source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 313

Last change on this file since 313 was 305, checked in by raasch, 15 years ago

bugfix in Makefile, default value of grid_matching changed to strict

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 54.7 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! default value of grid_matching changed to strict
17!
18! Former revisions:
19! -----------------
20! $Id: modules.f90 305 2009-04-27 11:58:42Z raasch $
21!
22! 217 2008-12-09 18:00:48Z letzel
23! +topography_grid_convention
24! some dvrp-variables changed to single precision, variables for dvrp-mode
25! pathlines added, +target_id, abort_mode, message_string
26!
27! 197 2008-09-16 15:29:03Z raasch
28! allow 100 spectra levels instead of 10 for consistency with
29! define_netcdf_header, +canopy_heat_flux, cthf, lai,
30! +leaf_surface_concentration, scalar_exchange_coefficient, sec, sls
31! +hor_index_bounds, hor_index_bounds_previous_run, id_inflow, id_recycling,
32! inflow_damping_*, mean_inflow_profiles, numprocs_previous_run, nx_on_file,
33! ny_on_file, offset_ocean_*, recycling_plane, recycling_width, turbulent_inflow
34! -myid_char_14
35!
36! 138 2007-11-28 10:03:58Z letzel
37! +drag_coefficient, pch_index, lad_surface, lad_vertical_gradient,
38! lad_vertical_gradient_level, plant_canopy, lad, lad_s, lad_u, lad_v,
39! lad_w, cdc, lad_vertical_gradient_level_ind, canopy_mode
40! +dt_sort_particles, ngp_2dh_s_inner, time_sort_particles, flags,
41! wall_flags_1..10, wall_humidityflux(0:4), wall_qflux(0:4),
42! wall_salinityflux(0:4), wall_scalarflux(0:4)
43!
44! 108 2007-08-24 15:10:38Z letzel
45! +comm_inter, constant_top_momentumflux, coupling_char, coupling_mode,
46! coupling_mode_remote, c_u, c_v, c_w, dt_coupling, e_init, humidity_remote,
47! ngp_xy, nxlu, nysv, port_name, qswst_remote, terminate_coupled,
48! terminate_coupled_remote, time_coupling, top_momentumflux_u|v, type_xy,
49! uswst*, vswst*
50!
51! 97 2007-06-21 08:23:15Z raasch
52! +atmos_ocean_sign, ocean, r, + salinity variables
53! defaults of .._vertical_gradient_levels changed from -1.0 to -9999999.9
54! hydro_press renamed hyp, use_pt_reference renamed use_reference
55!
56! 89 2007-05-25 12:08:31Z raasch
57! +data_output_pr_user, max_pr_user, size of data_output_pr, dopr_index,
58! dopr_initial_index and dopr_unit enlarged,
59! var_hom and var_sum renamed pr_palm
60!
61! 82 2007-04-16 15:40:52Z raasch
62! +return_addres, return_username
63! Cpp-directive lcmuk renamed lc
64!
65! 75 2007-03-22 09:54:05Z raasch
66! +arrays precipitation_amount, precipitation_rate, precipitation_rate_av,
67! rif_wall, z0_av, +arrays u_m_l, u_m_r, etc. for radiation boundary conditions,
68! +loop_optimization, netcdf_64bit_3d, zu_s_inner, zw_w_inner, id_var_zusi_*,
69! id_var_zwwi_*, ts_value, u_nzb_p1_for_vfc, v_nzb_p1_for_vfc, pt_reference,
70! use_pt_reference, precipitation_amount_interval, revision
71! +age_m in particle_type, moisture renamed humidity,
72! -data_output_ts, dots_n, uvmean_outflow, uxrp, vynp,
73! arrays dots_label and dots_unit now dimensioned with dots_max,
74! setting of palm version moved to main program
75!
76! 37 2007-03-01 08:33:54Z raasch
77! +constant_top_heatflux, top_heatflux, use_top_fluxes, +arrays for top fluxes,
78! +nzt_diff, default of bc_pt_t renamed "initial_gradient"
79! Bugfix: p is not a pointer
80!
81! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
82!
83! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
84! version 3.1b (last under RCS control)
85!
86! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
87! Initial revision
88!
89!
90! Description:
91! ------------
92! Definition of variables for special advection schemes
93!------------------------------------------------------------------------------!
94
95    REAL ::  spl_gamma_x, spl_gamma_y
96
97    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex, spl_z_x, spl_z_y
98    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  spl_tri_x, spl_tri_y, spl_tri_zu, &
99                                          spl_tri_zw
100
101    SAVE
102
103 END MODULE advection
104
105
106
107
108 MODULE array_kind
109
110!------------------------------------------------------------------------------!
111! Description:
112! ------------
113! Definition of type parameters (used for the definition of single or double
114! precision variables)
115!------------------------------------------------------------------------------!
116
117    INTEGER, PARAMETER ::  dpk = SELECTED_REAL_KIND( 12 ), &
118                           spk = SELECTED_REAL_KIND( 6 )
119
120    SAVE
121
122 END MODULE array_kind
123
124
125
126
127 MODULE arrays_3d
128
129!------------------------------------------------------------------------------!
130! Description:
131! ------------
132! Definition of all arrays defined on the computational grid
133!------------------------------------------------------------------------------!
134
135    USE array_kind
136
137    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                         &
138          ddzu, dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, km_damp_x,  &
139          km_damp_y, lad, l_grid, pt_init, q_init, rdf, sa_init, ug, u_init,   &
140          u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, zu, zw
141
142    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                       &
143          c_u, c_v, c_w, dzu_mg, dzw_mg, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                  &
144          mean_inflow_profiles, pt_slope_ref, qs, qswst_remote, ts, us, z0
145
146    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                               &
147          qsws_1, qsws_2, qswst_1, qswst_2, rif_1, rif_2, saswsb_1, saswst_1,  &
148          shf_1, shf_2, tswst_1, tswst_2, usws_1, usws_2, uswst_1, uswst_2,    &
149          vsws_1, vsws_2, vswst_1, vswst_2
150
151    REAL, DIMENSION(:,:), POINTER ::                                           &
152          qsws, qsws_m, qswst, qswst_m, rif, rif_m, saswsb, saswst, shf,       &
153          shf_m, tswst, tswst_m, usws, uswst, usws_m, uswst_m, vsws, vswst,    &
154          vsws_m, vswst_m
155
156    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                     &
157          canopy_heat_flux, cdc, d, diss, lad_s, lad_u, lad_v, lad_w, lai,     &
158          l_wall, sec, sls, tend, u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l, v_m_n,    &
159          v_m_r, v_m_s, w_m_l, w_m_n, w_m_r, w_m_s
160
161    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
162          ql_v, ql_vp
163
164    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
165          e_1, e_2, e_3, kh_1, kh_2, km_1, km_2, p, pt_1, pt_2, pt_3, q_1,     &
166          q_2, q_3, ql_1, ql_2, rho_1, sa_1, sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3, v_1,   &
167          v_2, v_3, vpt_1, vpt_2, w_1, w_2, w_3
168
169    REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                         &
170          e, e_m, e_p, kh, kh_m, km, km_m, pt, pt_m, pt_p, q, q_m, q_p, ql,    &
171          ql_c, rho, sa, sa_p, te_m, tpt_m, tq_m, tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, u,  &
172          u_m, u_p, v, v_m, v_p, vpt, vpt_m, w, w_m, w_p
173
174    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall
175
176    SAVE
177
178 END MODULE arrays_3d
179
180
181
182
183 MODULE averaging
184
185!------------------------------------------------------------------------------!
186! Description:
187! ------------
188! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
189!------------------------------------------------------------------------------!
190
191    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av, &
192                                          ts_av, us_av, z0_av
193
194    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET :: &
195          e_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, q_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, &
196          ql_vp_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av, u_av, v_av, vpt_av, w_av
197
198 END MODULE averaging
199
200
201
202
203 MODULE cloud_parameters
204
205!------------------------------------------------------------------------------!
206! Description:
207! ------------
208! Definition of variables and constants for cloud physics
209!------------------------------------------------------------------------------!
210
211    REAL  ::  b_cond, cp = 1005.0, diff_coeff_l = 0.23E-4,                     &
212              effective_coll_efficiency, l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, l_v = 2.5E+06, &
213              mass_of_solute, molecular_weight_of_solute,                      &
214              prec_time_const = 0.001, ql_crit = 0.0005, rho_l = 1.0E3,        &
215              r_d = 287.0, r_v = 461.51, thermal_conductivity_l = 2.43E-2
216
217    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  pt_d_t, t_d_pt
218
219    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  precipitation_amount, &
220                                          precipitation_rate
221
222    SAVE
223
224 END MODULE cloud_parameters
225
226
227
228
229 MODULE constants
230
231!------------------------------------------------------------------------------!
232! Description:
233! ------------
234! Definition of general constants
235!------------------------------------------------------------------------------!
236
237    REAL    ::  pi = 3.141592654
238
239    SAVE
240
241 END MODULE constants
242
243
244
245
246 MODULE control_parameters
247
248!------------------------------------------------------------------------------!
249! Description:
250! ------------
251! Definition of parameters for program control
252!------------------------------------------------------------------------------!
253
254    TYPE plot_precision
255       CHARACTER (LEN=6) ::  variable
256       INTEGER           ::  precision
257    END TYPE plot_precision
258
259    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
260                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
261                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
262                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
263                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
264
265    TYPE file_status
266       LOGICAL ::  opened, opened_before
267    END TYPE file_status
268
269    TYPE(file_status), DIMENSION(200) :: openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
270
271
272    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
273    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
274    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
275    CHARACTER (LEN=6)    ::  grid_matching = 'strict'
276    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
277    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
278    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
279    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
280    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
281                             loop_optimization = 'default', &
282                             momentum_advec = 'pw-scheme', &
283                             psolver = 'poisfft', &
284                             scalar_advec = 'pw-scheme'
285    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
286                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
287                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
288                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
289                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
290                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
291                             bc_sa_t = 'neumann', &
292                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
293                             canopy_mode = 'block', &
294                             coupling_mode = 'uncoupled', &
295                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
296                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
297                             fft_method = 'system-specific', &
298                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
299                             random_generator = 'numerical-recipes', &
300                             return_addres, return_username, &
301                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'
302    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, topography = 'flat'
303    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
304    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
305    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ', run_description_header
306    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
307
308    CHARACTER (LEN=7),  DIMENSION(100) ::  do3d_comp_prec = ' '
309    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_format = ' '
310    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
311                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
312    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
313    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
314    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10)  ::  netcdf_precision = ' '
315
316    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
317
318    INTEGER ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
319                average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
320                dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
321                disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
322                dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
323                dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
324                do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
325                dp_level_ind_b = 0, &
326                dvrp_filecount = 0, dz_stretch_level_index, gamma_mg, &
327                grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, ibc_pt_b, ibc_pt_t, &
328                ibc_q_b, ibc_q_t, ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, &
329                inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
330                intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
331                iran = -1234567, last_dt_change = 0, maximum_grid_level, &
332                max_pr_user = 0, mgcycles = 0, mg_cycles = -1, &
333                mg_switch_to_pe0_level = 0, ngsrb = 2, nsor = 20, &
334                nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
335                nz_do1d, nz_do3d = -9999, outflow_damping_width = -1, &
336                pch_index = 0, prt_time_count = 0, recycling_plane, runnr = 0, &
337                skip_do_avs = 0, terminate_coupled = 0, &
338                terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
339
340    INTEGER ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
341                do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
342                do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
343                do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
344                lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
345                pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
346                q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
347                sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
348                section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
349                section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
350                ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
351                vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999
352
353    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
354
355    LOGICAL ::  adjust_mixing_length = .FALSE., avs_output = .FALSE., &
356                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
357                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
358                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
359                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
360                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
361                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
362                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
363                cut_spline_overshoot = .TRUE., &
364                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., do2d_at_begin = .FALSE., &
365                do3d_at_begin = .FALSE., do3d_compress = .FALSE., &
366                do_sum = .FALSE., dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
367                dt_changed = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
368                disturbance_created = .FALSE., &
369                first_call_advec_particles = .TRUE., &
370                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
371                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
372                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
373                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., iso2d_output = .FALSE.,&
374                mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
375                netcdf_output = .FALSE., netcdf_64bit = .FALSE., &
376                netcdf_64bit_3d = .TRUE., ocean = .FALSE., &
377                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
378                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
379                plant_canopy = .FALSE., &
380                prandtl_layer = .TRUE., precipitation = .FALSE., &
381                profil_output = .FALSE., radiation = .FALSE., &
382                random_heatflux = .FALSE., run_control_header = .FALSE., &
383                run_coupled = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
384                stop_dt = .FALSE., terminate_run = .FALSE., &
385                turbulent_inflow = .FALSE., &
386                use_prior_plot1d_parameters = .FALSE., use_reference = .FALSE.,&
387                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
388                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
389                wall_adjustment = .TRUE.
390
391    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
392                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
393
394    REAL ::  advected_distance_x = 0.0, advected_distance_y = 0.0, &
395             alpha_surface = 0.0, asselin_filter_factor = 0.1, &
396             atmos_ocean_sign = 1.0, &
397             averaging_interval = 0.0, averaging_interval_pr = 9999999.9, &
398             averaging_interval_sp = 9999999.9, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
399             bottom_salinityflux = 0.0, &
400             building_height = 50.0, building_length_x = 50.0, &
401             building_length_y = 50.0, building_wall_left = 9999999.9, &
402             building_wall_south = 9999999.9, canyon_height = 50.0, &
403             canyon_width_x = 9999999.9, canyon_width_y = 9999999.9, &
404             canyon_wall_left = 9999999.9, canyon_wall_south = 9999999.9, &
405             cthf = 0.0, cfl_factor = -1.0, cos_alpha_surface, &
406             coupling_start_time, disturbance_amplitude = 0.25, &
407             disturbance_energy_limit = 0.01, &
408             disturbance_level_b = -9999999.9, &
409             disturbance_level_t = -9999999.9, &
410             dp_level_b = 0.0, drag_coefficient = 0.0, &
411             dt = -1.0, dt_averaging_input = 0.0, &
412             dt_averaging_input_pr = 9999999.9, dt_coupling = 9999999.9, &
413             dt_data_output = 9999999.9, &
414             dt_data_output_av = 9999999.9, dt_disturb = 9999999.9, &
415             dt_dopr = 9999999.9, dt_dopr_listing = 9999999.9, &
416             dt_dopts = 9999999.9, dt_dosp = 9999999.9, dt_dots = 9999999.9, &
417             dt_do2d_xy = 9999999.9, dt_do2d_xz = 9999999.9, &
418             dt_do2d_yz = 9999999.9, dt_do3d = 9999999.9, dt_dvrp = 9999999.9, &
419             dt_max = 20.0, dt_prel = 9999999.9, dt_restart = 9999999.9, &
420             dt_run_control = 60.0, dt_3d = -1.0, dz = -1.0, &
421             dz_max = 9999999.9, dz_stretch_factor = 1.08, &
422             dz_stretch_level = 100000.0, e_init = 0.0, e_min = 0.0, &
423             end_time = 0.0, &
424             f = 0.0, fs = 0.0, g = 9.81, inflow_damping_height = 9999999.9, &
425             inflow_damping_width = 9999999.9, kappa = 0.4, km_constant = -1.0,&
426             km_damp_max = -1.0, lad_surface = 0.0,  &
427             leaf_surface_concentration = 0.0, long_filter_factor = 0.0, &
428             maximum_cpu_time_allowed = 0.0, molecular_viscosity = 1.461E-5, &
429             old_dt = 1.0E-10, omega = 7.29212E-5, omega_sor = 1.8, &
430             overshoot_limit_e = 0.0, overshoot_limit_pt = 0.0, &
431             overshoot_limit_u = 0.0, overshoot_limit_v = 0.0, &
432             overshoot_limit_w = 0.0, particle_maximum_age = 9999999.9, &
433             phi = 55.0, prandtl_number = 1.0, &
434             precipitation_amount_interval = 9999999.9, prho_reference, &
435             pt_reference = 9999999.9, pt_slope_offset = 0.0, &
436             pt_surface = 300.0, pt_surface_initial_change = 0.0, &
437             q_surface = 0.0, q_surface_initial_change = 0.0, &
438             rayleigh_damping_factor = -1.0, rayleigh_damping_height = -1.0, &
439             recycling_width = 9999999.9, residual_limit = 1.0E-4, &
440             restart_time = 9999999.9, rho_reference, rho_surface, &
441             rif_max = 1.0, rif_min = -5.0, roughness_length = 0.1, &
442             sa_surface = 35.0, scalar_exchange_coefficient = 0.0, &
443             simulated_time = 0.0, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
444             skip_time_data_output = 0.0, skip_time_data_output_av = 9999999.9,&
445             skip_time_dopr = 9999999.9, skip_time_dosp = 9999999.9, &
446             skip_time_do2d_xy = 9999999.9, skip_time_do2d_xz = 9999999.9, &
447             skip_time_do2d_yz = 9999999.9, skip_time_do3d = 9999999.9, &
448             surface_heatflux = 9999999.9, surface_pressure = 1013.25, &
449             surface_scalarflux = 0.0, surface_waterflux = 0.0, &
450             s_surface = 0.0, s_surface_initial_change = 0.0, &
451             termination_time_needed = -1.0, time_coupling = 0.0, &
452             time_disturb = 0.0, time_dopr = 0.0, time_dopr_av = 0.0, &
453             time_dopr_listing = 0.0, time_dopts = 0.0, time_dosp = 0.0, &
454             time_dosp_av = 0.0, time_dots = 0.0, time_do2d_xy = 0.0, &
455             time_do2d_xz = 0.0, time_do2d_yz = 0.0, time_do3d = 0.0, &
456             time_do_av = 0.0, time_do_sla = 0.0, time_dvrp = 0.0, &
457             time_prel = 0.0, time_restart = 9999999.9, time_run_control = 0.0,&
458             time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9, &
459             top_momentumflux_u = 9999999.9, &
460             top_momentumflux_v = 9999999.9, top_salinityflux = 9999999.9, &
461             ug_surface = 0.0, u_bulk = 0.0, u_gtrans = 0.0, &
462             ups_limit_e = 0.0, ups_limit_pt = 0.0, ups_limit_u = 0.0, &
463             ups_limit_v = 0.0, ups_limit_w = 0.0, vg_surface = 0.0, &
464             v_bulk = 0.0, v_gtrans = 0.0, wall_adjustment_factor = 1.8, &
465             z_max_do1d = -1.0, z_max_do1d_normalized = -1.0, z_max_do2d = -1.0
466
467    REAL ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0, &
468             do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0, dpdxy(1:2) = 0.0, &
469             lad_vertical_gradient(10) = 0.0, &
470             lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
471             pt_vertical_gradient(10) = 0.0, &
472             pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
473             q_vertical_gradient(10) = 0.0, &
474             q_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
475             s_vertical_gradient(10) = 0.0, &
476             s_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
477             sa_vertical_gradient(10) = 0.0, &
478             sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, threshold(20) = 0.0, &
479             tsc(10) = (/ 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 /), &
480             ug_vertical_gradient(10) = 0.0, &
481             ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
482             vg_vertical_gradient(10) = 0.0, &
483             vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
484             volume_flow(1:2) = 0.0, volume_flow_area(1:2) = 0.0, &
485             volume_flow_initial(1:2) = 0.0, wall_heatflux(0:4) = 0.0, &
486             wall_humidityflux(0:4) = 0.0, wall_qflux(0:4) = 0.0, &
487             wall_salinityflux(0:4) = 0.0, wall_scalarflux(0:4) = 0.0
488
489    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
490
491
492    SAVE
493
494 END MODULE control_parameters
495
496
497
498
499 MODULE cpulog
500
501!------------------------------------------------------------------------------!
502! Description:
503! ------------
504! Definition of variables for cpu-time measurements
505!------------------------------------------------------------------------------!
506
507    REAL ::  initial_wallclock_time
508
509    TYPE logpoint
510       REAL               ::  isum, ivect, mean, mtime, mtimevec, sum, vector
511       INTEGER            ::  counts
512       CHARACTER (LEN=20) ::  place
513    END TYPE logpoint
514
515    TYPE(logpoint), DIMENSION(100) ::  log_point = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0,   &
516                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' ),          &
517                                       log_point_s = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0, &
518                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' )
519
520    SAVE
521
522 END MODULE cpulog
523
524
525
526
527 MODULE dvrp_variables
528
529!------------------------------------------------------------------------------!
530! Description:
531! ------------
532! Definition of variables used with dvrp-software
533!------------------------------------------------------------------------------!
534
535    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
536                           particle_dvrpsize = 'none'
537
538    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
539                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
540
541    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
542                           dvrp_file      = 'default',                    &
543                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
544                           dvrp_password  = '********',                   &
545                           dvrp_username  = ' '
546
547    INTEGER ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
548                dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
549                nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
550                nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
551                pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
552                pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
553                vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
554                vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
555
556    INTEGER, DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
557
558    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
559                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
560                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
561
562    REAL    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9, clip_dvrp_n = 9999999.9, &
563                clip_dvrp_r = 9999999.9, clip_dvrp_s = 9999999.9, &
564                superelevation = 1.0, superelevation_x = 1.0,     &
565                superelevation_y = 1.0, vc_alpha = 38.0
566
567    REAL, DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0, 1.0 /), &
568                           dvrpsize_interval = (/ 0.0, 1.0 /)
569
570    REAL, DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0, 0.6, 0.0 /), &
571                           topography_color = (/ 0.8, 0.7, 0.6 /)
572
573#if defined( __decalpha )
574    REAL, DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = (/ &
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, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
577                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0 /)
578
579    REAL, DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = (/ &
580                                0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
581                                0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
582                                0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4  &
583                                0.1, 0.4, 0.1 /)
584
585    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
586                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
587                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
588                                  interval_l_dvrp = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0,&
589                                  interval_a_dvrp = 0.0,                       &
590                                  interval_values_dvrp_prt,                    &
591                                  interval_h_dvrp_prt,                         &
592                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
593                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
594                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5,                   &
595                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0,                   &
596                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
597#else
598    REAL, DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
599
600    REAL, DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
601
602    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
603                                  interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
604                                  interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5, &
605                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0, &
606                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0, interval_a_dvrp = 0.0, &
607                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
608
609    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -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, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
612                                     -1.0, 1.0 /
613
614    DATA  isosurface_color / 0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
615                             0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
616                             0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
617                             0.1, 0.4, 0.1 /
618
619    DATA  interval_h_dvrp / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
620                            25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
621
622    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
623                                25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
624#endif
625
626    REAL(4), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
627
628    TYPE steering
629       CHARACTER (LEN=20) ::  name
630       REAL(4)            ::  min, max
631       INTEGER            ::  imin, imax
632    END TYPE steering
633
634    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
635
636    SAVE
637
638 END MODULE dvrp_variables
639
640
641
642
643 MODULE grid_variables
644
645!------------------------------------------------------------------------------!
646! Description:
647! ------------
648! Definition of grid spacings
649!------------------------------------------------------------------------------!
650
651    REAL ::  ddx, ddx2, dx = 1.0, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0, dy2
652
653    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
654
655    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
656                                          fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
657                                          wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
658                                          zu_s_inner, zw_w_inner
659
660    SAVE
661
662 END MODULE grid_variables
663
664
665
666
667 MODULE indices
668
669!------------------------------------------------------------------------------!
670! Description:
671! ------------
672! Definition of array bounds and number of gridpoints
673!------------------------------------------------------------------------------!
674
675    INTEGER ::  ngp_sums, nnx, nx = 0, nxa, nxl, nxlu, nxr, nxra, nx_on_file,  &
676                nny, ny = 0, nya, nyn, nyna, nys, nysv, ny_on_file, nnz,       &
677                nz = 0, nza, nzb, nzb_diff, nzt, nzta, nzt_diff
678
679    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                      &
680                ngp_2dh, ngp_3d, ngp_3d_inner,                                 &
681                nnx_pe, nny_pe, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
682
683    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                    &
684                ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner, mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner,  &
685                nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u, nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer,&
686                nzb_s_inner, nzb_s_outer, nzb_u_inner, nzb_u_outer,            &
687                nzb_v_inner, nzb_v_outer, nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
688
689    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
690
691    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  wall_flags_1,           &
692                wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4, wall_flags_5,        &
693                wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8, wall_flags_9,        &
694                wall_flags_10
695
696    SAVE
697
698 END MODULE indices
699
700
701
702
703 MODULE interfaces
704
705!------------------------------------------------------------------------------!
706! Description:
707! ------------
708! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
709!------------------------------------------------------------------------------!
710
711    INTERFACE
712
713       SUBROUTINE cpu_log( log_event, place, modus, barrierwait )
714
715          USE cpulog
716
717          CHARACTER (LEN=*)           ::  modus, place
718          CHARACTER (LEN=*), OPTIONAL ::  barrierwait
719          TYPE(logpoint)              ::  log_event
720
721       END SUBROUTINE cpu_log
722
723    END INTERFACE
724
725
726
727    INTERFACE
728
729       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, wert, &
730                                   wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
731          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  mode
732          INTEGER, INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
733          INTEGER                       ::  wert_ijk(3)
734          INTEGER, OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
735          REAL                          ::  wert
736          REAL, OPTIONAL                ::  wert1
737          REAL, INTENT(IN)              ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
738
739       END SUBROUTINE global_min_max
740
741    END INTERFACE
742
743    SAVE
744
745 END MODULE interfaces
746
747
748
749 MODULE pointer_interfaces
750
751!------------------------------------------------------------------------------!
752! Description:
753! ------------
754! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
755! prognostic_equations
756!------------------------------------------------------------------------------!
757
758    INTERFACE
759
760       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
761
762          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
763          REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
764
765       END SUBROUTINE advec_s_bc
766
767    END INTERFACE
768
769
770    SAVE
771
772 END MODULE pointer_interfaces
773
774
775
776
777 MODULE model_1d
778
779!------------------------------------------------------------------------------!
780! Description:
781! ------------
782! Definition of variables for the 1D-model
783!------------------------------------------------------------------------------!
784
785    INTEGER ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d, &
786                last_dt_change_1d = 0 
787
788    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
789
790    REAL ::     damp_level_1d = -1.0, dt_1d = 60.0, dt_max_1d = 300.0, &
791                dt_pr_1d = 9999999.9, dt_run_control_1d = 60.0, &
792                end_time_1d = 864000.0, old_dt_1d = 1.0E-10, &
793                qs1d, simulated_time_1d = 0.0, time_pr_1d = 0.0, &
794                time_run_control_1d = 0.0, ts1d, us1d, usws1d, usws1d_m, &
795                vsws1d, vsws1d_m, z01d
796
797
798    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_m, e1d_p, kh1d, kh1d_m, km1d, &
799                                        km1d_m, l_black, l1d, l1d_m, rif1d,    &
800                                        te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, te_vm, &
801                                        u1d, u1d_m, u1d_p, v1d, v1d_m, v1d_p
802
803    SAVE
804
805 END MODULE model_1d
806
807
808
809
810 MODULE netcdf_control
811
812!------------------------------------------------------------------------------!
813! Description:
814! ------------
815! Definition of parameters and variables for netcdf control.
816!------------------------------------------------------------------------------!
817
818#if defined( __netcdf )
819    USE netcdf
820#endif
821
822    INTEGER, PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 26, dots_max = 100, &
823                           replace_num = 6
824
825    INTEGER ::  dots_num = 22
826
827    CHARACTER, DIMENSION( replace_num ) :: &
828                           replace_char = (/ '''', '"', '*', '/', '(', ')' /), &
829                           replace_by   = (/ 'p' , 'p', 's', 'o', '_', '_' /)
830
831    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
832         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
833            'z_i   ' /)
834
835    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
836         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
837            'z_i   ' /)
838
839    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
840          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
841             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
842             'w_up   ', 'w_down ', 'npt_max', 'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', &
843             'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', 'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', &
844             'w"2    ', 'npt*2  ' /)
845
846    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
847          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
848             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
849             'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', 'number ', 'm2     ', 'm2     ', &
850             'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
851             'm2/s2  ', 'number2' /)
852
853    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
854          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
855             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
856             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
857             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ',                       &
858             ( 'unknown', i9 = 1, 78) /)
859
860    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
861          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
862             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
863             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
864             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ',                       &
865             ( 'unknown', i9 = 1, 78 ) /)
866
867    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
868
869    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
870
871    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
872          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
873             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
874             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
875             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
876             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
877             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
878             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
879             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
880             'not_used        ' /)
881
882    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
883          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
884             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
885             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
886             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
887             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
888             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
889             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
890             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
891             'not_used        ' /)
892
893    INTEGER ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
894                id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
895                id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
896                id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
897                id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
898                id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
899                id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
900
901    INTEGER, DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
902                id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
903                id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
904                id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
905                id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
906                id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
907                id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
908                id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
909                id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
910                id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
911                id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
912                id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
913                id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
914                id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
915                id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
916                id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
917                id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
918                id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
919
920    INTEGER, DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy, nc_precision 
921    INTEGER, DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
922    INTEGER, DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
923
924    INTEGER, DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
925    INTEGER, DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
926    INTEGER, DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
927                                           id_var_z_pr
928    INTEGER, DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
929
930
931    SAVE
932
933 END MODULE netcdf_control
934
935
936
937 MODULE particle_attributes
938
939!------------------------------------------------------------------------------!
940! Description:
941! ------------
942! Definition of variables used to compute particle transport
943!------------------------------------------------------------------------------!
944
945    USE array_kind
946
947    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
948                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb'
949
950#if defined( __parallel )
951    INTEGER ::  mpi_particle_type
952#endif
953    INTEGER ::  ibc_par_lr, ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t,                  &
954                iran_part = -1234567, maximum_number_of_particles = 1000,      &
955                maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
956                maximum_number_of_tails = 0,                                   &
957                number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
958                number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
959                number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
960                offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
961                particle_file_count = 0, skip_particles_for_tail = 100,        &
962                total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0
963
964    INTEGER, PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
965
966    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
967    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
968
969    LOGICAL ::  particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
970                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
971                uniform_particles = .TRUE., use_particle_tails = .FALSE.,      &
972                use_sgs_for_particles = .FALSE.,                               &
973                vertical_particle_advection = .TRUE.,                          &
974                write_particle_statistics = .FALSE.
975    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
976
977    REAL    ::  c_0 = 3.0, dt_min_part = 0.0002, dt_sort_particles = 0.0,      &
978                dt_write_particle_data = 9999999.9, dvrp_psize = 9999999.9,    &
979                end_time_prel = 9999999.9, initial_weighting_factor = 1.0,     &
980                maximum_tailpoint_age = 100000.0,                              &
981                minimum_tailpoint_distance = 0.0,                              &
982                particle_advection_start = 0.0, sgs_wfu_part = 0.3333333,      &
983                sgs_wfv_part = 0.3333333, sgs_wfw_part = 0.3333333,            &
984                time_sort_particles = 0.0, time_write_particle_data = 0.0
985
986    REAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
987                density_ratio = 9999999.9, pdx = 9999999.9, pdy = 9999999.9, &
988                pdz = 9999999.9, psb = 9999999.9, psl = 9999999.9,           &
989                psn = 9999999.9, psr = 9999999.9, pss = 9999999.9,           &
990                pst = 9999999.9, radius = 9999999.9
991
992    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
993
994
995    TYPE particle_type
996       SEQUENCE
997       REAL    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
998                   origin_z, radius, speed_x, speed_x_sgs, speed_y,         &
999                   speed_y_sgs, speed_z, speed_z_sgs, weight_factor, x, y, z
1000       INTEGER ::  color, group, tailpoints, tail_id
1001    END TYPE particle_type
1002
1003    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles, &
1004                                                       particles
1005
1006    TYPE particle_groups_type
1007       SEQUENCE
1008       REAL    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
1009    END TYPE particle_groups_type
1010
1011    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
1012                   particle_groups
1013
1014    SAVE
1015
1016 END MODULE particle_attributes
1017
1018
1019
1020
1021
1022 MODULE pegrid
1023
1024!------------------------------------------------------------------------------!
1025! Description:
1026! ------------
1027! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1028! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1029! MPI-calls.
1030!------------------------------------------------------------------------------!
1031
1032#if defined( __parallel )
1033#if defined( __lc )
1034    USE MPI
1035#else
1036    INCLUDE "mpif.h"
1037#endif
1038#endif
1039    CHARACTER(LEN=5)       ::  myid_char = ''
1040    INTEGER                ::  id_inflow = 0, id_recycling = 0, myid = 0,      &
1041                               target_id, npex = -1, npey = -1, numprocs = 1,  &
1042                               numprocs_previous_run = -1,                     &
1043                               tasks_per_node = -9999, threads_per_task = 1
1044
1045    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1046                                             hor_index_bounds_previous_run
1047
1048#if defined( __parallel )
1049#if defined( __mpi2 )
1050    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1051#endif
1052
1053    INTEGER ::  comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter, comm_palm, ierr, myidx,  &
1054                myidy, ndim = 2, ngp_xy, ngp_y, pleft, pnorth, pright, psouth, &
1055                sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz, sendrecvcount_zx,          &
1056                sendrecvcount_zyd, sendrecvcount_yxd,                          &
1057                type_x, type_x_int, type_xy
1058
1059    INTEGER ::  ibuf(12), pcoord(2), pdims(2), status(MPI_STATUS_SIZE)
1060
1061    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz
1062
1063    LOGICAL ::  reorder = .TRUE.
1064    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1065                              remain_dims
1066#endif
1067
1068    SAVE
1069
1070 END MODULE pegrid
1071
1072
1073
1074
1075 MODULE profil_parameter
1076
1077!------------------------------------------------------------------------------!
1078! Description:
1079! ------------
1080! Definition of variables which control PROFIL-output
1081!------------------------------------------------------------------------------!
1082
1083    INTEGER, PARAMETER ::  crmax = 100
1084
1085    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  dopr_label = ' '
1086
1087    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(crmax) ::  cross_normalized_x = ' ', &
1088                                             cross_normalized_y = ' '
1089
1090    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1091                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1092                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1093                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1094                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1095                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1096                              ' L                  ',                         &
1097                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1098
1099    CHARACTER (LEN=40), DIMENSION(crmax) ::  cross_xtext = &
1100                           (/ 'windspeed in ms>->1         ', &
1101                              'pot. temperature in K       ', &
1102                              'heat flux in K ms>->1       ', &
1103                              'momentum flux in m>2s>2     ', &
1104                              'eddy diffusivity in m>2s>->1', &
1105                              'mixing length in m          ', &
1106                            ( '                            ', i9 = 1, 94 ) /)
1107
1108    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1109                           (/ ' u v                           ', &
1110                              ' pt                            ', &
1111                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1112                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1113                              ' km kh                         ', &
1114                              ' l                             ', &
1115                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1116
1117    INTEGER ::  profile_columns = 3, profile_rows = 2, profile_number = 0
1118
1119    INTEGER ::  cross_linecolors(100,crmax) = 1, &
1120                cross_linestyles(100,crmax) = 0, &
1121                cross_profile_numbers(100,crmax) = 0, &
1122                cross_pnc_local(crmax), cross_profile_number_count(crmax) = 0, &
1123                cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1124                cross_ts_number_count(crmax) = 0, dopr_crossindex(100) = 0, &
1125                dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1126                dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0, &
1127                linecolors(10) = (/ 2, 3, 4,  5, 7, 8, 12, 15, 16, 23 /), &
1128                linestyles(11) = (/ 0, 7, 3, 10, 4, 1,  9,  2,  5,  8, 6 /)
1129               
1130
1131    REAL ::  cross_normx_factor(100,crmax) = 1.0, &
1132             cross_normy_factor(100,crmax) = 1.0, &
1133             cross_ts_uymax(20) = &
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                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1138             cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999, &
1139             cross_ts_uymin(20) = &
1140                             (/ 999.999, 999.999, 999.999,  -5.000, 999.999,   &
1141                                999.999,   0.000, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1142                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1143                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1144             cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999, &
1145             cross_uxmax(crmax) = 0.0, cross_uxmax_computed(crmax) = -1.0, &
1146             cross_uxmax_normalized(crmax) = 0.0, &
1147             cross_uxmax_normalized_computed(crmax) = -1.0, &
1148             cross_uxmin(crmax) = 0.0, cross_uxmin_computed(crmax) =  1.0, &
1149             cross_uxmin_normalized(crmax) = 0.0, &
1150             cross_uxmin_normalized_computed(crmax) = 1.0, &
1151             cross_uymax(crmax), cross_uymin(crmax)
1152
1153    SAVE
1154
1155 END MODULE profil_parameter
1156
1157
1158
1159
1160 MODULE spectrum
1161
1162!------------------------------------------------------------------------------!
1163! Description:
1164! ------------
1165! Definition of quantities used for computing spectra
1166!------------------------------------------------------------------------------!
1167
1168    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1169                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1170    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1171    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1172    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1173                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1174                                              '-power spectrum of v     ', &
1175                                              '-power spectrum of w     ', &
1176                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1177                                              '-power spectrum of q     ' /)
1178    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1179                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1180                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1181                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1182                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1183                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1184
1185    INTEGER ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1186
1187    INTEGER ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1188                lstyles(100) = (/ 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                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1198                plot_spectra_level(100) = 999999
1199
1200    REAL    ::  time_to_start_sp = 0.0
1201
1202    SAVE
1203
1204 END MODULE spectrum
1205
1206
1207
1208
1209 MODULE statistics
1210
1211!------------------------------------------------------------------------------!
1212! Description:
1213! ------------
1214! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1215!------------------------------------------------------------------------------!
1216
1217    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1218    INTEGER ::  pr_palm = 80, statistic_regions = 0, var_ts = 100
1219    INTEGER ::  u_max_ijk(3), v_max_ijk(3), w_max_ijk(3)
1220    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1221    REAL ::     u_max, v_max, w_max
1222    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l
1223    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value
1224    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1225                                              spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1226                                              sums_up_fraction_l
1227    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1228
1229    SAVE
1230
1231 END MODULE statistics
1232
1233
1234
1235
1236 MODULE transpose_indices
1237
1238!------------------------------------------------------------------------------!
1239! Description:
1240! ------------
1241! Definition of indices for transposed arrays
1242!------------------------------------------------------------------------------!
1243
1244    INTEGER ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_ya, nxr_yd, nxr_yda, nxr_z, &
1245                nxr_za, nyn_x, nyn_xa, nyn_z, nyn_za, nys_x, nys_z, nzb_x,   &
1246                nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_xa, nzt_y, nzt_ya, nzt_yd, nzt_yda
1247               
1248
1249    SAVE
1250
1251 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.