source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 336

Last change on this file since 336 was 336, checked in by raasch, 12 years ago

several small bugfixes; some more dvrp changes

  • 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! vertical_particle_advection is a 1d-array,
13! +canyon_height, canyon_width_x, canyon_width_y, canyon_wall_left,
14! canyon_wall_south, conserve_volume_flow_mode, coupling_start_time,
15! dp_external, dp_level_b, dp_level_ind_b, dp_smooth, dp_smooth_factor, dpdxy,
16! run_coupled, time_since_reference_point, u_bulk, v_bulk in control_parameters,
17! default value of grid_matching changed to strict
18!
19! Former revisions:
20! -----------------
21! $Id: modules.f90 336 2009-06-10 11:19:35Z raasch $
22!
23! 217 2008-12-09 18:00:48Z letzel
24! +topography_grid_convention
25! some dvrp-variables changed to single precision, variables for dvrp-mode
26! pathlines added, +target_id, abort_mode, message_string
27!
28! 197 2008-09-16 15:29:03Z raasch
29! allow 100 spectra levels instead of 10 for consistency with
30! define_netcdf_header, +canopy_heat_flux, cthf, lai,
31! +leaf_surface_concentration, scalar_exchange_coefficient, sec, sls
32! +hor_index_bounds, hor_index_bounds_previous_run, id_inflow, id_recycling,
33! inflow_damping_*, mean_inflow_profiles, numprocs_previous_run, nx_on_file,
34! ny_on_file, offset_ocean_*, recycling_plane, recycling_width, turbulent_inflow
35! -myid_char_14
36!
37! 138 2007-11-28 10:03:58Z letzel
38! +drag_coefficient, pch_index, lad_surface, lad_vertical_gradient,
39! lad_vertical_gradient_level, plant_canopy, lad, lad_s, lad_u, lad_v,
40! lad_w, cdc, lad_vertical_gradient_level_ind, canopy_mode
41! +dt_sort_particles, ngp_2dh_s_inner, time_sort_particles, flags,
42! wall_flags_1..10, wall_humidityflux(0:4), wall_qflux(0:4),
43! wall_salinityflux(0:4), wall_scalarflux(0:4)
44!
45! 108 2007-08-24 15:10:38Z letzel
46! +comm_inter, constant_top_momentumflux, coupling_char, coupling_mode,
47! coupling_mode_remote, c_u, c_v, c_w, dt_coupling, e_init, humidity_remote,
48! ngp_xy, nxlu, nysv, port_name, qswst_remote, terminate_coupled,
49! terminate_coupled_remote, time_coupling, top_momentumflux_u|v, type_xy,
50! uswst*, vswst*
51!
52! 97 2007-06-21 08:23:15Z raasch
53! +atmos_ocean_sign, ocean, r, + salinity variables
54! defaults of .._vertical_gradient_levels changed from -1.0 to -9999999.9
55! hydro_press renamed hyp, use_pt_reference renamed use_reference
56!
57! 89 2007-05-25 12:08:31Z raasch
58! +data_output_pr_user, max_pr_user, size of data_output_pr, dopr_index,
59! dopr_initial_index and dopr_unit enlarged,
60! var_hom and var_sum renamed pr_palm
61!
62! 82 2007-04-16 15:40:52Z raasch
63! +return_addres, return_username
64! Cpp-directive lcmuk renamed lc
65!
66! 75 2007-03-22 09:54:05Z raasch
67! +arrays precipitation_amount, precipitation_rate, precipitation_rate_av,
68! rif_wall, z0_av, +arrays u_m_l, u_m_r, etc. for radiation boundary conditions,
69! +loop_optimization, netcdf_64bit_3d, zu_s_inner, zw_w_inner, id_var_zusi_*,
70! id_var_zwwi_*, ts_value, u_nzb_p1_for_vfc, v_nzb_p1_for_vfc, pt_reference,
71! use_pt_reference, precipitation_amount_interval, revision
72! +age_m in particle_type, moisture renamed humidity,
73! -data_output_ts, dots_n, uvmean_outflow, uxrp, vynp,
74! arrays dots_label and dots_unit now dimensioned with dots_max,
75! setting of palm version moved to main program
76!
77! 37 2007-03-01 08:33:54Z raasch
78! +constant_top_heatflux, top_heatflux, use_top_fluxes, +arrays for top fluxes,
79! +nzt_diff, default of bc_pt_t renamed "initial_gradient"
80! Bugfix: p is not a pointer
81!
82! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
83!
84! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
85! version 3.1b (last under RCS control)
86!
87! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
88! Initial revision
89!
90!
91! Description:
92! ------------
93! Definition of variables for special advection schemes
94!------------------------------------------------------------------------------!
95
96    REAL ::  spl_gamma_x, spl_gamma_y
97
98    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex, spl_z_x, spl_z_y
99    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  spl_tri_x, spl_tri_y, spl_tri_zu, &
100                                          spl_tri_zw
101
102    SAVE
103
104 END MODULE advection
105
106
107
108
109 MODULE array_kind
110
111!------------------------------------------------------------------------------!
112! Description:
113! ------------
114! Definition of type parameters (used for the definition of single or double
115! precision variables)
116!------------------------------------------------------------------------------!
117
118    INTEGER, PARAMETER ::  dpk = SELECTED_REAL_KIND( 12 ), &
119                           spk = SELECTED_REAL_KIND( 6 )
120
121    SAVE
122
123 END MODULE array_kind
124
125
126
127
128 MODULE arrays_3d
129
130!------------------------------------------------------------------------------!
131! Description:
132! ------------
133! Definition of all arrays defined on the computational grid
134!------------------------------------------------------------------------------!
135
136    USE array_kind
137
138    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                         &
139          ddzu, dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, km_damp_x,  &
140          km_damp_y, lad, l_grid, pt_init, q_init, rdf, sa_init, ug, u_init,   &
141          u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, zu, zw
142
143    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                       &
144          c_u, c_v, c_w, dzu_mg, dzw_mg, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                  &
145          mean_inflow_profiles, pt_slope_ref, qs, qswst_remote, ts, us, z0
146
147    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                               &
148          qsws_1, qsws_2, qswst_1, qswst_2, rif_1, rif_2, saswsb_1, saswst_1,  &
149          shf_1, shf_2, tswst_1, tswst_2, usws_1, usws_2, uswst_1, uswst_2,    &
150          vsws_1, vsws_2, vswst_1, vswst_2
151
152    REAL, DIMENSION(:,:), POINTER ::                                           &
153          qsws, qsws_m, qswst, qswst_m, rif, rif_m, saswsb, saswst, shf,       &
154          shf_m, tswst, tswst_m, usws, uswst, usws_m, uswst_m, vsws, vswst,    &
155          vsws_m, vswst_m
156
157    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                     &
158          canopy_heat_flux, cdc, d, diss, lad_s, lad_u, lad_v, lad_w, lai,     &
159          l_wall, sec, sls, tend, u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l, v_m_n,    &
160          v_m_r, v_m_s, w_m_l, w_m_n, w_m_r, w_m_s
161
162    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
163          ql_v, ql_vp
164
165    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
166          e_1, e_2, e_3, kh_1, kh_2, km_1, km_2, p, pt_1, pt_2, pt_3, q_1,     &
167          q_2, q_3, ql_1, ql_2, rho_1, sa_1, sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3, v_1,   &
168          v_2, v_3, vpt_1, vpt_2, w_1, w_2, w_3
169
170    REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                         &
171          e, e_m, e_p, kh, kh_m, km, km_m, pt, pt_m, pt_p, q, q_m, q_p, ql,    &
172          ql_c, rho, sa, sa_p, te_m, tpt_m, tq_m, tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, u,  &
173          u_m, u_p, v, v_m, v_p, vpt, vpt_m, w, w_m, w_p
174
175    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall
176
177    SAVE
178
179 END MODULE arrays_3d
180
181
182
183
184 MODULE averaging
185
186!------------------------------------------------------------------------------!
187! Description:
188! ------------
189! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
190!------------------------------------------------------------------------------!
191
192    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av, &
193                                          ts_av, us_av, z0_av
194
195    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET :: &
196          e_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, q_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, &
197          ql_vp_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av, u_av, v_av, vpt_av, w_av
198
199 END MODULE averaging
200
201
202
203
204 MODULE cloud_parameters
205
206!------------------------------------------------------------------------------!
207! Description:
208! ------------
209! Definition of variables and constants for cloud physics
210!------------------------------------------------------------------------------!
211
212    REAL  ::  b_cond, cp = 1005.0, diff_coeff_l = 0.23E-4,                     &
213              effective_coll_efficiency, l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, l_v = 2.5E+06, &
214              mass_of_solute, molecular_weight_of_solute,                      &
215              prec_time_const = 0.001, ql_crit = 0.0005, rho_l = 1.0E3,        &
216              r_d = 287.0, r_v = 461.51, thermal_conductivity_l = 2.43E-2
217
218    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  pt_d_t, t_d_pt
219
220    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  precipitation_amount, &
221                                          precipitation_rate
222
223    SAVE
224
225 END MODULE cloud_parameters
226
227
228
229
230 MODULE constants
231
232!------------------------------------------------------------------------------!
233! Description:
234! ------------
235! Definition of general constants
236!------------------------------------------------------------------------------!
237
238    REAL    ::  pi = 3.141592654
239
240    SAVE
241
242 END MODULE constants
243
244
245
246
247 MODULE control_parameters
248
249!------------------------------------------------------------------------------!
250! Description:
251! ------------
252! Definition of parameters for program control
253!------------------------------------------------------------------------------!
254
255    TYPE plot_precision
256       CHARACTER (LEN=6) ::  variable
257       INTEGER           ::  precision
258    END TYPE plot_precision
259
260    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
261                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
262                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
263                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
264                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
265
266    TYPE file_status
267       LOGICAL ::  opened, opened_before
268    END TYPE file_status
269
270    TYPE(file_status), DIMENSION(200) :: openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
271
272
273    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
274    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
275    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
276    CHARACTER (LEN=6)    ::  grid_matching = 'strict'
277    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
278    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
279    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
280    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
281    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
282                             loop_optimization = 'default', &
283                             momentum_advec = 'pw-scheme', &
284                             psolver = 'poisfft', &
285                             scalar_advec = 'pw-scheme'
286    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
287                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
288                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
289                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
290                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
291                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
292                             bc_sa_t = 'neumann', &
293                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
294                             canopy_mode = 'block', &
295                             coupling_mode = 'uncoupled', &
296                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
297                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
298                             fft_method = 'system-specific', &
299                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
300                             random_generator = 'numerical-recipes', &
301                             return_addres, return_username, &
302                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'
303    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, topography = 'flat'
304    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
305    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
306    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ', run_description_header
307    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
308
309    CHARACTER (LEN=7),  DIMENSION(100) ::  do3d_comp_prec = ' '
310    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_format = ' '
311    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
312                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
313    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
314    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
315    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10)  ::  netcdf_precision = ' '
316
317    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
318
319    INTEGER ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
320                average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
321                dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
322                disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
323                dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
324                dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
325                do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
326                dp_level_ind_b = 0, &
327                dvrp_filecount = 0, dz_stretch_level_index, gamma_mg, &
328                grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, ibc_pt_b, ibc_pt_t, &
329                ibc_q_b, ibc_q_t, ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, &
330                inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
331                intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
332                iran = -1234567, last_dt_change = 0, maximum_grid_level, &
333                max_pr_user = 0, mgcycles = 0, mg_cycles = -1, &
334                mg_switch_to_pe0_level = 0, ngsrb = 2, nsor = 20, &
335                nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
336                nz_do1d, nz_do3d = -9999, outflow_damping_width = -1, &
337                pch_index = 0, prt_time_count = 0, recycling_plane, runnr = 0, &
338                skip_do_avs = 0, terminate_coupled = 0, &
339                terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
340
341    INTEGER ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
342                do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
343                do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
344                do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
345                lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
346                pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
347                q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
348                sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
349                section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
350                section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
351                ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
352                vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999
353
354    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
355
356    LOGICAL ::  adjust_mixing_length = .FALSE., avs_output = .FALSE., &
357                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
358                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
359                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
360                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
361                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
362                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
363                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
364                cut_spline_overshoot = .TRUE., &
365                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., do2d_at_begin = .FALSE., &
366                do3d_at_begin = .FALSE., do3d_compress = .FALSE., &
367                do_sum = .FALSE., dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
368                dt_changed = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
369                disturbance_created = .FALSE., &
370                first_call_advec_particles = .TRUE., &
371                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
372                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
373                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
374                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., iso2d_output = .FALSE.,&
375                mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
376                netcdf_output = .FALSE., netcdf_64bit = .FALSE., &
377                netcdf_64bit_3d = .TRUE., ocean = .FALSE., &
378                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
379                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
380                plant_canopy = .FALSE., &
381                prandtl_layer = .TRUE., precipitation = .FALSE., &
382                profil_output = .FALSE., radiation = .FALSE., &
383                random_heatflux = .FALSE., run_control_header = .FALSE., &
384                run_coupled = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
385                stop_dt = .FALSE., terminate_run = .FALSE., &
386                turbulent_inflow = .FALSE., &
387                use_prior_plot1d_parameters = .FALSE., use_reference = .FALSE.,&
388                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
389                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
390                wall_adjustment = .TRUE.
391
392    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
393                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
394
395    REAL ::  advected_distance_x = 0.0, advected_distance_y = 0.0, &
396             alpha_surface = 0.0, asselin_filter_factor = 0.1, &
397             atmos_ocean_sign = 1.0, &
398             averaging_interval = 0.0, averaging_interval_pr = 9999999.9, &
399             averaging_interval_sp = 9999999.9, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
400             bottom_salinityflux = 0.0, &
401             building_height = 50.0, building_length_x = 50.0, &
402             building_length_y = 50.0, building_wall_left = 9999999.9, &
403             building_wall_south = 9999999.9, canyon_height = 50.0, &
404             canyon_width_x = 9999999.9, canyon_width_y = 9999999.9, &
405             canyon_wall_left = 9999999.9, canyon_wall_south = 9999999.9, &
406             cthf = 0.0, cfl_factor = -1.0, cos_alpha_surface, &
407             coupling_start_time, disturbance_amplitude = 0.25, &
408             disturbance_energy_limit = 0.01, &
409             disturbance_level_b = -9999999.9, &
410             disturbance_level_t = -9999999.9, &
411             dp_level_b = 0.0, drag_coefficient = 0.0, &
412             dt = -1.0, dt_averaging_input = 0.0, &
413             dt_averaging_input_pr = 9999999.9, dt_coupling = 9999999.9, &
414             dt_data_output = 9999999.9, &
415             dt_data_output_av = 9999999.9, dt_disturb = 9999999.9, &
416             dt_dopr = 9999999.9, dt_dopr_listing = 9999999.9, &
417             dt_dopts = 9999999.9, dt_dosp = 9999999.9, dt_dots = 9999999.9, &
418             dt_do2d_xy = 9999999.9, dt_do2d_xz = 9999999.9, &
419             dt_do2d_yz = 9999999.9, dt_do3d = 9999999.9, dt_dvrp = 9999999.9, &
420             dt_max = 20.0, dt_prel = 9999999.9, dt_restart = 9999999.9, &
421             dt_run_control = 60.0, dt_3d = -1.0, dz = -1.0, &
422             dz_max = 9999999.9, dz_stretch_factor = 1.08, &
423             dz_stretch_level = 100000.0, e_init = 0.0, e_min = 0.0, &
424             end_time = 0.0, &
425             f = 0.0, fs = 0.0, g = 9.81, inflow_damping_height = 9999999.9, &
426             inflow_damping_width = 9999999.9, kappa = 0.4, km_constant = -1.0,&
427             km_damp_max = -1.0, lad_surface = 0.0,  &
428             leaf_surface_concentration = 0.0, long_filter_factor = 0.0, &
429             maximum_cpu_time_allowed = 0.0, molecular_viscosity = 1.461E-5, &
430             old_dt = 1.0E-10, omega = 7.29212E-5, omega_sor = 1.8, &
431             overshoot_limit_e = 0.0, overshoot_limit_pt = 0.0, &
432             overshoot_limit_u = 0.0, overshoot_limit_v = 0.0, &
433             overshoot_limit_w = 0.0, particle_maximum_age = 9999999.9, &
434             phi = 55.0, prandtl_number = 1.0, &
435             precipitation_amount_interval = 9999999.9, prho_reference, &
436             pt_reference = 9999999.9, pt_slope_offset = 0.0, &
437             pt_surface = 300.0, pt_surface_initial_change = 0.0, &
438             q_surface = 0.0, q_surface_initial_change = 0.0, &
439             rayleigh_damping_factor = -1.0, rayleigh_damping_height = -1.0, &
440             recycling_width = 9999999.9, residual_limit = 1.0E-4, &
441             restart_time = 9999999.9, rho_reference, rho_surface, &
442             rif_max = 1.0, rif_min = -5.0, roughness_length = 0.1, &
443             sa_surface = 35.0, scalar_exchange_coefficient = 0.0, &
444             simulated_time = 0.0, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
445             skip_time_data_output = 0.0, skip_time_data_output_av = 9999999.9,&
446             skip_time_dopr = 9999999.9, skip_time_dosp = 9999999.9, &
447             skip_time_do2d_xy = 9999999.9, skip_time_do2d_xz = 9999999.9, &
448             skip_time_do2d_yz = 9999999.9, skip_time_do3d = 9999999.9, &
449             surface_heatflux = 9999999.9, surface_pressure = 1013.25, &
450             surface_scalarflux = 0.0, surface_waterflux = 0.0, &
451             s_surface = 0.0, s_surface_initial_change = 0.0, &
452             termination_time_needed = -1.0, time_coupling = 0.0, &
453             time_disturb = 0.0, time_dopr = 0.0, time_dopr_av = 0.0, &
454             time_dopr_listing = 0.0, time_dopts = 0.0, time_dosp = 0.0, &
455             time_dosp_av = 0.0, time_dots = 0.0, time_do2d_xy = 0.0, &
456             time_do2d_xz = 0.0, time_do2d_yz = 0.0, time_do3d = 0.0, &
457             time_do_av = 0.0, time_do_sla = 0.0, time_dvrp = 0.0, &
458             time_prel = 0.0, time_restart = 9999999.9, time_run_control = 0.0,&
459             time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9, &
460             top_momentumflux_u = 9999999.9, &
461             top_momentumflux_v = 9999999.9, top_salinityflux = 9999999.9, &
462             ug_surface = 0.0, u_bulk = 0.0, u_gtrans = 0.0, &
463             ups_limit_e = 0.0, ups_limit_pt = 0.0, ups_limit_u = 0.0, &
464             ups_limit_v = 0.0, ups_limit_w = 0.0, vg_surface = 0.0, &
465             v_bulk = 0.0, v_gtrans = 0.0, wall_adjustment_factor = 1.8, &
466             z_max_do1d = -1.0, z_max_do1d_normalized = -1.0, z_max_do2d = -1.0
467
468    REAL ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0, &
469             do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0, dpdxy(1:2) = 0.0, &
470             lad_vertical_gradient(10) = 0.0, &
471             lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
472             pt_vertical_gradient(10) = 0.0, &
473             pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
474             q_vertical_gradient(10) = 0.0, &
475             q_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
476             s_vertical_gradient(10) = 0.0, &
477             s_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
478             sa_vertical_gradient(10) = 0.0, &
479             sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, threshold(20) = 0.0, &
480             tsc(10) = (/ 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 /), &
481             ug_vertical_gradient(10) = 0.0, &
482             ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
483             vg_vertical_gradient(10) = 0.0, &
484             vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
485             volume_flow(1:2) = 0.0, volume_flow_area(1:2) = 0.0, &
486             volume_flow_initial(1:2) = 0.0, wall_heatflux(0:4) = 0.0, &
487             wall_humidityflux(0:4) = 0.0, wall_qflux(0:4) = 0.0, &
488             wall_salinityflux(0:4) = 0.0, wall_scalarflux(0:4) = 0.0
489
490    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
491
492
493    SAVE
494
495 END MODULE control_parameters
496
497
498
499
500 MODULE cpulog
501
502!------------------------------------------------------------------------------!
503! Description:
504! ------------
505! Definition of variables for cpu-time measurements
506!------------------------------------------------------------------------------!
507
508    REAL ::  initial_wallclock_time
509
510    TYPE logpoint
511       REAL               ::  isum, ivect, mean, mtime, mtimevec, sum, vector
512       INTEGER            ::  counts
513       CHARACTER (LEN=20) ::  place
514    END TYPE logpoint
515
516    TYPE(logpoint), DIMENSION(100) ::  log_point = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0,   &
517                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' ),          &
518                                       log_point_s = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0, &
519                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' )
520
521    SAVE
522
523 END MODULE cpulog
524
525
526
527
528 MODULE dvrp_variables
529
530!------------------------------------------------------------------------------!
531! Description:
532! ------------
533! Definition of variables used with dvrp-software
534!------------------------------------------------------------------------------!
535
536    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
537                           particle_dvrpsize = 'none'
538
539    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
540                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
541
542    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
543                           dvrp_file      = 'default',                    &
544                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
545                           dvrp_password  = '********',                   &
546                           dvrp_username  = ' '
547
548    INTEGER ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
549                dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
550                nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
551                nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
552                pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
553                pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
554                vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
555                vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
556
557    INTEGER, DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
558
559    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
560                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
561                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
562
563    REAL    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9, clip_dvrp_n = 9999999.9, &
564                clip_dvrp_r = 9999999.9, clip_dvrp_s = 9999999.9, &
565                superelevation = 1.0, superelevation_x = 1.0,     &
566                superelevation_y = 1.0, vc_alpha = 38.0
567
568    REAL, DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0, 1.0 /), &
569                           dvrpsize_interval = (/ 0.0, 1.0 /)
570
571    REAL, DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0, 0.6, 0.0 /), &
572                           topography_color = (/ 0.8, 0.7, 0.6 /)
573
574#if defined( __decalpha )
575    REAL, DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = (/ &
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, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
578                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0 /)
579
580    REAL, DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = (/ &
581                                0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
582                                0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
583                                0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4  &
584                                0.1, 0.4, 0.1 /)
585
586    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
587                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
588                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
589                                  interval_l_dvrp = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0,&
590                                  interval_a_dvrp = 0.0,                       &
591                                  interval_values_dvrp_prt,                    &
592                                  interval_h_dvrp_prt,                         &
593                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
594                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
595                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5,                   &
596                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0,                   &
597                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
598#else
599    REAL, DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
600
601    REAL, DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
602
603    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
604                                  interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
605                                  interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5, &
606                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0, &
607                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0, interval_a_dvrp = 0.0, &
608                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
609
610    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -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, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
613                                     -1.0, 1.0 /
614
615    DATA  isosurface_color / 0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
616                             0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
617                             0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
618                             0.1, 0.4, 0.1 /
619
620    DATA  interval_h_dvrp / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
621                            25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
622
623    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
624                                25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
625#endif
626
627    REAL(4), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
628
629    TYPE steering
630       CHARACTER (LEN=20) ::  name
631       REAL(4)            ::  min, max
632       INTEGER            ::  imin, imax
633    END TYPE steering
634
635    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
636
637    SAVE
638
639 END MODULE dvrp_variables
640
641
642
643
644 MODULE grid_variables
645
646!------------------------------------------------------------------------------!
647! Description:
648! ------------
649! Definition of grid spacings
650!------------------------------------------------------------------------------!
651
652    REAL ::  ddx, ddx2, dx = 1.0, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0, dy2
653
654    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
655
656    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
657                                          fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
658                                          wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
659                                          zu_s_inner, zw_w_inner
660
661    SAVE
662
663 END MODULE grid_variables
664
665
666
667
668 MODULE indices
669
670!------------------------------------------------------------------------------!
671! Description:
672! ------------
673! Definition of array bounds and number of gridpoints
674!------------------------------------------------------------------------------!
675
676    INTEGER ::  ngp_sums, nnx, nx = 0, nxa, nxl, nxlu, nxr, nxra, nx_on_file,  &
677                nny, ny = 0, nya, nyn, nyna, nys, nysv, ny_on_file, nnz,       &
678                nz = 0, nza, nzb, nzb_diff, nzt, nzta, nzt_diff
679
680    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                      &
681                ngp_2dh, ngp_3d, ngp_3d_inner,                                 &
682                nnx_pe, nny_pe, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
683
684    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                    &
685                ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner, mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner,  &
686                nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u, nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer,&
687                nzb_s_inner, nzb_s_outer, nzb_u_inner, nzb_u_outer,            &
688                nzb_v_inner, nzb_v_outer, nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
689
690    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
691
692    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  wall_flags_1,           &
693                wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4, wall_flags_5,        &
694                wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8, wall_flags_9,        &
695                wall_flags_10
696
697    SAVE
698
699 END MODULE indices
700
701
702
703
704 MODULE interfaces
705
706!------------------------------------------------------------------------------!
707! Description:
708! ------------
709! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
710!------------------------------------------------------------------------------!
711
712    INTERFACE
713
714       SUBROUTINE cpu_log( log_event, place, modus, barrierwait )
715
716          USE cpulog
717
718          CHARACTER (LEN=*)           ::  modus, place
719          CHARACTER (LEN=*), OPTIONAL ::  barrierwait
720          TYPE(logpoint)              ::  log_event
721
722       END SUBROUTINE cpu_log
723
724    END INTERFACE
725
726
727
728    INTERFACE
729
730       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, wert, &
731                                   wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
732          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  mode
733          INTEGER, INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
734          INTEGER                       ::  wert_ijk(3)
735          INTEGER, OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
736          REAL                          ::  wert
737          REAL, OPTIONAL                ::  wert1
738          REAL, INTENT(IN)              ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
739
740       END SUBROUTINE global_min_max
741
742    END INTERFACE
743
744    SAVE
745
746 END MODULE interfaces
747
748
749
750 MODULE pointer_interfaces
751
752!------------------------------------------------------------------------------!
753! Description:
754! ------------
755! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
756! prognostic_equations
757!------------------------------------------------------------------------------!
758
759    INTERFACE
760
761       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
762
763          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
764          REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
765
766       END SUBROUTINE advec_s_bc
767
768    END INTERFACE
769
770
771    SAVE
772
773 END MODULE pointer_interfaces
774
775
776
777
778 MODULE model_1d
779
780!------------------------------------------------------------------------------!
781! Description:
782! ------------
783! Definition of variables for the 1D-model
784!------------------------------------------------------------------------------!
785
786    INTEGER ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d, &
787                last_dt_change_1d = 0 
788
789    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
790
791    REAL ::     damp_level_1d = -1.0, dt_1d = 60.0, dt_max_1d = 300.0, &
792                dt_pr_1d = 9999999.9, dt_run_control_1d = 60.0, &
793                end_time_1d = 864000.0, old_dt_1d = 1.0E-10, &
794                qs1d, simulated_time_1d = 0.0, time_pr_1d = 0.0, &
795                time_run_control_1d = 0.0, ts1d, us1d, usws1d, usws1d_m, &
796                vsws1d, vsws1d_m, z01d
797
798
799    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_m, e1d_p, kh1d, kh1d_m, km1d, &
800                                        km1d_m, l_black, l1d, l1d_m, rif1d,    &
801                                        te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, te_vm, &
802                                        u1d, u1d_m, u1d_p, v1d, v1d_m, v1d_p
803
804    SAVE
805
806 END MODULE model_1d
807
808
809
810
811 MODULE netcdf_control
812
813!------------------------------------------------------------------------------!
814! Description:
815! ------------
816! Definition of parameters and variables for netcdf control.
817!------------------------------------------------------------------------------!
818
819#if defined( __netcdf )
820    USE netcdf
821#endif
822
823    INTEGER, PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 26, dots_max = 100, &
824                           replace_num = 6
825
826    INTEGER ::  dots_num = 22
827
828    CHARACTER, DIMENSION( replace_num ) :: &
829                           replace_char = (/ '''', '"', '*', '/', '(', ')' /), &
830                           replace_by   = (/ 'p' , 'p', 's', 'o', '_', '_' /)
831
832    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
833         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
834            'z_i   ' /)
835
836    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
837         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
838            'z_i   ' /)
839
840    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
841          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
842             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
843             'w_up   ', 'w_down ', 'npt_max', 'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', &
844             'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', 'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', &
845             'w"2    ', 'npt*2  ' /)
846
847    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
848          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
849             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
850             'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', 'number ', 'm2     ', 'm2     ', &
851             'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
852             'm2/s2  ', 'number2' /)
853
854    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
855          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
856             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
857             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
858             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ',                       &
859             ( 'unknown', i9 = 1, 78) /)
860
861    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
862          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
863             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
864             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
865             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ',                       &
866             ( 'unknown', i9 = 1, 78 ) /)
867
868    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
869
870    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
871
872    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
873          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
874             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
875             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
876             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
877             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
878             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
879             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
880             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
881             'not_used        ' /)
882
883    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
884          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
885             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
886             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
887             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
888             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
889             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
890             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
891             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
892             'not_used        ' /)
893
894    INTEGER ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
895                id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
896                id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
897                id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
898                id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
899                id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
900                id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
901
902    INTEGER, DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
903                id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
904                id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
905                id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
906                id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
907                id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
908                id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
909                id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
910                id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
911                id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
912                id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
913                id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
914                id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
915                id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
916                id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
917                id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
918                id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
919                id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
920
921    INTEGER, DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy, nc_precision
922    INTEGER, DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
923    INTEGER, DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
924
925    INTEGER, DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
926    INTEGER, DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
927    INTEGER, DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
928                                           id_var_z_pr
929    INTEGER, DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
930
931
932    SAVE
933
934 END MODULE netcdf_control
935
936
937
938 MODULE particle_attributes
939
940!------------------------------------------------------------------------------!
941! Description:
942! ------------
943! Definition of variables used to compute particle transport
944!------------------------------------------------------------------------------!
945
946    USE array_kind
947
948    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
949                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb'
950
951#if defined( __parallel )
952    INTEGER ::  mpi_particle_type
953#endif
954    INTEGER ::  ibc_par_lr, ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t,                  &
955                iran_part = -1234567, maximum_number_of_particles = 1000,      &
956                maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
957                maximum_number_of_tails = 0,                                   &
958                number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
959                number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
960                number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
961                offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
962                particle_file_count = 0, skip_particles_for_tail = 100,        &
963                total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0
964
965    INTEGER, PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
966
967    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
968    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
969
970    LOGICAL ::  particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
971                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
972                uniform_particles = .TRUE., use_particle_tails = .FALSE.,      &
973                use_sgs_for_particles = .FALSE.,                               &
974                write_particle_statistics = .FALSE.
975
976    LOGICAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::                       &
977                vertical_particle_advection = .TRUE.
978
979    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
980
981    REAL    ::  c_0 = 3.0, dt_min_part = 0.0002, dt_sort_particles = 0.0,      &
982                dt_write_particle_data = 9999999.9, dvrp_psize = 9999999.9,    &
983                end_time_prel = 9999999.9, initial_weighting_factor = 1.0,     &
984                maximum_tailpoint_age = 100000.0,                              &
985                minimum_tailpoint_distance = 0.0,                              &
986                particle_advection_start = 0.0, sgs_wfu_part = 0.3333333,      &
987                sgs_wfv_part = 0.3333333, sgs_wfw_part = 0.3333333,            &
988                time_sort_particles = 0.0, time_write_particle_data = 0.0
989
990    REAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
991                density_ratio = 9999999.9, pdx = 9999999.9, pdy = 9999999.9, &
992                pdz = 9999999.9, psb = 9999999.9, psl = 9999999.9,           &
993                psn = 9999999.9, psr = 9999999.9, pss = 9999999.9,           &
994                pst = 9999999.9, radius = 9999999.9
995
996    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
997
998
999    TYPE particle_type
1000       SEQUENCE
1001       REAL    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
1002                   origin_z, radius, speed_x, speed_x_sgs, speed_y,         &
1003                   speed_y_sgs, speed_z, speed_z_sgs, weight_factor, x, y, z
1004       INTEGER ::  color, group, tailpoints, tail_id
1005    END TYPE particle_type
1006
1007    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles, &
1008                                                       particles
1009
1010    TYPE particle_groups_type
1011       SEQUENCE
1012       REAL    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
1013    END TYPE particle_groups_type
1014
1015    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
1016                   particle_groups
1017
1018    SAVE
1019
1020 END MODULE particle_attributes
1021
1022
1023
1024
1025
1026 MODULE pegrid
1027
1028!------------------------------------------------------------------------------!
1029! Description:
1030! ------------
1031! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1032! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1033! MPI-calls.
1034!------------------------------------------------------------------------------!
1035
1036#if defined( __parallel )
1037#if defined( __lc )
1038    USE MPI
1039#else
1040    INCLUDE "mpif.h"
1041#endif
1042#endif
1043    CHARACTER(LEN=5)       ::  myid_char = ''
1044    INTEGER                ::  id_inflow = 0, id_recycling = 0, myid = 0,      &
1045                               target_id, npex = -1, npey = -1, numprocs = 1,  &
1046                               numprocs_previous_run = -1,                     &
1047                               tasks_per_node = -9999, threads_per_task = 1
1048
1049    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1050                                             hor_index_bounds_previous_run
1051
1052#if defined( __parallel )
1053#if defined( __mpi2 )
1054    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1055#endif
1056
1057    INTEGER ::  comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter, comm_palm, ierr, myidx,  &
1058                myidy, ndim = 2, ngp_xy, ngp_y, pleft, pnorth, pright, psouth, &
1059                sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz, sendrecvcount_zx,          &
1060                sendrecvcount_zyd, sendrecvcount_yxd,                          &
1061                type_x, type_x_int, type_xy
1062
1063    INTEGER ::  ibuf(12), pcoord(2), pdims(2), status(MPI_STATUS_SIZE)
1064
1065    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz
1066
1067    LOGICAL ::  reorder = .TRUE.
1068    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1069                              remain_dims
1070#endif
1071
1072    SAVE
1073
1074 END MODULE pegrid
1075
1076
1077
1078
1079 MODULE profil_parameter
1080
1081!------------------------------------------------------------------------------!
1082! Description:
1083! ------------
1084! Definition of variables which control PROFIL-output
1085!------------------------------------------------------------------------------!
1086
1087    INTEGER, PARAMETER ::  crmax = 100
1088
1089    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  dopr_label = ' '
1090
1091    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(crmax) ::  cross_normalized_x = ' ', &
1092                                             cross_normalized_y = ' '
1093
1094    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1095                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1096                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1097                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1098                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1099                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1100                              ' L                  ',                         &
1101                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1102
1103    CHARACTER (LEN=40), DIMENSION(crmax) ::  cross_xtext = &
1104                           (/ 'windspeed in ms>->1         ', &
1105                              'pot. temperature in K       ', &
1106                              'heat flux in K ms>->1       ', &
1107                              'momentum flux in m>2s>2     ', &
1108                              'eddy diffusivity in m>2s>->1', &
1109                              'mixing length in m          ', &
1110                            ( '                            ', i9 = 1, 94 ) /)
1111
1112    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1113                           (/ ' u v                           ', &
1114                              ' pt                            ', &
1115                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1116                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1117                              ' km kh                         ', &
1118                              ' l                             ', &
1119                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1120
1121    INTEGER ::  profile_columns = 3, profile_rows = 2, profile_number = 0
1122
1123    INTEGER ::  cross_linecolors(100,crmax) = 1, &
1124                cross_linestyles(100,crmax) = 0, &
1125                cross_profile_numbers(100,crmax) = 0, &
1126                cross_pnc_local(crmax), cross_profile_number_count(crmax) = 0, &
1127                cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1128                cross_ts_number_count(crmax) = 0, dopr_crossindex(100) = 0, &
1129                dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1130                dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0, &
1131                linecolors(10) = (/ 2, 3, 4,  5, 7, 8, 12, 15, 16, 23 /), &
1132                linestyles(11) = (/ 0, 7, 3, 10, 4, 1,  9,  2,  5,  8, 6 /)
1133               
1134
1135    REAL ::  cross_normx_factor(100,crmax) = 1.0, &
1136             cross_normy_factor(100,crmax) = 1.0, &
1137             cross_ts_uymax(20) = &
1138                             (/ 999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1139                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1140                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1141                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1142             cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999, &
1143             cross_ts_uymin(20) = &
1144                             (/ 999.999, 999.999, 999.999,  -5.000, 999.999,   &
1145                                999.999,   0.000, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1146                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1147                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1148             cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999, &
1149             cross_uxmax(crmax) = 0.0, cross_uxmax_computed(crmax) = -1.0, &
1150             cross_uxmax_normalized(crmax) = 0.0, &
1151             cross_uxmax_normalized_computed(crmax) = -1.0, &
1152             cross_uxmin(crmax) = 0.0, cross_uxmin_computed(crmax) =  1.0, &
1153             cross_uxmin_normalized(crmax) = 0.0, &
1154             cross_uxmin_normalized_computed(crmax) = 1.0, &
1155             cross_uymax(crmax), cross_uymin(crmax)
1156
1157    SAVE
1158
1159 END MODULE profil_parameter
1160
1161
1162
1163
1164 MODULE spectrum
1165
1166!------------------------------------------------------------------------------!
1167! Description:
1168! ------------
1169! Definition of quantities used for computing spectra
1170!------------------------------------------------------------------------------!
1171
1172    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1173                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1174    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1175    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1176    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1177                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1178                                              '-power spectrum of v     ', &
1179                                              '-power spectrum of w     ', &
1180                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1181                                              '-power spectrum of q     ' /)
1182    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1183                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1184                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1185                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1186                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1187                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1188
1189    INTEGER ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1190
1191    INTEGER ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1192                lstyles(100) = (/ 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                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1201                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1202                plot_spectra_level(100) = 999999
1203
1204    REAL    ::  time_to_start_sp = 0.0
1205
1206    SAVE
1207
1208 END MODULE spectrum
1209
1210
1211
1212
1213 MODULE statistics
1214
1215!------------------------------------------------------------------------------!
1216! Description:
1217! ------------
1218! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1219!------------------------------------------------------------------------------!
1220
1221    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1222    INTEGER ::  pr_palm = 80, statistic_regions = 0, var_ts = 100
1223    INTEGER ::  u_max_ijk(3), v_max_ijk(3), w_max_ijk(3)
1224    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1225    REAL ::     u_max, v_max, w_max
1226    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l
1227    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value
1228    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1229                                              spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1230                                              sums_up_fraction_l
1231    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1232
1233    SAVE
1234
1235 END MODULE statistics
1236
1237
1238
1239
1240 MODULE transpose_indices
1241
1242!------------------------------------------------------------------------------!
1243! Description:
1244! ------------
1245! Definition of indices for transposed arrays
1246!------------------------------------------------------------------------------!
1247
1248    INTEGER ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_ya, nxr_yd, nxr_yda, nxr_z, &
1249                nxr_za, nyn_x, nyn_xa, nyn_z, nyn_za, nys_x, nys_z, nzb_x,   &
1250                nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_xa, nzt_y, nzt_ya, nzt_yd, nzt_yda
1251               
1252
1253    SAVE
1254
1255 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.