1031#if defined( __parallel )
1032#if defined( __lc )
1033    USE MPI
1034#else
1035    INCLUDE "mpif.h"
1036#endif
1037#endif
1038    CHARACTER(LEN=5)       ::  myid_char = ''
1039    INTEGER                ::  id_inflow = 0, id_recycling = 0, myid = 0,      &
1040                               target_id, npex = -1, npey = -1, numprocs = 1,  &
1041                               numprocs_previous_run = -1,                     &
1042                               tasks_per_node = -9999, threads_per_task = 1
1043
1044    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1045                                             hor_index_bounds_previous_run
1046
1047#if defined( __parallel )
1048#if defined( __mpi2 )
1049    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1050#endif
1051
1052    INTEGER ::  comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter, comm_palm, ierr, myidx,  &
1053                myidy, ndim = 2, ngp_xy, ngp_y, pleft, pnorth, pright, psouth, &
1054                sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz, sendrecvcount_zx,          &
1055                sendrecvcount_zyd, sendrecvcount_yxd,                          &
1056                type_x, type_x_int, type_xy
1057
1058    INTEGER ::  ibuf(12), pcoord(2), pdims(2), status(MPI_STATUS_SIZE)
1059
1060    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz
1061
1062    LOGICAL ::  reorder = .TRUE.
1063    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1064                              remain_dims
1065#endif
1066
1067    SAVE
1068
1069 END MODULE pegrid
1070
1071
1072
1073
1074 MODULE profil_parameter
1075
1076!------------------------------------------------------------------------------!
1077! Description:
1078! ------------
1079! Definition of variables which control PROFIL-output
1080!------------------------------------------------------------------------------!
1081
1082    INTEGER, PARAMETER ::  crmax = 100
1083
1084    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  dopr_label = ' '
1085
1086    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(crmax) ::  cross_normalized_x = ' ', &
1087                                             cross_normalized_y = ' '
1088
1089    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1090                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1091                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1092                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1093                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1094                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1095                              ' L                  ',                         &
1096                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1097
1098    CHARACTER (LEN=40), DIMENSION(crmax) ::  cross_xtext = &
1099                           (/ 'windspeed in ms>->1         ', &
1100                              'pot. temperature in K       ', &
1101                              'heat flux in K ms>->1       ', &
1102                              'momentum flux in m>2s>2     ', &
1103                              'eddy diffusivity in m>2s>->1', &
1104                              'mixing length in m          ', &
1105                            ( '                            ', i9 = 1, 94 ) /)
1106
1107    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1108                           (/ ' u v                           ', &
1109                              ' pt                            ', &
1110                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1111                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1112                              ' km kh                         ', &
1113                              ' l                             ', &
1114                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1115
1116    INTEGER ::  profile_columns = 3, profile_rows = 2, profile_number = 0
1117
1118    INTEGER ::  cross_linecolors(100,crmax) = 1, &
1119                cross_linestyles(100,crmax) = 0, &
1120                cross_profile_numbers(100,crmax) = 0, &
1121                cross_pnc_local(crmax), cross_profile_number_count(crmax) = 0, &
1122                cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1123                cross_ts_number_count(crmax) = 0, dopr_crossindex(100) = 0, &
1124                dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1125                dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0, &
1126                linecolors(10) = (/ 2, 3, 4,  5, 7, 8, 12, 15, 16, 23 /), &
1127                linestyles(11) = (/ 0, 7, 3, 10, 4, 1,  9,  2,  5,  8, 6 /)
1128               
1129
1130    REAL ::  cross_normx_factor(100,crmax) = 1.0, &
1131             cross_normy_factor(100,crmax) = 1.0, &
1132             cross_ts_uymax(20) = &
1133                             (/ 999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1134                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1135                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1136                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1137             cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999, &
1138             cross_ts_uymin(20) = &
1139                             (/ 999.999, 999.999, 999.999,  -5.000, 999.999,   &
1140                                999.999,   0.000, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1141                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1142                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1143             cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999, &
1144             cross_uxmax(crmax) = 0.0, cross_uxmax_computed(crmax) = -1.0, &
1145             cross_uxmax_normalized(crmax) = 0.0, &
1146             cross_uxmax_normalized_computed(crmax) = -1.0, &
1147             cross_uxmin(crmax) = 0.0, cross_uxmin_computed(crmax) =  1.0, &
1148             cross_uxmin_normalized(crmax) = 0.0, &
1149             cross_uxmin_normalized_computed(crmax) = 1.0, &
1150             cross_uymax(crmax), cross_uymin(crmax)
1151
1152    SAVE
1153
1154 END MODULE profil_parameter
1155
1156
1157
1158
1159 MODULE spectrum
1160
1161!------------------------------------------------------------------------------!
1162! Description:
1163! ------------
1164! Definition of quantities used for computing spectra
1165!------------------------------------------------------------------------------!
1166
1167    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1168                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1169    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1170    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1171    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1172                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1173                                              '-power spectrum of v     ', &
1174                                              '-power spectrum of w     ', &
1175                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1176                                              '-power spectrum of q     ' /)
1177    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1178                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1179                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1180                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1181                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1182                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1183
1184    INTEGER ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1185
1186    INTEGER ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1187                lstyles(100) = (/ 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                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1195                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1196                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1197                plot_spectra_level(100) = 999999
1198
1199    REAL    ::  time_to_start_sp = 0.0
1200
1201    SAVE
1202
1203 END MODULE spectrum
1204
1205
1206
1207
1208 MODULE statistics
1209
1210!------------------------------------------------------------------------------!
1211! Description:
1212! ------------
1213! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1214!------------------------------------------------------------------------------!
1215
1216    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1217    INTEGER ::  pr_palm = 80, statistic_regions = 0, var_ts = 100
1218    INTEGER ::  u_max_ijk(3), v_max_ijk(3), w_max_ijk(3)
1219    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1220    REAL ::     u_max, v_max, w_max
1221    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l
1222    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value
1223    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1224                                              spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1225                                              sums_up_fraction_l
1226    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1227
1228    SAVE
1229
1230 END MODULE statistics
1231
1232
1233
1234
1235 MODULE transpose_indices
1236
1237!------------------------------------------------------------------------------!
1238! Description:
1239! ------------
1240! Definition of indices for transposed arrays
1241!------------------------------------------------------------------------------!
1242
1243    INTEGER ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_ya, nxr_yd, nxr_yda, nxr_z, &
1244                nxr_za, nyn_x, nyn_xa, nyn_z, nyn_za, nys_x, nys_z, nzb_x,   &
1245                nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_xa, nzt_y, nzt_ya, nzt_yd, nzt_yda
1246               
1247
1248    SAVE
1249
1250 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.