source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 554

Last change on this file since 554 was 554, checked in by weinreis, 12 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 59.7 KB
Line 
1 MODULE advection
2
3
4!------------------------------------------------------------------------------!
5! Current revisions:
6! -----------------
7!
8!
9! Former revisions:
10! -----------------
11! $Id: modules.f90 554 2010-09-01 14:14:36Z weinreis $
12!
13! 553 2010-09-01 14:09:06Z weinreis
14! parameters for masked output are replaced by arrays
15!
16! 531 2010-04-21 06:47:21Z heinze
17! character length of dopr_unit enlarged
18!
19! 519 2010-03-19 05:30:02Z raasch
20! -replace_char, replace_by
21!
22! 493 2010-03-01 08:30:24Z raasch
23! +netcdf_data_format, -netcdf_64bit, -netcdf_64bit_3d, -netcdf_format_mask*,
24! -nc_format_mask, -format_parallel_io
25!
26! 485 2010-02-05 10:57:51Z raasch
27! ngp_3d, ngp_3d_inner changed to 64 bit
28!
29! 449 2010-02-02 11:23:59Z raasch
30! -var_ts: replaced by dots_max,
31! initial data assignments to some dvrp arrays changed due to error messages
32! from gfortran compiler
33! +large_scale_subsidence, ws_vertical_gradient, ws_vertical_gradient_level,
34! ws_vertical_gradient_level_ind, w_subs
35!
36! 410 2009-12-04 17:05:40Z letzel
37! masked data output: + dt_domask, mask_01~20_x|y|z, mask_01~20_x|y|z_loop,
38! mask_scale|_x|y|z, masks, skip_time_domask
39!
40! 388 2009-09-23 09:40:33Z raasch
41! +prho, prho_1
42! +bc_lr_cyc, bc_ns_cyc
43! +output_for_t0
44! translation error of actual -> current revisions fixed
45! +q* in dots_label, dots_unit. increased dots_num respectively
46! typographical error in dots_unit fixed
47! +clip_dvrp_*, cluster_size, color_interval, dvrpsize_interval, dvrp_overlap,
48! dvrp_total_overlap, groundplate_color, local_dvrserver_running, n*_dvrp,
49! interval_*_dvrp_prt, isosurface_color, particle_color, particle_dvrpsize,
50! topography color in dvrp_variables,
51! vertical_particle_advection is a 1d-array,
52! +canyon_height, canyon_width_x, canyon_width_y, canyon_wall_left,
53! canyon_wall_south, conserve_volume_flow_mode, coupling_start_time,
54! dp_external, dp_level_b, dp_level_ind_b, dp_smooth, dp_smooth_factor, dpdxy,
55! run_coupled, time_since_reference_point, u_bulk, v_bulk in control_parameters,
56! default value of grid_matching changed to strict
57! +shf_av, qsws_av
58!
59! 217 2008-12-09 18:00:48Z letzel
60! +topography_grid_convention
61! some dvrp-variables changed to single precision, variables for dvrp-mode
62! pathlines added, +target_id, abort_mode, message_string
63!
64! 197 2008-09-16 15:29:03Z raasch
65! allow 100 spectra levels instead of 10 for consistency with
66! define_netcdf_header, +canopy_heat_flux, cthf, lai,
67! +leaf_surface_concentration, scalar_exchange_coefficient, sec, sls
68! +hor_index_bounds, hor_index_bounds_previous_run, id_inflow, id_recycling,
69! inflow_damping_*, mean_inflow_profiles, numprocs_previous_run, nx_on_file,
70! ny_on_file, offset_ocean_*, recycling_plane, recycling_width, turbulent_inflow
71! -myid_char_14
72!
73! 138 2007-11-28 10:03:58Z letzel
74! +drag_coefficient, pch_index, lad_surface, lad_vertical_gradient,
75! lad_vertical_gradient_level, plant_canopy, lad, lad_s, lad_u, lad_v,
76! lad_w, cdc, lad_vertical_gradient_level_ind, canopy_mode
77! +dt_sort_particles, ngp_2dh_s_inner, time_sort_particles, flags,
78! wall_flags_1..10, wall_humidityflux(0:4), wall_qflux(0:4),
79! wall_salinityflux(0:4), wall_scalarflux(0:4)
80!
81! 108 2007-08-24 15:10:38Z letzel
82! +comm_inter, constant_top_momentumflux, coupling_char, coupling_mode,
83! coupling_mode_remote, c_u, c_v, c_w, dt_coupling, e_init, humidity_remote,
84! ngp_xy, nxlu, nysv, port_name, qswst_remote, terminate_coupled,
85! terminate_coupled_remote, time_coupling, top_momentumflux_u|v, type_xy,
86! uswst*, vswst*
87!
88! 97 2007-06-21 08:23:15Z raasch
89! +atmos_ocean_sign, ocean, r, + salinity variables
90! defaults of .._vertical_gradient_levels changed from -1.0 to -9999999.9
91! hydro_press renamed hyp, use_pt_reference renamed use_reference
92!
93! 89 2007-05-25 12:08:31Z raasch
94! +data_output_pr_user, max_pr_user, size of data_output_pr, dopr_index,
95! dopr_initial_index and dopr_unit enlarged,
96! var_hom and var_sum renamed pr_palm
97!
98! 82 2007-04-16 15:40:52Z raasch
99! +return_addres, return_username
100! Cpp-directive lcmuk renamed lc
101!
102! 75 2007-03-22 09:54:05Z raasch
103! +arrays precipitation_amount, precipitation_rate, precipitation_rate_av,
104! rif_wall, z0_av, +arrays u_m_l, u_m_r, etc. for radiation boundary conditions,
105! +loop_optimization, netcdf_64bit_3d, zu_s_inner, zw_w_inner, id_var_zusi_*,
106! id_var_zwwi_*, ts_value, u_nzb_p1_for_vfc, v_nzb_p1_for_vfc, pt_reference,
107! use_pt_reference, precipitation_amount_interval, revision
108! +age_m in particle_type, moisture renamed humidity,
109! -data_output_ts, dots_n, uvmean_outflow, uxrp, vynp,
110! arrays dots_label and dots_unit now dimensioned with dots_max,
111! setting of palm version moved to main program
112!
113! 37 2007-03-01 08:33:54Z raasch
114! +constant_top_heatflux, top_heatflux, use_top_fluxes, +arrays for top fluxes,
115! +nzt_diff, default of bc_pt_t renamed "initial_gradient"
116! Bugfix: p is not a pointer
117!
118! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
119!
120! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
121! version 3.1b (last under RCS control)
122!
123! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
124! Initial revision
125!
126!
127! Description:
128! ------------
129! Definition of variables for special advection schemes
130!------------------------------------------------------------------------------!
131
132    REAL ::  spl_gamma_x, spl_gamma_y
133
134    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex, spl_z_x, spl_z_y
135    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  spl_tri_x, spl_tri_y, spl_tri_zu, &
136                                          spl_tri_zw
137
138    SAVE
139
140 END MODULE advection
141
142
143
144
145 MODULE array_kind
146
147!------------------------------------------------------------------------------!
148! Description:
149! ------------
150! Definition of type parameters (used for the definition of single or double
151! precision variables)
152!------------------------------------------------------------------------------!
153
154    INTEGER, PARAMETER ::  dpk = SELECTED_REAL_KIND( 12 ), &
155                           spk = SELECTED_REAL_KIND( 6 )
156
157    SAVE
158
159 END MODULE array_kind
160
161
162
163
164 MODULE arrays_3d
165
166!------------------------------------------------------------------------------!
167! Description:
168! ------------
169! Definition of all arrays defined on the computational grid
170!------------------------------------------------------------------------------!
171
172    USE array_kind
173
174    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                         &
175          ddzu, dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, km_damp_x,  &
176          km_damp_y, lad, l_grid, pt_init, q_init, rdf, sa_init, ug, u_init,   &
177          u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, w_subs, zu, zw
178
179    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                       &
180          c_u, c_v, c_w, dzu_mg, dzw_mg, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                  &
181          mean_inflow_profiles, pt_slope_ref, qs, qswst_remote, ts, us, z0
182
183    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                               &
184          qsws_1, qsws_2, qswst_1, qswst_2, rif_1, rif_2, saswsb_1, saswst_1,  &
185          shf_1, shf_2, tswst_1, tswst_2, usws_1, usws_2, uswst_1, uswst_2,    &
186          vsws_1, vsws_2, vswst_1, vswst_2
187
188    REAL, DIMENSION(:,:), POINTER ::                                           &
189          qsws, qsws_m, qswst, qswst_m, rif, rif_m, saswsb, saswst, shf,       &
190          shf_m, tswst, tswst_m, usws, uswst, usws_m, uswst_m, vsws, vswst,    &
191          vsws_m, vswst_m
192
193    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                     &
194          canopy_heat_flux, cdc, d, diss, lad_s, lad_u, lad_v, lad_w, lai,     &
195          l_wall, sec, sls, tend, u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l, v_m_n,    &
196          v_m_r, v_m_s, w_m_l, w_m_n, w_m_r, w_m_s
197
198    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
199          ql_v, ql_vp
200
201    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
202          e_1, e_2, e_3, kh_1, kh_2, km_1, km_2, p, prho_1, pt_1, pt_2, pt_3,  &
203          q_1, q_2, q_3, ql_1, ql_2, rho_1, sa_1, sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3,   &
204          v_1, v_2, v_3, vpt_1, vpt_2, w_1, w_2, w_3
205
206    REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                         &
207          e, e_m, e_p, kh, kh_m, km, km_m, prho, pt, pt_m, pt_p, q, q_m, q_p,  &
208          ql, ql_c, rho, sa, sa_p, te_m, tpt_m, tq_m, tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, &
209          u, u_m, u_p, v, v_m, v_p, vpt, vpt_m, w, w_m, w_p
210
211    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall
212
213    SAVE
214
215 END MODULE arrays_3d
216
217
218
219
220 MODULE averaging
221
222!------------------------------------------------------------------------------!
223! Description:
224! ------------
225! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
226!------------------------------------------------------------------------------!
227
228    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,       &
229                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av
230
231    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET :: &
232          e_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, q_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, &
233          ql_vp_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av, u_av, v_av, vpt_av, w_av
234
235 END MODULE averaging
236
237
238
239
240 MODULE cloud_parameters
241
242!------------------------------------------------------------------------------!
243! Description:
244! ------------
245! Definition of variables and constants for cloud physics
246!------------------------------------------------------------------------------!
247
248    REAL  ::  b_cond, cp = 1005.0, diff_coeff_l = 0.23E-4,                     &
249              effective_coll_efficiency, l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, l_v = 2.5E+06, &
250              mass_of_solute, molecular_weight_of_solute,                      &
251              prec_time_const = 0.001, ql_crit = 0.0005, rho_l = 1.0E3,        &
252              r_d = 287.0, r_v = 461.51, thermal_conductivity_l = 2.43E-2
253
254    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  pt_d_t, t_d_pt
255
256    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  precipitation_amount, &
257                                          precipitation_rate
258
259    SAVE
260
261 END MODULE cloud_parameters
262
263
264
265
266 MODULE constants
267
268!------------------------------------------------------------------------------!
269! Description:
270! ------------
271! Definition of general constants
272!------------------------------------------------------------------------------!
273
274    REAL    ::  pi = 3.141592654
275
276    SAVE
277
278 END MODULE constants
279
280
281
282
283 MODULE control_parameters
284
285!------------------------------------------------------------------------------!
286! Description:
287! ------------
288! Definition of parameters for program control
289!------------------------------------------------------------------------------!
290
291    TYPE plot_precision
292       CHARACTER (LEN=6) ::  variable
293       INTEGER           ::  precision
294    END TYPE plot_precision
295
296    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
297                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
298                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
299                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
300                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
301
302    TYPE file_status
303       LOGICAL ::  opened, opened_before
304    END TYPE file_status
305
306    TYPE(file_status), DIMENSION(200) :: openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
307
308
309    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 20
310
311    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
312    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
313    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
314    CHARACTER (LEN=6)    ::  grid_matching = 'strict'
315    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
316    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
317    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
318    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
319    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
320                             loop_optimization = 'default', &
321                             momentum_advec = 'pw-scheme', &
322                             psolver = 'poisfft', &
323                             scalar_advec = 'pw-scheme'
324    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
325                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
326                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
327                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
328                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
329                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
330                             bc_sa_t = 'neumann', &
331                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
332                             canopy_mode = 'block', &
333                             coupling_mode = 'uncoupled', &
334                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
335                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
336                             fft_method = 'system-specific', &
337                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
338                             random_generator = 'numerical-recipes', &
339                             return_addres, return_username, &
340                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'
341    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, topography = 'flat'
342    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
343    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
344    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ', run_description_header
345    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
346
347    CHARACTER (LEN=7),  DIMENSION(100) ::  do3d_comp_prec = ' '
348    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_format = ' '
349    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
350                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
351    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
352         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
353
354    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
355    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
356    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(50)  ::  netcdf_precision = ' '
357
358    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
359    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
360
361    INTEGER ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
362                average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
363                dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
364                disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
365                dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
366                dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
367                do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
368                dp_level_ind_b = 0, &
369                dvrp_filecount = 0, dz_stretch_level_index, gamma_mg, &
370                grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, ibc_pt_b, ibc_pt_t, &
371                ibc_q_b, ibc_q_t, ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, &
372                inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
373                intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
374                iran = -1234567, last_dt_change = 0, masks = 0, &
375                maximum_grid_level, max_pr_user = 0, mgcycles = 0, &
376                mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
377                netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, nsor = 20, &
378                nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
379                nz_do1d, nz_do3d = -9999, outflow_damping_width = -1, &
380                pch_index = 0, prt_time_count = 0, recycling_plane, runnr = 0, &
381                skip_do_avs = 0, terminate_coupled = 0, &
382                terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
383
384    INTEGER ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
385                do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
386                do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
387                do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
388                domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
389                lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
390                mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
391                mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
392                pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
393                q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
394                sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
395                section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
396                section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
397                ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
398                vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
399                ws_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999
400
401    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
402
403    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
404    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
405                mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
406
407    LOGICAL ::  adjust_mixing_length = .FALSE., avs_output = .FALSE., &
408                bc_lr_cyc =.TRUE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
409                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
410                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
411                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
412                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
413                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
414                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
415                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
416                cut_spline_overshoot = .TRUE., &
417                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., do2d_at_begin = .FALSE., &
418                do3d_at_begin = .FALSE., do3d_compress = .FALSE., &
419                do_sum = .FALSE., dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
420                dt_changed = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
421                disturbance_created = .FALSE., &
422                first_call_advec_particles = .TRUE., &
423                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
424                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
425                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
426                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
427                iso2d_output = .FALSE., large_scale_subsidence = .FALSE., &
428                mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
429                netcdf_output = .FALSE., ocean = .FALSE., &
430                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
431                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
432                plant_canopy = .FALSE., &
433                prandtl_layer = .TRUE., precipitation = .FALSE., &
434                profil_output = .FALSE., radiation = .FALSE., &
435                random_heatflux = .FALSE., run_control_header = .FALSE., &
436                run_coupled = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
437                stop_dt = .FALSE., terminate_run = .FALSE., &
438                turbulent_inflow = .FALSE., &
439                use_prior_plot1d_parameters = .FALSE., use_reference = .FALSE.,&
440                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
441                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
442                wall_adjustment = .TRUE.
443
444    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
445                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
446
447    REAL ::  advected_distance_x = 0.0, advected_distance_y = 0.0, &
448             alpha_surface = 0.0, asselin_filter_factor = 0.1, &
449             atmos_ocean_sign = 1.0, &
450             averaging_interval = 0.0, averaging_interval_pr = 9999999.9, &
451             averaging_interval_sp = 9999999.9, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
452             bottom_salinityflux = 0.0, &
453             building_height = 50.0, building_length_x = 50.0, &
454             building_length_y = 50.0, building_wall_left = 9999999.9, &
455             building_wall_south = 9999999.9, canyon_height = 50.0, &
456             canyon_width_x = 9999999.9, canyon_width_y = 9999999.9, &
457             canyon_wall_left = 9999999.9, canyon_wall_south = 9999999.9, &
458             cthf = 0.0, cfl_factor = -1.0, cos_alpha_surface, &
459             coupling_start_time, disturbance_amplitude = 0.25, &
460             disturbance_energy_limit = 0.01, &
461             disturbance_level_b = -9999999.9, &
462             disturbance_level_t = -9999999.9, &
463             dp_level_b = 0.0, drag_coefficient = 0.0, &
464             dt = -1.0, dt_averaging_input = 0.0, &
465             dt_averaging_input_pr = 9999999.9, dt_coupling = 9999999.9, &
466             dt_data_output = 9999999.9, &
467             dt_data_output_av = 9999999.9, dt_disturb = 9999999.9, &
468             dt_dopr = 9999999.9, dt_dopr_listing = 9999999.9, &
469             dt_dopts = 9999999.9, dt_dosp = 9999999.9, dt_dots = 9999999.9, &
470             dt_do2d_xy = 9999999.9, dt_do2d_xz = 9999999.9, &
471             dt_do2d_yz = 9999999.9, dt_do3d = 9999999.9, dt_dvrp = 9999999.9, &
472             dt_max = 20.0, dt_prel = 9999999.9, dt_restart = 9999999.9, &
473             dt_run_control = 60.0, dt_3d = -1.0, dz = -1.0, &
474             dz_max = 9999999.9, dz_stretch_factor = 1.08, &
475             dz_stretch_level = 100000.0, e_init = 0.0, e_min = 0.0, &
476             end_time = 0.0, &
477             f = 0.0, fs = 0.0, g = 9.81, inflow_damping_height = 9999999.9, &
478             inflow_damping_width = 9999999.9, kappa = 0.4, km_constant = -1.0,&
479             km_damp_max = -1.0, lad_surface = 0.0,  &
480             leaf_surface_concentration = 0.0, long_filter_factor = 0.0, &
481             mask_scale_x = 1.0, mask_scale_y = 1.0, mask_scale_z = 1.0, &
482             maximum_cpu_time_allowed = 0.0,  &
483             molecular_viscosity = 1.461E-5, &
484             old_dt = 1.0E-10, omega = 7.29212E-5, omega_sor = 1.8, &
485             overshoot_limit_e = 0.0, overshoot_limit_pt = 0.0, &
486             overshoot_limit_u = 0.0, overshoot_limit_v = 0.0, &
487             overshoot_limit_w = 0.0, particle_maximum_age = 9999999.9, &
488             phi = 55.0, prandtl_number = 1.0, &
489             precipitation_amount_interval = 9999999.9, prho_reference, &
490             pt_reference = 9999999.9, pt_slope_offset = 0.0, &
491             pt_surface = 300.0, pt_surface_initial_change = 0.0, &
492             q_surface = 0.0, q_surface_initial_change = 0.0, &
493             rayleigh_damping_factor = -1.0, rayleigh_damping_height = -1.0, &
494             recycling_width = 9999999.9, residual_limit = 1.0E-4, &
495             restart_time = 9999999.9, rho_reference, rho_surface, &
496             rif_max = 1.0, rif_min = -5.0, roughness_length = 0.1, &
497             sa_surface = 35.0, scalar_exchange_coefficient = 0.0, &
498             simulated_time = 0.0, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
499             skip_time_data_output = 0.0, skip_time_data_output_av = 9999999.9,&
500             skip_time_dopr = 9999999.9, skip_time_dosp = 9999999.9, &
501             skip_time_do2d_xy = 9999999.9, skip_time_do2d_xz = 9999999.9, &
502             skip_time_do2d_yz = 9999999.9, skip_time_do3d = 9999999.9, &
503             surface_heatflux = 9999999.9, surface_pressure = 1013.25, &
504             surface_scalarflux = 0.0, surface_waterflux = 0.0, &
505             s_surface = 0.0, s_surface_initial_change = 0.0, &
506             termination_time_needed = -1.0, time_coupling = 0.0, &
507             time_disturb = 0.0, time_dopr = 0.0, time_dopr_av = 0.0, &
508             time_dopr_listing = 0.0, time_dopts = 0.0, time_dosp = 0.0, &
509             time_dosp_av = 0.0, time_dots = 0.0, time_do2d_xy = 0.0, &
510             time_do2d_xz = 0.0, time_do2d_yz = 0.0, time_do3d = 0.0, &
511             time_do_av = 0.0, time_do_sla = 0.0, time_dvrp = 0.0, &
512             time_prel = 0.0, time_restart = 9999999.9, time_run_control = 0.0,&
513             time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9, &
514             top_momentumflux_u = 9999999.9, &
515             top_momentumflux_v = 9999999.9, top_salinityflux = 9999999.9, &
516             ug_surface = 0.0, u_bulk = 0.0, u_gtrans = 0.0, &
517             ups_limit_e = 0.0, ups_limit_pt = 0.0, ups_limit_u = 0.0, &
518             ups_limit_v = 0.0, ups_limit_w = 0.0, vg_surface = 0.0, &
519             v_bulk = 0.0, v_gtrans = 0.0, wall_adjustment_factor = 1.8, &
520             z_max_do1d = -1.0, z_max_do1d_normalized = -1.0, z_max_do2d = -1.0
521
522    REAL ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0, &
523             do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0, dpdxy(1:2) = 0.0, &
524             dt_domask(max_masks) = 9999999.9, lad_vertical_gradient(10) = 0.0,&
525             lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
526             mask_scale(3), &
527             pt_vertical_gradient(10) = 0.0, &
528             pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
529             q_vertical_gradient(10) = 0.0, &
530             q_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
531             s_vertical_gradient(10) = 0.0, &
532             s_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
533             sa_vertical_gradient(10) = 0.0, &
534             sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
535             skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9, threshold(20) = 0.0, &
536             time_domask(max_masks) = 0.0, &
537             tsc(10) = (/ 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 /), &
538             ug_vertical_gradient(10) = 0.0, &
539             ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
540             vg_vertical_gradient(10) = 0.0, &
541             vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
542             volume_flow(1:2) = 0.0, volume_flow_area(1:2) = 0.0, &
543             volume_flow_initial(1:2) = 0.0, wall_heatflux(0:4) = 0.0, &
544             wall_humidityflux(0:4) = 0.0, wall_qflux(0:4) = 0.0, &
545             wall_salinityflux(0:4) = 0.0, wall_scalarflux(0:4) = 0.0, &
546             ws_vertical_gradient(10) = 0.0, &
547             ws_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9
548
549    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
550
551    REAL, DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) ::       &
552        mask_x = -1.0, mask_y = -1.0, mask_z = -1.0
553    REAL, DIMENSION(max_masks,3) ::                        &
554        mask_x_loop = (/ -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     & 
555                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
556                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
557                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
558                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
559                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
560                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
561                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
562                          0.0,  0.0,  0.0,  0.0,  0.0,     &
563                          0.0,  0.0,  0.0,  0.0,  0.0,     &
564                          0.0,  0.0,  0.0,  0.0,  0.0,     &
565                          0.0,  0.0,  0.0,  0.0,  0.0  /), &
566       
567        mask_y_loop = (/ -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     & 
568                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
569                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
570                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
571                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
572                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
573                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
574                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
575                          0.0,  0.0,  0.0,  0.0,  0.0,     &
576                          0.0,  0.0,  0.0,  0.0,  0.0,     &
577                          0.0,  0.0,  0.0,  0.0,  0.0,     &
578                          0.0,  0.0,  0.0,  0.0,  0.0  /), &
579                           
580        mask_z_loop = (/ -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     & 
581                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
582                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
583                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
584                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
585                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
586                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
587                         -1.0, -1.0, -1.0, -1.0, -1.0,     &
588                          0.0,  0.0,  0.0,  0.0,  0.0,     &
589                          0.0,  0.0,  0.0,  0.0,  0.0,     &
590                          0.0,  0.0,  0.0,  0.0,  0.0,     &
591                          0.0,  0.0,  0.0,  0.0,  0.0  /) 
592   
593!
594!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
595       REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
596
597    SAVE
598
599 END MODULE control_parameters
600
601
602
603
604 MODULE cpulog
605
606!------------------------------------------------------------------------------!
607! Description:
608! ------------
609! Definition of variables for cpu-time measurements
610!------------------------------------------------------------------------------!
611
612    REAL ::  initial_wallclock_time
613
614    TYPE logpoint
615       REAL               ::  isum, ivect, mean, mtime, mtimevec, sum, vector
616       INTEGER            ::  counts
617       CHARACTER (LEN=20) ::  place
618    END TYPE logpoint
619
620    TYPE(logpoint), DIMENSION(100) ::  log_point = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0,   &
621                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' ),          &
622                                       log_point_s = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0, &
623                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' )
624
625    SAVE
626
627 END MODULE cpulog
628
629
630
631
632 MODULE dvrp_variables
633
634!------------------------------------------------------------------------------!
635! Description:
636! ------------
637! Definition of variables used with dvrp-software
638!------------------------------------------------------------------------------!
639
640    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
641                           particle_dvrpsize = 'none'
642
643    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
644                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
645
646    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
647                           dvrp_file      = 'default',                    &
648                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
649                           dvrp_password  = '********',                   &
650                           dvrp_username  = ' '
651
652    INTEGER ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
653                dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
654                nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
655                nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
656                pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
657                pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
658                vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
659                vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
660
661    INTEGER, DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
662
663    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
664                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
665                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
666
667    REAL    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9, clip_dvrp_n = 9999999.9, &
668                clip_dvrp_r = 9999999.9, clip_dvrp_s = 9999999.9, &
669                superelevation = 1.0, superelevation_x = 1.0,     &
670                superelevation_y = 1.0, vc_alpha = 38.0
671
672    REAL, DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0, 1.0 /), &
673                           dvrpsize_interval = (/ 0.0, 1.0 /)
674
675    REAL, DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0, 0.6, 0.0 /), &
676                           topography_color = (/ 0.8, 0.7, 0.6 /)
677
678#if defined( __decalpha )
679    REAL, DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/       &
680                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
681                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
682                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0 /), (/ 2, 10 /) )
683
684    REAL, DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                  &
685                                0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
686                                0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
687                                0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
688                                0.1, 0.4, 0.1 /), (/ 3, 10 /) )
689
690    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
691                                  RESHAPE( (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0,      &
692                                               70.0,  25.0,  25.0, -25.0,      &
693                                              ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),         &
694                                           (/ 2, 100 /) ),                     &
695                                  interval_l_dvrp = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0,&
696                                  interval_a_dvrp = 0.0,                       &
697                                  interval_values_dvrp_prt,                    &
698                                  interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
699                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
700                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
701                                                  (/ 2, 100 /) ),              &
702                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5,                   &
703                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0,                   &
704                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
705#else
706    REAL, DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
707
708    REAL, DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
709
710    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
711                                  interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
712                                  interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5, &
713                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0, &
714                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0, interval_a_dvrp = 0.0, &
715                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
716
717    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
718                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
719                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
720                                     -1.0, 1.0 /
721
722    DATA  isosurface_color / 0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
723                             0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
724                             0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
725                             0.1, 0.4, 0.1 /
726
727    DATA  interval_h_dvrp / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
728                            25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
729
730    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
731                                25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
732#endif
733
734    REAL(4), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
735
736    TYPE steering
737       CHARACTER (LEN=20) ::  name
738       REAL(4)            ::  min, max
739       INTEGER            ::  imin, imax
740    END TYPE steering
741
742    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
743
744    SAVE
745
746 END MODULE dvrp_variables
747
748
749
750
751 MODULE grid_variables
752
753!------------------------------------------------------------------------------!
754! Description:
755! ------------
756! Definition of grid spacings
757!------------------------------------------------------------------------------!
758
759    REAL ::  ddx, ddx2, dx = 1.0, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0, dy2
760
761    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
762
763    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
764                                          fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
765                                          wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
766                                          zu_s_inner, zw_w_inner
767
768    SAVE
769
770 END MODULE grid_variables
771
772
773
774
775 MODULE indices
776
777!------------------------------------------------------------------------------!
778! Description:
779! ------------
780! Definition of array bounds and number of gridpoints
781!------------------------------------------------------------------------------!
782
783    INTEGER ::  ngp_sums, nnx, nx = 0, nxa, nxl, nxlu, nxr, nxra, nx_on_file,  &
784                nny, ny = 0, nya, nyn, nyna, nys, nysv, ny_on_file, nnz,       &
785                nz = 0, nza, nzb, nzb_diff, nzt, nzta, nzt_diff
786
787    INTEGER( KIND = SELECTED_INT_KIND(18) ), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
788                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
789
790    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                      &
791                ngp_2dh, nnx_pe, nny_pe, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
792
793    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                    &
794                ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner, mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner,  &
795                nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u, nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer,&
796                nzb_s_inner, nzb_s_outer, nzb_u_inner, nzb_u_outer,            &
797                nzb_v_inner, nzb_v_outer, nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
798
799    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
800
801    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  wall_flags_1,           &
802                wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4, wall_flags_5,        &
803                wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8, wall_flags_9,        &
804                wall_flags_10
805
806    SAVE
807
808 END MODULE indices
809
810
811
812
813 MODULE interfaces
814
815!------------------------------------------------------------------------------!
816! Description:
817! ------------
818! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
819!------------------------------------------------------------------------------!
820
821    INTERFACE
822
823       SUBROUTINE cpu_log( log_event, place, modus, barrierwait )
824
825          USE cpulog
826
827          CHARACTER (LEN=*)           ::  modus, place
828          CHARACTER (LEN=*), OPTIONAL ::  barrierwait
829          TYPE(logpoint)              ::  log_event
830
831       END SUBROUTINE cpu_log
832
833    END INTERFACE
834
835
836
837    INTERFACE
838
839       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, wert, &
840                                   wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
841          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  mode
842          INTEGER, INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
843          INTEGER                       ::  wert_ijk(3)
844          INTEGER, OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
845          REAL                          ::  wert
846          REAL, OPTIONAL                ::  wert1
847          REAL, INTENT(IN)              ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
848
849       END SUBROUTINE global_min_max
850
851    END INTERFACE
852
853    SAVE
854
855 END MODULE interfaces
856
857
858
859 MODULE pointer_interfaces
860
861!------------------------------------------------------------------------------!
862! Description:
863! ------------
864! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
865! prognostic_equations
866!------------------------------------------------------------------------------!
867
868    INTERFACE
869
870       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
871
872          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
873          REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
874
875       END SUBROUTINE advec_s_bc
876
877    END INTERFACE
878
879
880    SAVE
881
882 END MODULE pointer_interfaces
883
884
885
886
887 MODULE model_1d
888
889!------------------------------------------------------------------------------!
890! Description:
891! ------------
892! Definition of variables for the 1D-model
893!------------------------------------------------------------------------------!
894
895    INTEGER ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d, &
896                last_dt_change_1d = 0 
897
898    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
899
900    REAL ::     damp_level_1d = -1.0, dt_1d = 60.0, dt_max_1d = 300.0, &
901                dt_pr_1d = 9999999.9, dt_run_control_1d = 60.0, &
902                end_time_1d = 864000.0, old_dt_1d = 1.0E-10, &
903                qs1d, simulated_time_1d = 0.0, time_pr_1d = 0.0, &
904                time_run_control_1d = 0.0, ts1d, us1d, usws1d, usws1d_m, &
905                vsws1d, vsws1d_m, z01d
906
907
908    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_m, e1d_p, kh1d, kh1d_m, km1d, &
909                                        km1d_m, l_black, l1d, l1d_m, rif1d,    &
910                                        te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, te_vm, &
911                                        u1d, u1d_m, u1d_p, v1d, v1d_m, v1d_p
912
913    SAVE
914
915 END MODULE model_1d
916
917
918
919
920 MODULE netcdf_control
921
922!------------------------------------------------------------------------------!
923! Description:
924! ------------
925! Definition of parameters and variables for netcdf control.
926!------------------------------------------------------------------------------!
927
928    USE control_parameters
929#if defined( __netcdf )
930    USE netcdf
931#endif
932
933    INTEGER, PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 26, dots_max = 100
934
935    INTEGER ::  dots_num = 23
936
937    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
938         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
939            'z_i   ' /)
940
941    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
942         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
943            'z_i   ' /)
944
945    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
946          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
947             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
948             'w_up   ', 'w_down ', 'npt_max', 'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', &
949             'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', 'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', &
950             'w"2    ', 'npt*2  ' /)
951
952    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
953          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
954             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
955             'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', 'number ', 'm2     ', 'm2     ', &
956             'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
957             'm2/s2  ', 'number2' /)
958
959    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
960          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
961             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
962             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
963             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ', 'q*     ',            &
964             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
965
966    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
967          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
968             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
969             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
970             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ', 'kg/kg  ',            &
971             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
972
973    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
974
975    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
976
977    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
978          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
979             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
980             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
981             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
982             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
983             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
984             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
985             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
986             'not_used        ' /)
987
988    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
989          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
990             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
991             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
992             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
993             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
994             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
995             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
996             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
997             'not_used        ' /)
998
999    INTEGER ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
1000                id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
1001                id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
1002                id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
1003                id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
1004                id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
1005                id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
1006
1007    INTEGER, DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
1008                id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
1009                id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
1010                id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
1011                id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
1012                id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
1013                id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
1014                id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
1015                id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
1016                id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
1017                id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
1018                id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
1019                id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
1020                id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
1021                id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
1022                id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
1023                id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
1024                id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
1025
1026    INTEGER, DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
1027    INTEGER, DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
1028    INTEGER, DIMENSION(50)  ::  nc_precision
1029    INTEGER, DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1030
1031    INTEGER, DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1032    INTEGER, DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1033    INTEGER, DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1034                                           id_var_z_pr
1035    INTEGER, DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1036
1037!
1038!-- masked output
1039    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1040
1041    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1042
1043    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1044                id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1045                id_dim_zw_mask, &
1046                id_set_mask, &
1047                id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1048                id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1049                id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1050
1051    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1052
1053    SAVE
1054
1055 END MODULE netcdf_control
1056
1057
1058
1059 MODULE particle_attributes
1060
1061!------------------------------------------------------------------------------!
1062! Description:
1063! ------------
1064! Definition of variables used to compute particle transport
1065!------------------------------------------------------------------------------!
1066
1067    USE array_kind
1068
1069    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
1070                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb'
1071
1072#if defined( __parallel )
1073    INTEGER ::  mpi_particle_type
1074#endif
1075    INTEGER ::  ibc_par_lr, ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t,                  &
1076                iran_part = -1234567, maximum_number_of_particles = 1000,      &
1077                maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
1078                maximum_number_of_tails = 0,                                   &
1079                number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
1080                number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
1081                number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
1082                offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
1083                particle_file_count = 0, skip_particles_for_tail = 100,        &
1084                total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0
1085
1086    INTEGER, PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
1087
1088    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
1089    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
1090
1091    LOGICAL ::  particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
1092                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
1093                uniform_particles = .TRUE., use_particle_tails = .FALSE.,      &
1094                use_sgs_for_particles = .FALSE.,                               &
1095                write_particle_statistics = .FALSE.
1096
1097    LOGICAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::                       &
1098                vertical_particle_advection = .TRUE.
1099
1100    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
1101
1102    REAL    ::  c_0 = 3.0, dt_min_part = 0.0002, dt_sort_particles = 0.0,      &
1103                dt_write_particle_data = 9999999.9, dvrp_psize = 9999999.9,    &
1104                end_time_prel = 9999999.9, initial_weighting_factor = 1.0,     &
1105                maximum_tailpoint_age = 100000.0,                              &
1106                minimum_tailpoint_distance = 0.0,                              &
1107                particle_advection_start = 0.0, sgs_wfu_part = 0.3333333,      &
1108                sgs_wfv_part = 0.3333333, sgs_wfw_part = 0.3333333,            &
1109                time_sort_particles = 0.0, time_write_particle_data = 0.0
1110
1111    REAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
1112                density_ratio = 9999999.9, pdx = 9999999.9, pdy = 9999999.9, &
1113                pdz = 9999999.9, psb = 9999999.9, psl = 9999999.9,           &
1114                psn = 9999999.9, psr = 9999999.9, pss = 9999999.9,           &
1115                pst = 9999999.9, radius = 9999999.9
1116
1117    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
1118
1119
1120    TYPE particle_type
1121       SEQUENCE
1122       REAL    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
1123                   origin_z, radius, speed_x, speed_x_sgs, speed_y,         &
1124                   speed_y_sgs, speed_z, speed_z_sgs, weight_factor, x, y, z
1125       INTEGER ::  color, group, tailpoints, tail_id
1126    END TYPE particle_type
1127
1128    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles, &
1129                                                       particles
1130
1131    TYPE particle_groups_type
1132       SEQUENCE
1133       REAL    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
1134    END TYPE particle_groups_type
1135
1136    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
1137                   particle_groups
1138
1139    SAVE
1140
1141 END MODULE particle_attributes
1142
1143
1144
1145
1146
1147 MODULE pegrid
1148
1149!------------------------------------------------------------------------------!
1150! Description:
1151! ------------
1152! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1153! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1154! MPI-calls.
1155!------------------------------------------------------------------------------!
1156
1157#if defined( __parallel )
1158#if defined( __lc )
1159    USE MPI
1160#else
1161    INCLUDE "mpif.h"
1162#endif
1163#endif
1164    CHARACTER(LEN=5)       ::  myid_char = ''
1165    INTEGER                ::  id_inflow = 0, id_recycling = 0, myid = 0,      &
1166                               target_id, npex = -1, npey = -1, numprocs = 1,  &
1167                               numprocs_previous_run = -1,                     &
1168                               tasks_per_node = -9999, threads_per_task = 1
1169
1170    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1171                                             hor_index_bounds_previous_run
1172
1173#if defined( __parallel )
1174#if defined( __mpi2 )
1175    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1176#endif
1177
1178    INTEGER ::  comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter, comm_palm, ierr, myidx,  &
1179                myidy, ndim = 2, ngp_xy, ngp_y, pleft, pnorth, pright, psouth, &
1180                sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz, sendrecvcount_zx,          &
1181                sendrecvcount_zyd, sendrecvcount_yxd,                          &
1182                type_x, type_x_int, type_xy
1183
1184    INTEGER ::  ibuf(12), pcoord(2), pdims(2), status(MPI_STATUS_SIZE)
1185
1186    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz
1187
1188    LOGICAL ::  reorder = .TRUE.
1189    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1190                              remain_dims
1191#endif
1192
1193    SAVE
1194
1195 END MODULE pegrid
1196
1197
1198
1199
1200 MODULE profil_parameter
1201
1202!------------------------------------------------------------------------------!
1203! Description:
1204! ------------
1205! Definition of variables which control PROFIL-output
1206!------------------------------------------------------------------------------!
1207
1208    INTEGER, PARAMETER ::  crmax = 100
1209
1210    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  dopr_label = ' '
1211
1212    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(crmax) ::  cross_normalized_x = ' ', &
1213                                             cross_normalized_y = ' '
1214
1215    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1216                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1217                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1218                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1219                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1220                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1221                              ' L                  ',                         &
1222                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1223
1224    CHARACTER (LEN=40), DIMENSION(crmax) ::  cross_xtext = &
1225                           (/ 'windspeed in ms>->1         ', &
1226                              'pot. temperature in K       ', &
1227                              'heat flux in K ms>->1       ', &
1228                              'momentum flux in m>2s>2     ', &
1229                              'eddy diffusivity in m>2s>->1', &
1230                              'mixing length in m          ', &
1231                            ( '                            ', i9 = 1, 94 ) /)
1232
1233    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1234                           (/ ' u v                           ', &
1235                              ' pt                            ', &
1236                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1237                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1238                              ' km kh                         ', &
1239                              ' l                             ', &
1240                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1241
1242    INTEGER ::  profile_columns = 3, profile_rows = 2, profile_number = 0
1243
1244    INTEGER ::  cross_linecolors(100,crmax) = 1, &
1245                cross_linestyles(100,crmax) = 0, &
1246                cross_profile_numbers(100,crmax) = 0, &
1247                cross_pnc_local(crmax), cross_profile_number_count(crmax) = 0, &
1248                cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1249                cross_ts_number_count(crmax) = 0, dopr_crossindex(100) = 0, &
1250                dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1251                dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0, &
1252                linecolors(10) = (/ 2, 3, 4,  5, 7, 8, 12, 15, 16, 23 /), &
1253                linestyles(11) = (/ 0, 7, 3, 10, 4, 1,  9,  2,  5,  8, 6 /)
1254               
1255
1256    REAL ::  cross_normx_factor(100,crmax) = 1.0, &
1257             cross_normy_factor(100,crmax) = 1.0, &
1258             cross_ts_uymax(20) = &
1259                             (/ 999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1260                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1261                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1262                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1263             cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999, &
1264             cross_ts_uymin(20) = &
1265                             (/ 999.999, 999.999, 999.999,  -5.000, 999.999,   &
1266                                999.999,   0.000, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1267                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1268                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1269             cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999, &
1270             cross_uxmax(crmax) = 0.0, cross_uxmax_computed(crmax) = -1.0, &
1271             cross_uxmax_normalized(crmax) = 0.0, &
1272             cross_uxmax_normalized_computed(crmax) = -1.0, &
1273             cross_uxmin(crmax) = 0.0, cross_uxmin_computed(crmax) =  1.0, &
1274             cross_uxmin_normalized(crmax) = 0.0, &
1275             cross_uxmin_normalized_computed(crmax) = 1.0, &
1276             cross_uymax(crmax), cross_uymin(crmax)
1277
1278    SAVE
1279
1280 END MODULE profil_parameter
1281
1282
1283
1284
1285 MODULE spectrum
1286
1287!------------------------------------------------------------------------------!
1288! Description:
1289! ------------
1290! Definition of quantities used for computing spectra
1291!------------------------------------------------------------------------------!
1292
1293    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1294                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1295    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1296    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1297    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1298                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1299                                              '-power spectrum of v     ', &
1300                                              '-power spectrum of w     ', &
1301                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1302                                              '-power spectrum of q     ' /)
1303    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1304                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1305                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1306                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1307                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1308                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1309
1310    INTEGER ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1311
1312    INTEGER ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1313                lstyles(100) = (/ 0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1314                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1315                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1316                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1317                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1318                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1319                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1320                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1321                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1322                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1323                plot_spectra_level(100) = 999999
1324
1325    REAL    ::  time_to_start_sp = 0.0
1326
1327    SAVE
1328
1329 END MODULE spectrum
1330
1331
1332
1333
1334 MODULE statistics
1335
1336!------------------------------------------------------------------------------!
1337! Description:
1338! ------------
1339! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1340!------------------------------------------------------------------------------!
1341
1342    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1343    INTEGER ::  pr_palm = 80, statistic_regions = 0
1344    INTEGER ::  u_max_ijk(3), v_max_ijk(3), w_max_ijk(3)
1345    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1346    REAL ::     u_max, v_max, w_max
1347    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l
1348    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value
1349    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1350                                              spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1351                                              sums_up_fraction_l
1352    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1353
1354    SAVE
1355
1356 END MODULE statistics
1357
1358
1359
1360
1361 MODULE transpose_indices
1362
1363!------------------------------------------------------------------------------!
1364! Description:
1365! ------------
1366! Definition of indices for transposed arrays
1367!------------------------------------------------------------------------------!
1368
1369    INTEGER ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_ya, nxr_yd, nxr_yda, nxr_z, &
1370                nxr_za, nyn_x, nyn_xa, nyn_z, nyn_za, nys_x, nys_z, nzb_x,   &
1371                nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_xa, nzt_y, nzt_ya, nzt_yd, nzt_yda
1372               
1373
1374    SAVE
1375
1376 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.