source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 316

Last change on this file since 316 was 316, checked in by letzel, 15 years ago
  • Additional timestep criterion in case of simulations with plant canopy (modules, timestep)
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 54.9 KB
Line 
1 MODULE advection
2
3
4!------------------------------------------------------------------------------!
5! Actual revisions:
6! -----------------
7! +cdc_max, lad_u_max, lad_v_max, lad_w_max,
8! cdc_max_ijk, lad_u_max_ijk, lad_v_max_ijk, lad_w_max_ijk
9! typographical error in dots_unit fixed
10! +clip_dvrp_*, cluster_size, color_interval, dvrpsize_interval, dvrp_overlap,
11! dvrp_total_overlap, groundplate_color, local_dvrserver_running, n*_dvrp,
12! interval_*_dvrp_prt, isosurface_color, particle_color, particle_dvrpsize,
13! topography color in dvrp_variables,
14! +canyon_height, canyon_width_x, canyon_width_y, canyon_wall_left,
15! canyon_wall_south, conserve_volume_flow_mode, coupling_start_time,
16! dp_external, dp_level_b, dp_level_ind_b, dp_smooth, dp_smooth_factor, dpdxy,
17! run_coupled, time_since_reference_point, u_bulk, v_bulk in control_parameters,
18! default value of grid_matching changed to strict
19!
20! Former revisions:
21! -----------------
22! $Id: modules.f90 316 2009-05-13 15:31:23Z letzel $
23!
24! 217 2008-12-09 18:00:48Z letzel
25! +topography_grid_convention
26! some dvrp-variables changed to single precision, variables for dvrp-mode
27! pathlines added, +target_id, abort_mode, message_string
28!
29! 197 2008-09-16 15:29:03Z raasch
30! allow 100 spectra levels instead of 10 for consistency with
31! define_netcdf_header, +canopy_heat_flux, cthf, lai,
32! +leaf_surface_concentration, scalar_exchange_coefficient, sec, sls
33! +hor_index_bounds, hor_index_bounds_previous_run, id_inflow, id_recycling,
34! inflow_damping_*, mean_inflow_profiles, numprocs_previous_run, nx_on_file,
35! ny_on_file, offset_ocean_*, recycling_plane, recycling_width, turbulent_inflow
36! -myid_char_14
37!
38! 138 2007-11-28 10:03:58Z letzel
39! +drag_coefficient, pch_index, lad_surface, lad_vertical_gradient,
40! lad_vertical_gradient_level, plant_canopy, lad, lad_s, lad_u, lad_v,
41! lad_w, cdc, lad_vertical_gradient_level_ind, canopy_mode
42! +dt_sort_particles, ngp_2dh_s_inner, time_sort_particles, flags,
43! wall_flags_1..10, wall_humidityflux(0:4), wall_qflux(0:4),
44! wall_salinityflux(0:4), wall_scalarflux(0:4)
45!
46! 108 2007-08-24 15:10:38Z letzel
47! +comm_inter, constant_top_momentumflux, coupling_char, coupling_mode,
48! coupling_mode_remote, c_u, c_v, c_w, dt_coupling, e_init, humidity_remote,
49! ngp_xy, nxlu, nysv, port_name, qswst_remote, terminate_coupled,
50! terminate_coupled_remote, time_coupling, top_momentumflux_u|v, type_xy,
51! uswst*, vswst*
52!
53! 97 2007-06-21 08:23:15Z raasch
54! +atmos_ocean_sign, ocean, r, + salinity variables
55! defaults of .._vertical_gradient_levels changed from -1.0 to -9999999.9
56! hydro_press renamed hyp, use_pt_reference renamed use_reference
57!
58! 89 2007-05-25 12:08:31Z raasch
59! +data_output_pr_user, max_pr_user, size of data_output_pr, dopr_index,
60! dopr_initial_index and dopr_unit enlarged,
61! var_hom and var_sum renamed pr_palm
62!
63! 82 2007-04-16 15:40:52Z raasch
64! +return_addres, return_username
65! Cpp-directive lcmuk renamed lc
66!
67! 75 2007-03-22 09:54:05Z raasch
68! +arrays precipitation_amount, precipitation_rate, precipitation_rate_av,
69! rif_wall, z0_av, +arrays u_m_l, u_m_r, etc. for radiation boundary conditions,
70! +loop_optimization, netcdf_64bit_3d, zu_s_inner, zw_w_inner, id_var_zusi_*,
71! id_var_zwwi_*, ts_value, u_nzb_p1_for_vfc, v_nzb_p1_for_vfc, pt_reference,
72! use_pt_reference, precipitation_amount_interval, revision
73! +age_m in particle_type, moisture renamed humidity,
74! -data_output_ts, dots_n, uvmean_outflow, uxrp, vynp,
75! arrays dots_label and dots_unit now dimensioned with dots_max,
76! setting of palm version moved to main program
77!
78! 37 2007-03-01 08:33:54Z raasch
79! +constant_top_heatflux, top_heatflux, use_top_fluxes, +arrays for top fluxes,
80! +nzt_diff, default of bc_pt_t renamed "initial_gradient"
81! Bugfix: p is not a pointer
82!
83! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
84!
85! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
86! version 3.1b (last under RCS control)
87!
88! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
89! Initial revision
90!
91!
92! Description:
93! ------------
94! Definition of variables for special advection schemes
95!------------------------------------------------------------------------------!
96
97    REAL ::  spl_gamma_x, spl_gamma_y
98
99    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex, spl_z_x, spl_z_y
100    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  spl_tri_x, spl_tri_y, spl_tri_zu, &
101                                          spl_tri_zw
102
103    SAVE
104
105 END MODULE advection
106
107
108
109
110 MODULE array_kind
111
112!------------------------------------------------------------------------------!
113! Description:
114! ------------
115! Definition of type parameters (used for the definition of single or double
116! precision variables)
117!------------------------------------------------------------------------------!
118
119    INTEGER, PARAMETER ::  dpk = SELECTED_REAL_KIND( 12 ), &
120                           spk = SELECTED_REAL_KIND( 6 )
121
122    SAVE
123
124 END MODULE array_kind
125
126
127
128
129 MODULE arrays_3d
130
131!------------------------------------------------------------------------------!
132! Description:
133! ------------
134! Definition of all arrays defined on the computational grid
135!------------------------------------------------------------------------------!
136
137    USE array_kind
138
139    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                         &
140          ddzu, dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, km_damp_x,  &
141          km_damp_y, lad, l_grid, pt_init, q_init, rdf, sa_init, ug, u_init,   &
142          u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, zu, zw
143
144    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                       &
145          c_u, c_v, c_w, dzu_mg, dzw_mg, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                  &
146          mean_inflow_profiles, pt_slope_ref, qs, qswst_remote, ts, us, z0
147
148    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                               &
149          qsws_1, qsws_2, qswst_1, qswst_2, rif_1, rif_2, saswsb_1, saswst_1,  &
150          shf_1, shf_2, tswst_1, tswst_2, usws_1, usws_2, uswst_1, uswst_2,    &
151          vsws_1, vsws_2, vswst_1, vswst_2
152
153    REAL, DIMENSION(:,:), POINTER ::                                           &
154          qsws, qsws_m, qswst, qswst_m, rif, rif_m, saswsb, saswst, shf,       &
155          shf_m, tswst, tswst_m, usws, uswst, usws_m, uswst_m, vsws, vswst,    &
156          vsws_m, vswst_m
157
158    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                     &
159          canopy_heat_flux, cdc, d, diss, lad_s, lad_u, lad_v, lad_w, lai,     &
160          l_wall, sec, sls, tend, u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l, v_m_n,    &
161          v_m_r, v_m_s, w_m_l, w_m_n, w_m_r, w_m_s
162
163    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
164          ql_v, ql_vp
165
166    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
167          e_1, e_2, e_3, kh_1, kh_2, km_1, km_2, p, pt_1, pt_2, pt_3, q_1,     &
168          q_2, q_3, ql_1, ql_2, rho_1, sa_1, sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3, v_1,   &
169          v_2, v_3, vpt_1, vpt_2, w_1, w_2, w_3
170
171    REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                         &
172          e, e_m, e_p, kh, kh_m, km, km_m, pt, pt_m, pt_p, q, q_m, q_p, ql,    &
173          ql_c, rho, sa, sa_p, te_m, tpt_m, tq_m, tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, u,  &
174          u_m, u_p, v, v_m, v_p, vpt, vpt_m, w, w_m, w_p
175
176    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall
177
178    SAVE
179
180 END MODULE arrays_3d
181
182
183
184
185 MODULE averaging
186
187!------------------------------------------------------------------------------!
188! Description:
189! ------------
190! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
191!------------------------------------------------------------------------------!
192
193    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av, &
194                                          ts_av, us_av, z0_av
195
196    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET :: &
197          e_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, q_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, &
198          ql_vp_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av, u_av, v_av, vpt_av, w_av
199
200 END MODULE averaging
201
202
203
204
205 MODULE cloud_parameters
206
207!------------------------------------------------------------------------------!
208! Description:
209! ------------
210! Definition of variables and constants for cloud physics
211!------------------------------------------------------------------------------!
212
213    REAL  ::  b_cond, cp = 1005.0, diff_coeff_l = 0.23E-4,                     &
214              effective_coll_efficiency, l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, l_v = 2.5E+06, &
215              mass_of_solute, molecular_weight_of_solute,                      &
216              prec_time_const = 0.001, ql_crit = 0.0005, rho_l = 1.0E3,        &
217              r_d = 287.0, r_v = 461.51, thermal_conductivity_l = 2.43E-2
218
219    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  pt_d_t, t_d_pt
220
221    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  precipitation_amount, &
222                                          precipitation_rate
223
224    SAVE
225
226 END MODULE cloud_parameters
227
228
229
230
231 MODULE constants
232
233!------------------------------------------------------------------------------!
234! Description:
235! ------------
236! Definition of general constants
237!------------------------------------------------------------------------------!
238
239    REAL    ::  pi = 3.141592654
240
241    SAVE
242
243 END MODULE constants
244
245
246
247
248 MODULE control_parameters
249
250!------------------------------------------------------------------------------!
251! Description:
252! ------------
253! Definition of parameters for program control
254!------------------------------------------------------------------------------!
255
256    TYPE plot_precision
257       CHARACTER (LEN=6) ::  variable
258       INTEGER           ::  precision
259    END TYPE plot_precision
260
261    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
262                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
263                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
264                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
265                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
266
267    TYPE file_status
268       LOGICAL ::  opened, opened_before
269    END TYPE file_status
270
271    TYPE(file_status), DIMENSION(200) :: openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
272
273
274    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
275    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
276    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
277    CHARACTER (LEN=6)    ::  grid_matching = 'strict'
278    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
279    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
280    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
281    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
282    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
283                             loop_optimization = 'default', &
284                             momentum_advec = 'pw-scheme', &
285                             psolver = 'poisfft', &
286                             scalar_advec = 'pw-scheme'
287    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
288                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
289                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
290                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
291                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
292                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
293                             bc_sa_t = 'neumann', &
294                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
295                             canopy_mode = 'block', &
296                             coupling_mode = 'uncoupled', &
297                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
298                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
299                             fft_method = 'system-specific', &
300                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
301                             random_generator = 'numerical-recipes', &
302                             return_addres, return_username, &
303                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'
304    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, topography = 'flat'
305    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
306    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
307    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ', run_description_header
308    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
309
310    CHARACTER (LEN=7),  DIMENSION(100) ::  do3d_comp_prec = ' '
311    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_format = ' '
312    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
313                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
314    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
315    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
316    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10)  ::  netcdf_precision = ' '
317
318    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
319
320    INTEGER ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
321                average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
322                dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
323                disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
324                dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
325                dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
326                do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
327                dp_level_ind_b = 0, &
328                dvrp_filecount = 0, dz_stretch_level_index, gamma_mg, &
329                grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, ibc_pt_b, ibc_pt_t, &
330                ibc_q_b, ibc_q_t, ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, &
331                inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
332                intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
333                iran = -1234567, last_dt_change = 0, maximum_grid_level, &
334                max_pr_user = 0, mgcycles = 0, mg_cycles = -1, &
335                mg_switch_to_pe0_level = 0, ngsrb = 2, nsor = 20, &
336                nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
337                nz_do1d, nz_do3d = -9999, outflow_damping_width = -1, &
338                pch_index = 0, prt_time_count = 0, recycling_plane, runnr = 0, &
339                skip_do_avs = 0, terminate_coupled = 0, &
340                terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
341
342    INTEGER ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
343                do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
344                do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
345                do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
346                lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
347                pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
348                q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
349                sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
350                section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
351                section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
352                ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
353                vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999
354
355    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
356
357    LOGICAL ::  adjust_mixing_length = .FALSE., avs_output = .FALSE., &
358                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
359                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
360                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
361                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
362                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
363                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
364                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
365                cut_spline_overshoot = .TRUE., &
366                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., do2d_at_begin = .FALSE., &
367                do3d_at_begin = .FALSE., do3d_compress = .FALSE., &
368                do_sum = .FALSE., dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
369                dt_changed = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
370                disturbance_created = .FALSE., &
371                first_call_advec_particles = .TRUE., &
372                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
373                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
374                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
375                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., iso2d_output = .FALSE.,&
376                mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
377                netcdf_output = .FALSE., netcdf_64bit = .FALSE., &
378                netcdf_64bit_3d = .TRUE., ocean = .FALSE., &
379                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
380                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
381                plant_canopy = .FALSE., &
382                prandtl_layer = .TRUE., precipitation = .FALSE., &
383                profil_output = .FALSE., radiation = .FALSE., &
384                random_heatflux = .FALSE., run_control_header = .FALSE., &
385                run_coupled = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
386                stop_dt = .FALSE., terminate_run = .FALSE., &
387                turbulent_inflow = .FALSE., &
388                use_prior_plot1d_parameters = .FALSE., use_reference = .FALSE.,&
389                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
390                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
391                wall_adjustment = .TRUE.
392
393    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
394                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
395
396    REAL ::  advected_distance_x = 0.0, advected_distance_y = 0.0, &
397             alpha_surface = 0.0, asselin_filter_factor = 0.1, &
398             atmos_ocean_sign = 1.0, &
399             averaging_interval = 0.0, averaging_interval_pr = 9999999.9, &
400             averaging_interval_sp = 9999999.9, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
401             bottom_salinityflux = 0.0, &
402             building_height = 50.0, building_length_x = 50.0, &
403             building_length_y = 50.0, building_wall_left = 9999999.9, &
404             building_wall_south = 9999999.9, canyon_height = 50.0, &
405             canyon_width_x = 9999999.9, canyon_width_y = 9999999.9, &
406             canyon_wall_left = 9999999.9, canyon_wall_south = 9999999.9, &
407             cthf = 0.0, cfl_factor = -1.0, cos_alpha_surface, &
408             coupling_start_time, disturbance_amplitude = 0.25, &
409             disturbance_energy_limit = 0.01, &
410             disturbance_level_b = -9999999.9, &
411             disturbance_level_t = -9999999.9, &
412             dp_level_b = 0.0, drag_coefficient = 0.0, &
413             dt = -1.0, dt_averaging_input = 0.0, &
414             dt_averaging_input_pr = 9999999.9, dt_coupling = 9999999.9, &
415             dt_data_output = 9999999.9, &
416             dt_data_output_av = 9999999.9, dt_disturb = 9999999.9, &
417             dt_dopr = 9999999.9, dt_dopr_listing = 9999999.9, &
418             dt_dopts = 9999999.9, dt_dosp = 9999999.9, dt_dots = 9999999.9, &
419             dt_do2d_xy = 9999999.9, dt_do2d_xz = 9999999.9, &
420             dt_do2d_yz = 9999999.9, dt_do3d = 9999999.9, dt_dvrp = 9999999.9, &
421             dt_max = 20.0, dt_prel = 9999999.9, dt_restart = 9999999.9, &
422             dt_run_control = 60.0, dt_3d = -1.0, dz = -1.0, &
423             dz_max = 9999999.9, dz_stretch_factor = 1.08, &
424             dz_stretch_level = 100000.0, e_init = 0.0, e_min = 0.0, &
425             end_time = 0.0, &
426             f = 0.0, fs = 0.0, g = 9.81, inflow_damping_height = 9999999.9, &
427             inflow_damping_width = 9999999.9, kappa = 0.4, km_constant = -1.0,&
428             km_damp_max = -1.0, lad_surface = 0.0,  &
429             leaf_surface_concentration = 0.0, long_filter_factor = 0.0, &
430             maximum_cpu_time_allowed = 0.0, molecular_viscosity = 1.461E-5, &
431             old_dt = 1.0E-10, omega = 7.29212E-5, omega_sor = 1.8, &
432             overshoot_limit_e = 0.0, overshoot_limit_pt = 0.0, &
433             overshoot_limit_u = 0.0, overshoot_limit_v = 0.0, &
434             overshoot_limit_w = 0.0, particle_maximum_age = 9999999.9, &
435             phi = 55.0, prandtl_number = 1.0, &
436             precipitation_amount_interval = 9999999.9, prho_reference, &
437             pt_reference = 9999999.9, pt_slope_offset = 0.0, &
438             pt_surface = 300.0, pt_surface_initial_change = 0.0, &
439             q_surface = 0.0, q_surface_initial_change = 0.0, &
440             rayleigh_damping_factor = -1.0, rayleigh_damping_height = -1.0, &
441             recycling_width = 9999999.9, residual_limit = 1.0E-4, &
442             restart_time = 9999999.9, rho_reference, rho_surface, &
443             rif_max = 1.0, rif_min = -5.0, roughness_length = 0.1, &
444             sa_surface = 35.0, scalar_exchange_coefficient = 0.0, &
445             simulated_time = 0.0, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
446             skip_time_data_output = 0.0, skip_time_data_output_av = 9999999.9,&
447             skip_time_dopr = 9999999.9, skip_time_dosp = 9999999.9, &
448             skip_time_do2d_xy = 9999999.9, skip_time_do2d_xz = 9999999.9, &
449             skip_time_do2d_yz = 9999999.9, skip_time_do3d = 9999999.9, &
450             surface_heatflux = 9999999.9, surface_pressure = 1013.25, &
451             surface_scalarflux = 0.0, surface_waterflux = 0.0, &
452             s_surface = 0.0, s_surface_initial_change = 0.0, &
453             termination_time_needed = -1.0, time_coupling = 0.0, &
454             time_disturb = 0.0, time_dopr = 0.0, time_dopr_av = 0.0, &
455             time_dopr_listing = 0.0, time_dopts = 0.0, time_dosp = 0.0, &
456             time_dosp_av = 0.0, time_dots = 0.0, time_do2d_xy = 0.0, &
457             time_do2d_xz = 0.0, time_do2d_yz = 0.0, time_do3d = 0.0, &
458             time_do_av = 0.0, time_do_sla = 0.0, time_dvrp = 0.0, &
459             time_prel = 0.0, time_restart = 9999999.9, time_run_control = 0.0,&
460             time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9, &
461             top_momentumflux_u = 9999999.9, &
462             top_momentumflux_v = 9999999.9, top_salinityflux = 9999999.9, &
463             ug_surface = 0.0, u_bulk = 0.0, u_gtrans = 0.0, &
464             ups_limit_e = 0.0, ups_limit_pt = 0.0, ups_limit_u = 0.0, &
465             ups_limit_v = 0.0, ups_limit_w = 0.0, vg_surface = 0.0, &
466             v_bulk = 0.0, v_gtrans = 0.0, wall_adjustment_factor = 1.8, &
467             z_max_do1d = -1.0, z_max_do1d_normalized = -1.0, z_max_do2d = -1.0
468
469    REAL ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0, &
470             do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0, dpdxy(1:2) = 0.0, &
471             lad_vertical_gradient(10) = 0.0, &
472             lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
473             pt_vertical_gradient(10) = 0.0, &
474             pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
475             q_vertical_gradient(10) = 0.0, &
476             q_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
477             s_vertical_gradient(10) = 0.0, &
478             s_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
479             sa_vertical_gradient(10) = 0.0, &
480             sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, threshold(20) = 0.0, &
481             tsc(10) = (/ 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 /), &
482             ug_vertical_gradient(10) = 0.0, &
483             ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
484             vg_vertical_gradient(10) = 0.0, &
485             vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
486             volume_flow(1:2) = 0.0, volume_flow_area(1:2) = 0.0, &
487             volume_flow_initial(1:2) = 0.0, wall_heatflux(0:4) = 0.0, &
488             wall_humidityflux(0:4) = 0.0, wall_qflux(0:4) = 0.0, &
489             wall_salinityflux(0:4) = 0.0, wall_scalarflux(0:4) = 0.0
490
491    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
492
493
494    SAVE
495
496 END MODULE control_parameters
497
498
499
500
501 MODULE cpulog
502
503!------------------------------------------------------------------------------!
504! Description:
505! ------------
506! Definition of variables for cpu-time measurements
507!------------------------------------------------------------------------------!
508
509    REAL ::  initial_wallclock_time
510
511    TYPE logpoint
512       REAL               ::  isum, ivect, mean, mtime, mtimevec, sum, vector
513       INTEGER            ::  counts
514       CHARACTER (LEN=20) ::  place
515    END TYPE logpoint
516
517    TYPE(logpoint), DIMENSION(100) ::  log_point = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0,   &
518                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' ),          &
519                                       log_point_s = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0, &
520                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' )
521
522    SAVE
523
524 END MODULE cpulog
525
526
527
528
529 MODULE dvrp_variables
530
531!------------------------------------------------------------------------------!
532! Description:
533! ------------
534! Definition of variables used with dvrp-software
535!------------------------------------------------------------------------------!
536
537    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
538                           particle_dvrpsize = 'none'
539
540    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
541                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
542
543    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
544                           dvrp_file      = 'default',                    &
545                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
546                           dvrp_password  = '********',                   &
547                           dvrp_username  = ' '
548
549    INTEGER ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
550                dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
551                nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
552                nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
553                pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
554                pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
555                vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
556                vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
557
558    INTEGER, DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
559
560    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
561                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
562                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
563
564    REAL    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9, clip_dvrp_n = 9999999.9, &
565                clip_dvrp_r = 9999999.9, clip_dvrp_s = 9999999.9, &
566                superelevation = 1.0, superelevation_x = 1.0,     &
567                superelevation_y = 1.0, vc_alpha = 38.0
568
569    REAL, DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0, 1.0 /), &
570                           dvrpsize_interval = (/ 0.0, 1.0 /)
571
572    REAL, DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0, 0.6, 0.0 /), &
573                           topography_color = (/ 0.8, 0.7, 0.6 /)
574
575#if defined( __decalpha )
576    REAL, DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = (/ &
577                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
578                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
579                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0 /)
580
581    REAL, DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = (/ &
582                                0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
583                                0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
584                                0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4  &
585                                0.1, 0.4, 0.1 /)
586
587    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
588                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
589                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
590                                  interval_l_dvrp = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0,&
591                                  interval_a_dvrp = 0.0,                       &
592                                  interval_values_dvrp_prt,                    &
593                                  interval_h_dvrp_prt,                         &
594                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
595                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
596                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5,                   &
597                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0,                   &
598                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
599#else
600    REAL, DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
601
602    REAL, DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
603
604    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
605                                  interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
606                                  interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5, &
607                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0, &
608                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0, interval_a_dvrp = 0.0, &
609                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
610
611    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
612                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
613                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
614                                     -1.0, 1.0 /
615
616    DATA  isosurface_color / 0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
617                             0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
618                             0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
619                             0.1, 0.4, 0.1 /
620
621    DATA  interval_h_dvrp / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
622                            25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
623
624    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
625                                25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
626#endif
627
628    REAL(4), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
629
630    TYPE steering
631       CHARACTER (LEN=20) ::  name
632       REAL(4)            ::  min, max
633       INTEGER            ::  imin, imax
634    END TYPE steering
635
636    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
637
638    SAVE
639
640 END MODULE dvrp_variables
641
642
643
644
645 MODULE grid_variables
646
647!------------------------------------------------------------------------------!
648! Description:
649! ------------
650! Definition of grid spacings
651!------------------------------------------------------------------------------!
652
653    REAL ::  ddx, ddx2, dx = 1.0, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0, dy2
654
655    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
656
657    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
658                                          fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
659                                          wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
660                                          zu_s_inner, zw_w_inner
661
662    SAVE
663
664 END MODULE grid_variables
665
666
667
668
669 MODULE indices
670
671!------------------------------------------------------------------------------!
672! Description:
673! ------------
674! Definition of array bounds and number of gridpoints
675!------------------------------------------------------------------------------!
676
677    INTEGER ::  ngp_sums, nnx, nx = 0, nxa, nxl, nxlu, nxr, nxra, nx_on_file,  &
678                nny, ny = 0, nya, nyn, nyna, nys, nysv, ny_on_file, nnz,       &
679                nz = 0, nza, nzb, nzb_diff, nzt, nzta, nzt_diff
680
681    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                      &
682                ngp_2dh, ngp_3d, ngp_3d_inner,                                 &
683                nnx_pe, nny_pe, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
684
685    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                    &
686                ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner, mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner,  &
687                nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u, nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer,&
688                nzb_s_inner, nzb_s_outer, nzb_u_inner, nzb_u_outer,            &
689                nzb_v_inner, nzb_v_outer, nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
690
691    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
692
693    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  wall_flags_1,           &
694                wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4, wall_flags_5,        &
695                wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8, wall_flags_9,        &
696                wall_flags_10
697
698    SAVE
699
700 END MODULE indices
701
702
703
704
705 MODULE interfaces
706
707!------------------------------------------------------------------------------!
708! Description:
709! ------------
710! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
711!------------------------------------------------------------------------------!
712
713    INTERFACE
714
715       SUBROUTINE cpu_log( log_event, place, modus, barrierwait )
716
717          USE cpulog
718
719          CHARACTER (LEN=*)           ::  modus, place
720          CHARACTER (LEN=*), OPTIONAL ::  barrierwait
721          TYPE(logpoint)              ::  log_event
722
723       END SUBROUTINE cpu_log
724
725    END INTERFACE
726
727
728
729    INTERFACE
730
731       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, wert, &
732                                   wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
733          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  mode
734          INTEGER, INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
735          INTEGER                       ::  wert_ijk(3)
736          INTEGER, OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
737          REAL                          ::  wert
738          REAL, OPTIONAL                ::  wert1
739          REAL, INTENT(IN)              ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
740
741       END SUBROUTINE global_min_max
742
743    END INTERFACE
744
745    SAVE
746
747 END MODULE interfaces
748
749
750
751 MODULE pointer_interfaces
752
753!------------------------------------------------------------------------------!
754! Description:
755! ------------
756! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
757! prognostic_equations
758!------------------------------------------------------------------------------!
759
760    INTERFACE
761
762       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
763
764          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
765          REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
766
767       END SUBROUTINE advec_s_bc
768
769    END INTERFACE
770
771
772    SAVE
773
774 END MODULE pointer_interfaces
775
776
777
778
779 MODULE model_1d
780
781!------------------------------------------------------------------------------!
782! Description:
783! ------------
784! Definition of variables for the 1D-model
785!------------------------------------------------------------------------------!
786
787    INTEGER ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d, &
788                last_dt_change_1d = 0 
789
790    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
791
792    REAL ::     damp_level_1d = -1.0, dt_1d = 60.0, dt_max_1d = 300.0, &
793                dt_pr_1d = 9999999.9, dt_run_control_1d = 60.0, &
794                end_time_1d = 864000.0, old_dt_1d = 1.0E-10, &
795                qs1d, simulated_time_1d = 0.0, time_pr_1d = 0.0, &
796                time_run_control_1d = 0.0, ts1d, us1d, usws1d, usws1d_m, &
797                vsws1d, vsws1d_m, z01d
798
799
800    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_m, e1d_p, kh1d, kh1d_m, km1d, &
801                                        km1d_m, l_black, l1d, l1d_m, rif1d,    &
802                                        te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, te_vm, &
803                                        u1d, u1d_m, u1d_p, v1d, v1d_m, v1d_p
804
805    SAVE
806
807 END MODULE model_1d
808
809
810
811
812 MODULE netcdf_control
813
814!------------------------------------------------------------------------------!
815! Description:
816! ------------
817! Definition of parameters and variables for netcdf control.
818!------------------------------------------------------------------------------!
819
820#if defined( __netcdf )
821    USE netcdf
822#endif
823
824    INTEGER, PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 26, dots_max = 100, &
825                           replace_num = 6
826
827    INTEGER ::  dots_num = 22
828
829    CHARACTER, DIMENSION( replace_num ) :: &
830                           replace_char = (/ '''', '"', '*', '/', '(', ')' /), &
831                           replace_by   = (/ 'p' , 'p', 's', 'o', '_', '_' /)
832
833    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
834         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
835            'z_i   ' /)
836
837    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
838         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
839            'z_i   ' /)
840
841    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
842          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
843             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
844             'w_up   ', 'w_down ', 'npt_max', 'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', &
845             'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', 'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', &
846             'w"2    ', 'npt*2  ' /)
847
848    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
849          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
850             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
851             'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', 'number ', 'm2     ', 'm2     ', &
852             'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
853             'm2/s2  ', 'number2' /)
854
855    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
856          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
857             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
858             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
859             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ',                       &
860             ( 'unknown', i9 = 1, 78) /)
861
862    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
863          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
864             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
865             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
866             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ',                       &
867             ( 'unknown', i9 = 1, 78 ) /)
868
869    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
870
871    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
872
873    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
874          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
875             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
876             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
877             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
878             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
879             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
880             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
881             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
882             'not_used        ' /)
883
884    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
885          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
886             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
887             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
888             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
889             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
890             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
891             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
892             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
893             'not_used        ' /)
894
895    INTEGER ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
896                id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
897                id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
898                id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
899                id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
900                id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
901                id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
902
903    INTEGER, DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
904                id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
905                id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
906                id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
907                id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
908                id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
909                id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
910                id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
911                id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
912                id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
913                id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
914                id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
915                id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
916                id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
917                id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
918                id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
919                id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
920                id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
921
922    INTEGER, DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy, nc_precision 
923    INTEGER, DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
924    INTEGER, DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
925
926    INTEGER, DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
927    INTEGER, DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
928    INTEGER, DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
929                                           id_var_z_pr
930    INTEGER, DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
931
932
933    SAVE
934
935 END MODULE netcdf_control
936
937
938
939 MODULE particle_attributes
940
941!------------------------------------------------------------------------------!
942! Description:
943! ------------
944! Definition of variables used to compute particle transport
945!------------------------------------------------------------------------------!
946
947    USE array_kind
948
949    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
950                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb'
951
952#if defined( __parallel )
953    INTEGER ::  mpi_particle_type
954#endif
955    INTEGER ::  ibc_par_lr, ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t,                  &
956                iran_part = -1234567, maximum_number_of_particles = 1000,      &
957                maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
958                maximum_number_of_tails = 0,                                   &
959                number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
960                number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
961                number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
962                offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
963                particle_file_count = 0, skip_particles_for_tail = 100,        &
964                total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0
965
966    INTEGER, PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
967
968    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
969    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
970
971    LOGICAL ::  particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
972                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
973                uniform_particles = .TRUE., use_particle_tails = .FALSE.,      &
974                use_sgs_for_particles = .FALSE.,                               &
975                vertical_particle_advection = .TRUE.,                          &
976                write_particle_statistics = .FALSE.
977    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
978
979    REAL    ::  c_0 = 3.0, dt_min_part = 0.0002, dt_sort_particles = 0.0,      &
980                dt_write_particle_data = 9999999.9, dvrp_psize = 9999999.9,    &
981                end_time_prel = 9999999.9, initial_weighting_factor = 1.0,     &
982                maximum_tailpoint_age = 100000.0,                              &
983                minimum_tailpoint_distance = 0.0,                              &
984                particle_advection_start = 0.0, sgs_wfu_part = 0.3333333,      &
985                sgs_wfv_part = 0.3333333, sgs_wfw_part = 0.3333333,            &
986                time_sort_particles = 0.0, time_write_particle_data = 0.0
987
988    REAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
989                density_ratio = 9999999.9, pdx = 9999999.9, pdy = 9999999.9, &
990                pdz = 9999999.9, psb = 9999999.9, psl = 9999999.9,           &
991                psn = 9999999.9, psr = 9999999.9, pss = 9999999.9,           &
992                pst = 9999999.9, radius = 9999999.9
993
994    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
995
996
997    TYPE particle_type
998       SEQUENCE
999       REAL    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
1000                   origin_z, radius, speed_x, speed_x_sgs, speed_y,         &
1001                   speed_y_sgs, speed_z, speed_z_sgs, weight_factor, x, y, z
1002       INTEGER ::  color, group, tailpoints, tail_id
1003    END TYPE particle_type
1004
1005    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles, &
1006                                                       particles
1007
1008    TYPE particle_groups_type
1009       SEQUENCE
1010       REAL    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
1011    END TYPE particle_groups_type
1012
1013    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
1014                   particle_groups
1015
1016    SAVE
1017
1018 END MODULE particle_attributes
1019
1020
1021
1022
1023
1024 MODULE pegrid
1025
1026!------------------------------------------------------------------------------!
1027! Description:
1028! ------------
1029! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1030! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1031! MPI-calls.
1032!------------------------------------------------------------------------------!
1033
1034#if defined( __parallel )
1035#if defined( __lc )
1036    USE MPI
1037#else
1038    INCLUDE "mpif.h"
1039#endif
1040#endif
1041    CHARACTER(LEN=5)       ::  myid_char = ''
1042    INTEGER                ::  id_inflow = 0, id_recycling = 0, myid = 0,      &
1043                               target_id, npex = -1, npey = -1, numprocs = 1,  &
1044                               numprocs_previous_run = -1,                     &
1045                               tasks_per_node = -9999, threads_per_task = 1
1046
1047    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1048                                             hor_index_bounds_previous_run
1049
1050#if defined( __parallel )
1051#if defined( __mpi2 )
1052    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1053#endif
1054
1055    INTEGER ::  comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter, comm_palm, ierr, myidx,  &
1056                myidy, ndim = 2, ngp_xy, ngp_y, pleft, pnorth, pright, psouth, &
1057                sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz, sendrecvcount_zx,          &
1058                sendrecvcount_zyd, sendrecvcount_yxd,                          &
1059                type_x, type_x_int, type_xy
1060
1061    INTEGER ::  ibuf(12), pcoord(2), pdims(2), status(MPI_STATUS_SIZE)
1062
1063    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz
1064
1065    LOGICAL ::  reorder = .TRUE.
1066    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1067                              remain_dims
1068#endif
1069
1070    SAVE
1071
1072 END MODULE pegrid
1073
1074
1075
1076
1077 MODULE profil_parameter
1078
1079!------------------------------------------------------------------------------!
1080! Description:
1081! ------------
1082! Definition of variables which control PROFIL-output
1083!------------------------------------------------------------------------------!
1084
1085    INTEGER, PARAMETER ::  crmax = 100
1086
1087    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  dopr_label = ' '
1088
1089    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(crmax) ::  cross_normalized_x = ' ', &
1090                                             cross_normalized_y = ' '
1091
1092    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1093                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1094                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1095                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1096                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1097                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1098                              ' L                  ',                         &
1099                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1100
1101    CHARACTER (LEN=40), DIMENSION(crmax) ::  cross_xtext = &
1102                           (/ 'windspeed in ms>->1         ', &
1103                              'pot. temperature in K       ', &
1104                              'heat flux in K ms>->1       ', &
1105                              'momentum flux in m>2s>2     ', &
1106                              'eddy diffusivity in m>2s>->1', &
1107                              'mixing length in m          ', &
1108                            ( '                            ', i9 = 1, 94 ) /)
1109
1110    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1111                           (/ ' u v                           ', &
1112                              ' pt                            ', &
1113                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1114                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1115                              ' km kh                         ', &
1116                              ' l                             ', &
1117                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1118
1119    INTEGER ::  profile_columns = 3, profile_rows = 2, profile_number = 0
1120
1121    INTEGER ::  cross_linecolors(100,crmax) = 1, &
1122                cross_linestyles(100,crmax) = 0, &
1123                cross_profile_numbers(100,crmax) = 0, &
1124                cross_pnc_local(crmax), cross_profile_number_count(crmax) = 0, &
1125                cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1126                cross_ts_number_count(crmax) = 0, dopr_crossindex(100) = 0, &
1127                dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1128                dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0, &
1129                linecolors(10) = (/ 2, 3, 4,  5, 7, 8, 12, 15, 16, 23 /), &
1130                linestyles(11) = (/ 0, 7, 3, 10, 4, 1,  9,  2,  5,  8, 6 /)
1131               
1132
1133    REAL ::  cross_normx_factor(100,crmax) = 1.0, &
1134             cross_normy_factor(100,crmax) = 1.0, &
1135             cross_ts_uymax(20) = &
1136                             (/ 999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1137                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1138                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1139                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1140             cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999, &
1141             cross_ts_uymin(20) = &
1142                             (/ 999.999, 999.999, 999.999,  -5.000, 999.999,   &
1143                                999.999,   0.000, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1144                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1145                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1146             cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999, &
1147             cross_uxmax(crmax) = 0.0, cross_uxmax_computed(crmax) = -1.0, &
1148             cross_uxmax_normalized(crmax) = 0.0, &
1149             cross_uxmax_normalized_computed(crmax) = -1.0, &
1150             cross_uxmin(crmax) = 0.0, cross_uxmin_computed(crmax) =  1.0, &
1151             cross_uxmin_normalized(crmax) = 0.0, &
1152             cross_uxmin_normalized_computed(crmax) = 1.0, &
1153             cross_uymax(crmax), cross_uymin(crmax)
1154
1155    SAVE
1156
1157 END MODULE profil_parameter
1158
1159
1160
1161
1162 MODULE spectrum
1163
1164!------------------------------------------------------------------------------!
1165! Description:
1166! ------------
1167! Definition of quantities used for computing spectra
1168!------------------------------------------------------------------------------!
1169
1170    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1171                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1172    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1173    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1174    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1175                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1176                                              '-power spectrum of v     ', &
1177                                              '-power spectrum of w     ', &
1178                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1179                                              '-power spectrum of q     ' /)
1180    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1181                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1182                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1183                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1184                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1185                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1186
1187    INTEGER ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1188
1189    INTEGER ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1190                lstyles(100) = (/ 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                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1199                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1200                plot_spectra_level(100) = 999999
1201
1202    REAL    ::  time_to_start_sp = 0.0
1203
1204    SAVE
1205
1206 END MODULE spectrum
1207
1208
1209
1210
1211 MODULE statistics
1212
1213!------------------------------------------------------------------------------!
1214! Description:
1215! ------------
1216! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1217!------------------------------------------------------------------------------!
1218
1219    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1220    INTEGER ::  pr_palm = 80, statistic_regions = 0, var_ts = 100
1221    INTEGER ::  cdc_max_ijk(3), lad_u_max_ijk(3), lad_v_max_ijk(3),  &
1222                lad_w_max_ijk(3), u_max_ijk(3), v_max_ijk(3), w_max_ijk(3)
1223    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1224    REAL ::     cdc_max, lad_u_max, lad_v_max, lad_w_max, u_max, v_max, w_max
1225    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l
1226    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value
1227    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1228                                              spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1229                                              sums_up_fraction_l
1230    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1231
1232    SAVE
1233
1234 END MODULE statistics
1235
1236
1237
1238
1239 MODULE transpose_indices
1240
1241!------------------------------------------------------------------------------!
1242! Description:
1243! ------------
1244! Definition of indices for transposed arrays
1245!------------------------------------------------------------------------------!
1246
1247    INTEGER ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_ya, nxr_yd, nxr_yda, nxr_z, &
1248                nxr_za, nyn_x, nyn_xa, nyn_z, nyn_za, nys_x, nys_z, nzb_x,   &
1249                nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_xa, nzt_y, nzt_ya, nzt_yd, nzt_yda
1250               
1251
1252    SAVE
1253
1254 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.