source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 564

Last change on this file since 564 was 564, checked in by helmke, 11 years ago

several changes for an unlimited output of mask data and message IDs changed

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 58.5 KB
Line 
1 MODULE advection
2
3
4!------------------------------------------------------------------------------!
5! Current revisions:
6! -----------------
7! nc_precision and netcdf_precision dimension changed to 11, all default
8! values of mask_xyz_loop changed to -1.0, dimension of openfile changed to
9! 200+2*max_masks, max_masks changed to 50
10!
11! Former revisions:
12! -----------------
13! $Id: modules.f90 564 2010-09-30 13:18:59Z helmke $
14!
15! 553 2010-09-01 14:09:06Z weinreis
16! parameters for masked output are replaced by arrays
17!
18! 531 2010-04-21 06:47:21Z heinze
19! character length of dopr_unit enlarged
20!
21! 519 2010-03-19 05:30:02Z raasch
22! -replace_char, replace_by
23!
24! 493 2010-03-01 08:30:24Z raasch
25! +netcdf_data_format, -netcdf_64bit, -netcdf_64bit_3d, -netcdf_format_mask*,
26! -nc_format_mask, -format_parallel_io
27!
28! 485 2010-02-05 10:57:51Z raasch
29! ngp_3d, ngp_3d_inner changed to 64 bit
30!
31! 449 2010-02-02 11:23:59Z raasch
32! -var_ts: replaced by dots_max,
33! initial data assignments to some dvrp arrays changed due to error messages
34! from gfortran compiler
35! +large_scale_subsidence, ws_vertical_gradient, ws_vertical_gradient_level,
36! ws_vertical_gradient_level_ind, w_subs
37!
38! 410 2009-12-04 17:05:40Z letzel
39! masked data output: + dt_domask, mask_01~20_x|y|z, mask_01~20_x|y|z_loop,
40! mask_scale|_x|y|z, masks, skip_time_domask
41!
42! 388 2009-09-23 09:40:33Z raasch
43! +prho, prho_1
44! +bc_lr_cyc, bc_ns_cyc
45! +output_for_t0
46! translation error of actual -> current revisions fixed
47! +q* in dots_label, dots_unit. increased dots_num respectively
48! typographical error in dots_unit fixed
49! +clip_dvrp_*, cluster_size, color_interval, dvrpsize_interval, dvrp_overlap,
50! dvrp_total_overlap, groundplate_color, local_dvrserver_running, n*_dvrp,
51! interval_*_dvrp_prt, isosurface_color, particle_color, particle_dvrpsize,
52! topography color in dvrp_variables,
53! vertical_particle_advection is a 1d-array,
54! +canyon_height, canyon_width_x, canyon_width_y, canyon_wall_left,
55! canyon_wall_south, conserve_volume_flow_mode, coupling_start_time,
56! dp_external, dp_level_b, dp_level_ind_b, dp_smooth, dp_smooth_factor, dpdxy,
57! run_coupled, time_since_reference_point, u_bulk, v_bulk in control_parameters,
58! default value of grid_matching changed to strict
59! +shf_av, qsws_av
60!
61! 217 2008-12-09 18:00:48Z letzel
62! +topography_grid_convention
63! some dvrp-variables changed to single precision, variables for dvrp-mode
64! pathlines added, +target_id, abort_mode, message_string
65!
66! 197 2008-09-16 15:29:03Z raasch
67! allow 100 spectra levels instead of 10 for consistency with
68! define_netcdf_header, +canopy_heat_flux, cthf, lai,
69! +leaf_surface_concentration, scalar_exchange_coefficient, sec, sls
70! +hor_index_bounds, hor_index_bounds_previous_run, id_inflow, id_recycling,
71! inflow_damping_*, mean_inflow_profiles, numprocs_previous_run, nx_on_file,
72! ny_on_file, offset_ocean_*, recycling_plane, recycling_width, turbulent_inflow
73! -myid_char_14
74!
75! 138 2007-11-28 10:03:58Z letzel
76! +drag_coefficient, pch_index, lad_surface, lad_vertical_gradient,
77! lad_vertical_gradient_level, plant_canopy, lad, lad_s, lad_u, lad_v,
78! lad_w, cdc, lad_vertical_gradient_level_ind, canopy_mode
79! +dt_sort_particles, ngp_2dh_s_inner, time_sort_particles, flags,
80! wall_flags_1..10, wall_humidityflux(0:4), wall_qflux(0:4),
81! wall_salinityflux(0:4), wall_scalarflux(0:4)
82!
83! 108 2007-08-24 15:10:38Z letzel
84! +comm_inter, constant_top_momentumflux, coupling_char, coupling_mode,
85! coupling_mode_remote, c_u, c_v, c_w, dt_coupling, e_init, humidity_remote,
86! ngp_xy, nxlu, nysv, port_name, qswst_remote, terminate_coupled,
87! terminate_coupled_remote, time_coupling, top_momentumflux_u|v, type_xy,
88! uswst*, vswst*
89!
90! 97 2007-06-21 08:23:15Z raasch
91! +atmos_ocean_sign, ocean, r, + salinity variables
92! defaults of .._vertical_gradient_levels changed from -1.0 to -9999999.9
93! hydro_press renamed hyp, use_pt_reference renamed use_reference
94!
95! 89 2007-05-25 12:08:31Z raasch
96! +data_output_pr_user, max_pr_user, size of data_output_pr, dopr_index,
97! dopr_initial_index and dopr_unit enlarged,
98! var_hom and var_sum renamed pr_palm
99!
100! 82 2007-04-16 15:40:52Z raasch
101! +return_addres, return_username
102! Cpp-directive lcmuk renamed lc
103!
104! 75 2007-03-22 09:54:05Z raasch
105! +arrays precipitation_amount, precipitation_rate, precipitation_rate_av,
106! rif_wall, z0_av, +arrays u_m_l, u_m_r, etc. for radiation boundary conditions,
107! +loop_optimization, netcdf_64bit_3d, zu_s_inner, zw_w_inner, id_var_zusi_*,
108! id_var_zwwi_*, ts_value, u_nzb_p1_for_vfc, v_nzb_p1_for_vfc, pt_reference,
109! use_pt_reference, precipitation_amount_interval, revision
110! +age_m in particle_type, moisture renamed humidity,
111! -data_output_ts, dots_n, uvmean_outflow, uxrp, vynp,
112! arrays dots_label and dots_unit now dimensioned with dots_max,
113! setting of palm version moved to main program
114!
115! 37 2007-03-01 08:33:54Z raasch
116! +constant_top_heatflux, top_heatflux, use_top_fluxes, +arrays for top fluxes,
117! +nzt_diff, default of bc_pt_t renamed "initial_gradient"
118! Bugfix: p is not a pointer
119!
120! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
121!
122! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
123! version 3.1b (last under RCS control)
124!
125! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
126! Initial revision
127!
128!
129! Description:
130! ------------
131! Definition of variables for special advection schemes
132!------------------------------------------------------------------------------!
133
134    REAL ::  spl_gamma_x, spl_gamma_y
135
136    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex, spl_z_x, spl_z_y
137    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  spl_tri_x, spl_tri_y, spl_tri_zu, &
138                                          spl_tri_zw
139
140    SAVE
141
142 END MODULE advection
143
144
145
146
147 MODULE array_kind
148
149!------------------------------------------------------------------------------!
150! Description:
151! ------------
152! Definition of type parameters (used for the definition of single or double
153! precision variables)
154!------------------------------------------------------------------------------!
155
156    INTEGER, PARAMETER ::  dpk = SELECTED_REAL_KIND( 12 ), &
157                           spk = SELECTED_REAL_KIND( 6 )
158
159    SAVE
160
161 END MODULE array_kind
162
163
164
165
166 MODULE arrays_3d
167
168!------------------------------------------------------------------------------!
169! Description:
170! ------------
171! Definition of all arrays defined on the computational grid
172!------------------------------------------------------------------------------!
173
174    USE array_kind
175
176    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                         &
177          ddzu, dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, km_damp_x,  &
178          km_damp_y, lad, l_grid, pt_init, q_init, rdf, sa_init, ug, u_init,   &
179          u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, w_subs, zu, zw
180
181    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                       &
182          c_u, c_v, c_w, dzu_mg, dzw_mg, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                  &
183          mean_inflow_profiles, pt_slope_ref, qs, qswst_remote, ts, us, z0
184
185    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                               &
186          qsws_1, qsws_2, qswst_1, qswst_2, rif_1, rif_2, saswsb_1, saswst_1,  &
187          shf_1, shf_2, tswst_1, tswst_2, usws_1, usws_2, uswst_1, uswst_2,    &
188          vsws_1, vsws_2, vswst_1, vswst_2
189
190    REAL, DIMENSION(:,:), POINTER ::                                           &
191          qsws, qsws_m, qswst, qswst_m, rif, rif_m, saswsb, saswst, shf,       &
192          shf_m, tswst, tswst_m, usws, uswst, usws_m, uswst_m, vsws, vswst,    &
193          vsws_m, vswst_m
194
195    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                     &
196          canopy_heat_flux, cdc, d, diss, lad_s, lad_u, lad_v, lad_w, lai,     &
197          l_wall, sec, sls, tend, u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l, v_m_n,    &
198          v_m_r, v_m_s, w_m_l, w_m_n, w_m_r, w_m_s
199
200    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
201          ql_v, ql_vp
202
203    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
204          e_1, e_2, e_3, kh_1, kh_2, km_1, km_2, p, prho_1, pt_1, pt_2, pt_3,  &
205          q_1, q_2, q_3, ql_1, ql_2, rho_1, sa_1, sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3,   &
206          v_1, v_2, v_3, vpt_1, vpt_2, w_1, w_2, w_3
207
208    REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                         &
209          e, e_m, e_p, kh, kh_m, km, km_m, prho, pt, pt_m, pt_p, q, q_m, q_p,  &
210          ql, ql_c, rho, sa, sa_p, te_m, tpt_m, tq_m, tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, &
211          u, u_m, u_p, v, v_m, v_p, vpt, vpt_m, w, w_m, w_p
212
213    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall
214
215    SAVE
216
217 END MODULE arrays_3d
218
219
220
221
222 MODULE averaging
223
224!------------------------------------------------------------------------------!
225! Description:
226! ------------
227! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
228!------------------------------------------------------------------------------!
229
230    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,       &
231                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av
232
233    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET :: &
234          e_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, q_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, &
235          ql_vp_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av, u_av, v_av, vpt_av, w_av
236
237 END MODULE averaging
238
239
240
241
242 MODULE cloud_parameters
243
244!------------------------------------------------------------------------------!
245! Description:
246! ------------
247! Definition of variables and constants for cloud physics
248!------------------------------------------------------------------------------!
249
250    REAL  ::  b_cond, cp = 1005.0, diff_coeff_l = 0.23E-4,                     &
251              effective_coll_efficiency, l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, l_v = 2.5E+06, &
252              mass_of_solute, molecular_weight_of_solute,                      &
253              prec_time_const = 0.001, ql_crit = 0.0005, rho_l = 1.0E3,        &
254              r_d = 287.0, r_v = 461.51, thermal_conductivity_l = 2.43E-2
255
256    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  pt_d_t, t_d_pt
257
258    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  precipitation_amount, &
259                                          precipitation_rate
260
261    SAVE
262
263 END MODULE cloud_parameters
264
265
266
267
268 MODULE constants
269
270!------------------------------------------------------------------------------!
271! Description:
272! ------------
273! Definition of general constants
274!------------------------------------------------------------------------------!
275
276    REAL    ::  pi = 3.141592654
277
278    SAVE
279
280 END MODULE constants
281
282
283
284
285 MODULE control_parameters
286
287!------------------------------------------------------------------------------!
288! Description:
289! ------------
290! Definition of parameters for program control
291!------------------------------------------------------------------------------!
292
293    TYPE plot_precision
294       CHARACTER (LEN=6) ::  variable
295       INTEGER           ::  precision
296    END TYPE plot_precision
297
298    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
299                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
300                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
301                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
302                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
303
304    TYPE file_status
305       LOGICAL ::  opened, opened_before
306    END TYPE file_status
307   
308    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
309
310    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
311                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
312
313    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
314    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
315    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
316    CHARACTER (LEN=6)    ::  grid_matching = 'strict'
317    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
318    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
319    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
320    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
321    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
322                             loop_optimization = 'default', &
323                             momentum_advec = 'pw-scheme', &
324                             psolver = 'poisfft', &
325                             scalar_advec = 'pw-scheme'
326    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
327                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
328                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
329                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
330                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
331                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
332                             bc_sa_t = 'neumann', &
333                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
334                             canopy_mode = 'block', &
335                             coupling_mode = 'uncoupled', &
336                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
337                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
338                             fft_method = 'system-specific', &
339                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
340                             random_generator = 'numerical-recipes', &
341                             return_addres, return_username, &
342                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'
343    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, topography = 'flat'
344    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
345    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
346    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ', run_description_header
347    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
348
349    CHARACTER (LEN=7),  DIMENSION(100) ::  do3d_comp_prec = ' '
350    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_format = ' '
351    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
352                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
353    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
354         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
355
356    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
357    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
358    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
359
360    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
361    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
362
363    INTEGER ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
364                average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
365                dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
366                disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
367                dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
368                dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
369                do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
370                dp_level_ind_b = 0, &
371                dvrp_filecount = 0, dz_stretch_level_index, gamma_mg, &
372                grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, ibc_pt_b, ibc_pt_t, &
373                ibc_q_b, ibc_q_t, ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, &
374                inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
375                intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
376                iran = -1234567, last_dt_change = 0, masks = 0, &
377                maximum_grid_level, max_pr_user = 0, mgcycles = 0, &
378                mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
379                netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, nsor = 20, &
380                nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
381                nz_do1d, nz_do3d = -9999, outflow_damping_width = -1, &
382                pch_index = 0, prt_time_count = 0, recycling_plane, runnr = 0, &
383                skip_do_avs = 0, terminate_coupled = 0, &
384                terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
385
386    INTEGER ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
387                do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
388                do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
389                do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
390                domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
391                lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
392                mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
393                mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
394                pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
395                q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
396                sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
397                section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
398                section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
399                ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
400                vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
401                ws_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999
402
403    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
404
405    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
406    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
407                mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
408
409    LOGICAL ::  adjust_mixing_length = .FALSE., avs_output = .FALSE., &
410                bc_lr_cyc =.TRUE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
411                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
412                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
413                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
414                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
415                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
416                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
417                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
418                cut_spline_overshoot = .TRUE., &
419                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., do2d_at_begin = .FALSE., &
420                do3d_at_begin = .FALSE., do3d_compress = .FALSE., &
421                do_sum = .FALSE., dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
422                dt_changed = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
423                disturbance_created = .FALSE., &
424                first_call_advec_particles = .TRUE., &
425                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
426                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
427                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
428                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
429                iso2d_output = .FALSE., large_scale_subsidence = .FALSE., &
430                mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
431                netcdf_output = .FALSE., ocean = .FALSE., &
432                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
433                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
434                plant_canopy = .FALSE., &
435                prandtl_layer = .TRUE., precipitation = .FALSE., &
436                profil_output = .FALSE., radiation = .FALSE., &
437                random_heatflux = .FALSE., run_control_header = .FALSE., &
438                run_coupled = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
439                stop_dt = .FALSE., terminate_run = .FALSE., &
440                turbulent_inflow = .FALSE., &
441                use_prior_plot1d_parameters = .FALSE., use_reference = .FALSE.,&
442                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
443                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
444                wall_adjustment = .TRUE.
445
446    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
447                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
448
449    REAL ::  advected_distance_x = 0.0, advected_distance_y = 0.0, &
450             alpha_surface = 0.0, asselin_filter_factor = 0.1, &
451             atmos_ocean_sign = 1.0, &
452             averaging_interval = 0.0, averaging_interval_pr = 9999999.9, &
453             averaging_interval_sp = 9999999.9, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
454             bottom_salinityflux = 0.0, &
455             building_height = 50.0, building_length_x = 50.0, &
456             building_length_y = 50.0, building_wall_left = 9999999.9, &
457             building_wall_south = 9999999.9, canyon_height = 50.0, &
458             canyon_width_x = 9999999.9, canyon_width_y = 9999999.9, &
459             canyon_wall_left = 9999999.9, canyon_wall_south = 9999999.9, &
460             cthf = 0.0, cfl_factor = -1.0, cos_alpha_surface, &
461             coupling_start_time, disturbance_amplitude = 0.25, &
462             disturbance_energy_limit = 0.01, &
463             disturbance_level_b = -9999999.9, &
464             disturbance_level_t = -9999999.9, &
465             dp_level_b = 0.0, drag_coefficient = 0.0, &
466             dt = -1.0, dt_averaging_input = 0.0, &
467             dt_averaging_input_pr = 9999999.9, dt_coupling = 9999999.9, &
468             dt_data_output = 9999999.9, &
469             dt_data_output_av = 9999999.9, dt_disturb = 9999999.9, &
470             dt_dopr = 9999999.9, dt_dopr_listing = 9999999.9, &
471             dt_dopts = 9999999.9, dt_dosp = 9999999.9, dt_dots = 9999999.9, &
472             dt_do2d_xy = 9999999.9, dt_do2d_xz = 9999999.9, &
473             dt_do2d_yz = 9999999.9, dt_do3d = 9999999.9, dt_dvrp = 9999999.9, &
474             dt_max = 20.0, dt_prel = 9999999.9, dt_restart = 9999999.9, &
475             dt_run_control = 60.0, dt_3d = -1.0, dz = -1.0, &
476             dz_max = 9999999.9, dz_stretch_factor = 1.08, &
477             dz_stretch_level = 100000.0, e_init = 0.0, e_min = 0.0, &
478             end_time = 0.0, &
479             f = 0.0, fs = 0.0, g = 9.81, inflow_damping_height = 9999999.9, &
480             inflow_damping_width = 9999999.9, kappa = 0.4, km_constant = -1.0,&
481             km_damp_max = -1.0, lad_surface = 0.0,  &
482             leaf_surface_concentration = 0.0, long_filter_factor = 0.0, &
483             mask_scale_x = 1.0, mask_scale_y = 1.0, mask_scale_z = 1.0, &
484             maximum_cpu_time_allowed = 0.0,  &
485             molecular_viscosity = 1.461E-5, &
486             old_dt = 1.0E-10, omega = 7.29212E-5, omega_sor = 1.8, &
487             overshoot_limit_e = 0.0, overshoot_limit_pt = 0.0, &
488             overshoot_limit_u = 0.0, overshoot_limit_v = 0.0, &
489             overshoot_limit_w = 0.0, particle_maximum_age = 9999999.9, &
490             phi = 55.0, prandtl_number = 1.0, &
491             precipitation_amount_interval = 9999999.9, prho_reference, &
492             pt_reference = 9999999.9, pt_slope_offset = 0.0, &
493             pt_surface = 300.0, pt_surface_initial_change = 0.0, &
494             q_surface = 0.0, q_surface_initial_change = 0.0, &
495             rayleigh_damping_factor = -1.0, rayleigh_damping_height = -1.0, &
496             recycling_width = 9999999.9, residual_limit = 1.0E-4, &
497             restart_time = 9999999.9, rho_reference, rho_surface, &
498             rif_max = 1.0, rif_min = -5.0, roughness_length = 0.1, &
499             sa_surface = 35.0, scalar_exchange_coefficient = 0.0, &
500             simulated_time = 0.0, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
501             skip_time_data_output = 0.0, skip_time_data_output_av = 9999999.9,&
502             skip_time_dopr = 9999999.9, skip_time_dosp = 9999999.9, &
503             skip_time_do2d_xy = 9999999.9, skip_time_do2d_xz = 9999999.9, &
504             skip_time_do2d_yz = 9999999.9, skip_time_do3d = 9999999.9, &
505             surface_heatflux = 9999999.9, surface_pressure = 1013.25, &
506             surface_scalarflux = 0.0, surface_waterflux = 0.0, &
507             s_surface = 0.0, s_surface_initial_change = 0.0, &
508             termination_time_needed = -1.0, time_coupling = 0.0, &
509             time_disturb = 0.0, time_dopr = 0.0, time_dopr_av = 0.0, &
510             time_dopr_listing = 0.0, time_dopts = 0.0, time_dosp = 0.0, &
511             time_dosp_av = 0.0, time_dots = 0.0, time_do2d_xy = 0.0, &
512             time_do2d_xz = 0.0, time_do2d_yz = 0.0, time_do3d = 0.0, &
513             time_do_av = 0.0, time_do_sla = 0.0, time_dvrp = 0.0, &
514             time_prel = 0.0, time_restart = 9999999.9, time_run_control = 0.0,&
515             time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9, &
516             top_momentumflux_u = 9999999.9, &
517             top_momentumflux_v = 9999999.9, top_salinityflux = 9999999.9, &
518             ug_surface = 0.0, u_bulk = 0.0, u_gtrans = 0.0, &
519             ups_limit_e = 0.0, ups_limit_pt = 0.0, ups_limit_u = 0.0, &
520             ups_limit_v = 0.0, ups_limit_w = 0.0, vg_surface = 0.0, &
521             v_bulk = 0.0, v_gtrans = 0.0, wall_adjustment_factor = 1.8, &
522             z_max_do1d = -1.0, z_max_do1d_normalized = -1.0, z_max_do2d = -1.0
523
524    REAL ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0, &
525             do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0, dpdxy(1:2) = 0.0, &
526             dt_domask(max_masks) = 9999999.9, lad_vertical_gradient(10) = 0.0,&
527             lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
528             mask_scale(3), &
529             pt_vertical_gradient(10) = 0.0, &
530             pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
531             q_vertical_gradient(10) = 0.0, &
532             q_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
533             s_vertical_gradient(10) = 0.0, &
534             s_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
535             sa_vertical_gradient(10) = 0.0, &
536             sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
537             skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9, threshold(20) = 0.0, &
538             time_domask(max_masks) = 0.0, &
539             tsc(10) = (/ 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 /), &
540             ug_vertical_gradient(10) = 0.0, &
541             ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
542             vg_vertical_gradient(10) = 0.0, &
543             vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
544             volume_flow(1:2) = 0.0, volume_flow_area(1:2) = 0.0, &
545             volume_flow_initial(1:2) = 0.0, wall_heatflux(0:4) = 0.0, &
546             wall_humidityflux(0:4) = 0.0, wall_qflux(0:4) = 0.0, &
547             wall_salinityflux(0:4) = 0.0, wall_scalarflux(0:4) = 0.0, &
548             ws_vertical_gradient(10) = 0.0, &
549             ws_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9
550
551    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
552
553    REAL, DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
554        mask_x = -1.0, mask_y = -1.0, mask_z = -1.0
555    REAL, DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
556        mask_x_loop = -1.0, mask_y_loop = -1.0, mask_z_loop = -1.0
557   
558!
559!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
560       REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
561
562    SAVE
563
564 END MODULE control_parameters
565
566
567
568
569 MODULE cpulog
570
571!------------------------------------------------------------------------------!
572! Description:
573! ------------
574! Definition of variables for cpu-time measurements
575!------------------------------------------------------------------------------!
576
577    REAL ::  initial_wallclock_time
578
579    TYPE logpoint
580       REAL               ::  isum, ivect, mean, mtime, mtimevec, sum, vector
581       INTEGER            ::  counts
582       CHARACTER (LEN=20) ::  place
583    END TYPE logpoint
584
585    TYPE(logpoint), DIMENSION(100) ::  log_point = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0,   &
586                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' ),          &
587                                       log_point_s = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0, &
588                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' )
589
590    SAVE
591
592 END MODULE cpulog
593
594
595
596
597 MODULE dvrp_variables
598
599!------------------------------------------------------------------------------!
600! Description:
601! ------------
602! Definition of variables used with dvrp-software
603!------------------------------------------------------------------------------!
604
605    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
606                           particle_dvrpsize = 'none'
607
608    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
609                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
610
611    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
612                           dvrp_file      = 'default',                    &
613                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
614                           dvrp_password  = '********',                   &
615                           dvrp_username  = ' '
616
617    INTEGER ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
618                dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
619                nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
620                nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
621                pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
622                pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
623                vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
624                vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
625
626    INTEGER, DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
627
628    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
629                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
630                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
631
632    REAL    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9, clip_dvrp_n = 9999999.9, &
633                clip_dvrp_r = 9999999.9, clip_dvrp_s = 9999999.9, &
634                superelevation = 1.0, superelevation_x = 1.0,     &
635                superelevation_y = 1.0, vc_alpha = 38.0
636
637    REAL, DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0, 1.0 /), &
638                           dvrpsize_interval = (/ 0.0, 1.0 /)
639
640    REAL, DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0, 0.6, 0.0 /), &
641                           topography_color = (/ 0.8, 0.7, 0.6 /)
642
643#if defined( __decalpha )
644    REAL, DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/       &
645                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
646                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
647                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0 /), (/ 2, 10 /) )
648
649    REAL, DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                  &
650                                0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
651                                0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
652                                0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
653                                0.1, 0.4, 0.1 /), (/ 3, 10 /) )
654
655    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
656                                  RESHAPE( (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0,      &
657                                               70.0,  25.0,  25.0, -25.0,      &
658                                              ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),         &
659                                           (/ 2, 100 /) ),                     &
660                                  interval_l_dvrp = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0,&
661                                  interval_a_dvrp = 0.0,                       &
662                                  interval_values_dvrp_prt,                    &
663                                  interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
664                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
665                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
666                                                  (/ 2, 100 /) ),              &
667                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5,                   &
668                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0,                   &
669                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
670#else
671    REAL, DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
672
673    REAL, DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
674
675    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
676                                  interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
677                                  interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5, &
678                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0, &
679                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0, interval_a_dvrp = 0.0, &
680                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
681
682    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
683                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
684                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
685                                     -1.0, 1.0 /
686
687    DATA  isosurface_color / 0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
688                             0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
689                             0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
690                             0.1, 0.4, 0.1 /
691
692    DATA  interval_h_dvrp / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
693                            25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
694
695    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
696                                25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
697#endif
698
699    REAL(4), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
700
701    TYPE steering
702       CHARACTER (LEN=20) ::  name
703       REAL(4)            ::  min, max
704       INTEGER            ::  imin, imax
705    END TYPE steering
706
707    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
708
709    SAVE
710
711 END MODULE dvrp_variables
712
713
714
715
716 MODULE grid_variables
717
718!------------------------------------------------------------------------------!
719! Description:
720! ------------
721! Definition of grid spacings
722!------------------------------------------------------------------------------!
723
724    REAL ::  ddx, ddx2, dx = 1.0, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0, dy2
725
726    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
727
728    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
729                                          fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
730                                          wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
731                                          zu_s_inner, zw_w_inner
732
733    SAVE
734
735 END MODULE grid_variables
736
737
738
739
740 MODULE indices
741
742!------------------------------------------------------------------------------!
743! Description:
744! ------------
745! Definition of array bounds and number of gridpoints
746!------------------------------------------------------------------------------!
747
748    INTEGER ::  ngp_sums, nnx, nx = 0, nxa, nxl, nxlu, nxr, nxra, nx_on_file,  &
749                nny, ny = 0, nya, nyn, nyna, nys, nysv, ny_on_file, nnz,       &
750                nz = 0, nza, nzb, nzb_diff, nzt, nzta, nzt_diff
751
752    INTEGER( KIND = SELECTED_INT_KIND(18) ), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
753                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
754
755    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                      &
756                ngp_2dh, nnx_pe, nny_pe, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
757
758    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                    &
759                ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner, mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner,  &
760                nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u, nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer,&
761                nzb_s_inner, nzb_s_outer, nzb_u_inner, nzb_u_outer,            &
762                nzb_v_inner, nzb_v_outer, nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
763
764    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
765
766    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  wall_flags_1,           &
767                wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4, wall_flags_5,        &
768                wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8, wall_flags_9,        &
769                wall_flags_10
770
771    SAVE
772
773 END MODULE indices
774
775
776
777
778 MODULE interfaces
779
780!------------------------------------------------------------------------------!
781! Description:
782! ------------
783! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
784!------------------------------------------------------------------------------!
785
786    INTERFACE
787
788       SUBROUTINE cpu_log( log_event, place, modus, barrierwait )
789
790          USE cpulog
791
792          CHARACTER (LEN=*)           ::  modus, place
793          CHARACTER (LEN=*), OPTIONAL ::  barrierwait
794          TYPE(logpoint)              ::  log_event
795
796       END SUBROUTINE cpu_log
797
798    END INTERFACE
799
800
801
802    INTERFACE
803
804       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, wert, &
805                                   wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
806          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  mode
807          INTEGER, INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
808          INTEGER                       ::  wert_ijk(3)
809          INTEGER, OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
810          REAL                          ::  wert
811          REAL, OPTIONAL                ::  wert1
812          REAL, INTENT(IN)              ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
813
814       END SUBROUTINE global_min_max
815
816    END INTERFACE
817
818    SAVE
819
820 END MODULE interfaces
821
822
823
824 MODULE pointer_interfaces
825
826!------------------------------------------------------------------------------!
827! Description:
828! ------------
829! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
830! prognostic_equations
831!------------------------------------------------------------------------------!
832
833    INTERFACE
834
835       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
836
837          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
838          REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
839
840       END SUBROUTINE advec_s_bc
841
842    END INTERFACE
843
844
845    SAVE
846
847 END MODULE pointer_interfaces
848
849
850
851
852 MODULE model_1d
853
854!------------------------------------------------------------------------------!
855! Description:
856! ------------
857! Definition of variables for the 1D-model
858!------------------------------------------------------------------------------!
859
860    INTEGER ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d, &
861                last_dt_change_1d = 0 
862
863    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
864
865    REAL ::     damp_level_1d = -1.0, dt_1d = 60.0, dt_max_1d = 300.0, &
866                dt_pr_1d = 9999999.9, dt_run_control_1d = 60.0, &
867                end_time_1d = 864000.0, old_dt_1d = 1.0E-10, &
868                qs1d, simulated_time_1d = 0.0, time_pr_1d = 0.0, &
869                time_run_control_1d = 0.0, ts1d, us1d, usws1d, usws1d_m, &
870                vsws1d, vsws1d_m, z01d
871
872
873    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_m, e1d_p, kh1d, kh1d_m, km1d, &
874                                        km1d_m, l_black, l1d, l1d_m, rif1d,    &
875                                        te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, te_vm, &
876                                        u1d, u1d_m, u1d_p, v1d, v1d_m, v1d_p
877
878    SAVE
879
880 END MODULE model_1d
881
882
883
884
885 MODULE netcdf_control
886
887!------------------------------------------------------------------------------!
888! Description:
889! ------------
890! Definition of parameters and variables for netcdf control.
891!------------------------------------------------------------------------------!
892
893    USE control_parameters
894#if defined( __netcdf )
895    USE netcdf
896#endif
897
898    INTEGER, PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 26, dots_max = 100
899
900    INTEGER ::  dots_num = 23
901
902    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
903         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
904            'z_i   ' /)
905
906    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
907         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
908            'z_i   ' /)
909
910    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
911          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
912             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
913             'w_up   ', 'w_down ', 'npt_max', 'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', &
914             'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', 'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', &
915             'w"2    ', 'npt*2  ' /)
916
917    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
918          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
919             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
920             'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', 'number ', 'm2     ', 'm2     ', &
921             'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
922             'm2/s2  ', 'number2' /)
923
924    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
925          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
926             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
927             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
928             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ', 'q*     ',            &
929             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
930
931    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
932          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
933             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
934             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
935             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ', 'kg/kg  ',            &
936             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
937
938    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
939
940    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
941
942    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
943          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
944             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
945             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
946             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
947             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
948             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
949             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
950             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
951             'not_used        ' /)
952
953    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
954          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
955             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
956             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
957             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
958             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
959             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
960             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
961             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
962             'not_used        ' /)
963
964    INTEGER ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
965                id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
966                id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
967                id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
968                id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
969                id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
970                id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
971
972    INTEGER, DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
973                id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
974                id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
975                id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
976                id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
977                id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
978                id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
979                id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
980                id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
981                id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
982                id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
983                id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
984                id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
985                id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
986                id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
987                id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
988                id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
989                id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
990
991    INTEGER, DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
992    INTEGER, DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
993    INTEGER, DIMENSION(11)  ::  nc_precision
994    INTEGER, DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
995
996    INTEGER, DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
997    INTEGER, DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
998    INTEGER, DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
999                                           id_var_z_pr
1000    INTEGER, DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1001
1002!
1003!-- masked output
1004    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1005
1006    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1007
1008    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1009                id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1010                id_dim_zw_mask, &
1011                id_set_mask, &
1012                id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1013                id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1014                id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1015
1016    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1017
1018    SAVE
1019
1020 END MODULE netcdf_control
1021
1022
1023
1024 MODULE particle_attributes
1025
1026!------------------------------------------------------------------------------!
1027! Description:
1028! ------------
1029! Definition of variables used to compute particle transport
1030!------------------------------------------------------------------------------!
1031
1032    USE array_kind
1033
1034    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
1035                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb'
1036
1037#if defined( __parallel )
1038    INTEGER ::  mpi_particle_type
1039#endif
1040    INTEGER ::  ibc_par_lr, ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t,                  &
1041                iran_part = -1234567, maximum_number_of_particles = 1000,      &
1042                maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
1043                maximum_number_of_tails = 0,                                   &
1044                number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
1045                number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
1046                number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
1047                offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
1048                particle_file_count = 0, skip_particles_for_tail = 100,        &
1049                total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0
1050
1051    INTEGER, PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
1052
1053    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
1054    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
1055
1056    LOGICAL ::  particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
1057                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
1058                uniform_particles = .TRUE., use_particle_tails = .FALSE.,      &
1059                use_sgs_for_particles = .FALSE.,                               &
1060                write_particle_statistics = .FALSE.
1061
1062    LOGICAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::                       &
1063                vertical_particle_advection = .TRUE.
1064
1065    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
1066
1067    REAL    ::  c_0 = 3.0, dt_min_part = 0.0002, dt_sort_particles = 0.0,      &
1068                dt_write_particle_data = 9999999.9, dvrp_psize = 9999999.9,    &
1069                end_time_prel = 9999999.9, initial_weighting_factor = 1.0,     &
1070                maximum_tailpoint_age = 100000.0,                              &
1071                minimum_tailpoint_distance = 0.0,                              &
1072                particle_advection_start = 0.0, sgs_wfu_part = 0.3333333,      &
1073                sgs_wfv_part = 0.3333333, sgs_wfw_part = 0.3333333,            &
1074                time_sort_particles = 0.0, time_write_particle_data = 0.0
1075
1076    REAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
1077                density_ratio = 9999999.9, pdx = 9999999.9, pdy = 9999999.9, &
1078                pdz = 9999999.9, psb = 9999999.9, psl = 9999999.9,           &
1079                psn = 9999999.9, psr = 9999999.9, pss = 9999999.9,           &
1080                pst = 9999999.9, radius = 9999999.9
1081
1082    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
1083
1084
1085    TYPE particle_type
1086       SEQUENCE
1087       REAL    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
1088                   origin_z, radius, speed_x, speed_x_sgs, speed_y,         &
1089                   speed_y_sgs, speed_z, speed_z_sgs, weight_factor, x, y, z
1090       INTEGER ::  color, group, tailpoints, tail_id
1091    END TYPE particle_type
1092
1093    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles, &
1094                                                       particles
1095
1096    TYPE particle_groups_type
1097       SEQUENCE
1098       REAL    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
1099    END TYPE particle_groups_type
1100
1101    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
1102                   particle_groups
1103
1104    SAVE
1105
1106 END MODULE particle_attributes
1107
1108
1109
1110
1111
1112 MODULE pegrid
1113
1114!------------------------------------------------------------------------------!
1115! Description:
1116! ------------
1117! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1118! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1119! MPI-calls.
1120!------------------------------------------------------------------------------!
1121
1122#if defined( __parallel )
1123#if defined( __lc )
1124    USE MPI
1125#else
1126    INCLUDE "mpif.h"
1127#endif
1128#endif
1129    CHARACTER(LEN=5)       ::  myid_char = ''
1130    INTEGER                ::  id_inflow = 0, id_recycling = 0, myid = 0,      &
1131                               target_id, npex = -1, npey = -1, numprocs = 1,  &
1132                               numprocs_previous_run = -1,                     &
1133                               tasks_per_node = -9999, threads_per_task = 1
1134
1135    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1136                                             hor_index_bounds_previous_run
1137
1138#if defined( __parallel )
1139#if defined( __mpi2 )
1140    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1141#endif
1142
1143    INTEGER ::  comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter, comm_palm, ierr, myidx,  &
1144                myidy, ndim = 2, ngp_xy, ngp_y, pleft, pnorth, pright, psouth, &
1145                sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz, sendrecvcount_zx,          &
1146                sendrecvcount_zyd, sendrecvcount_yxd,                          &
1147                type_x, type_x_int, type_xy
1148
1149    INTEGER ::  ibuf(12), pcoord(2), pdims(2), status(MPI_STATUS_SIZE)
1150
1151    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz
1152
1153    LOGICAL ::  reorder = .TRUE.
1154    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1155                              remain_dims
1156#endif
1157
1158    SAVE
1159
1160 END MODULE pegrid
1161
1162
1163
1164
1165 MODULE profil_parameter
1166
1167!------------------------------------------------------------------------------!
1168! Description:
1169! ------------
1170! Definition of variables which control PROFIL-output
1171!------------------------------------------------------------------------------!
1172
1173    INTEGER, PARAMETER ::  crmax = 100
1174
1175    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  dopr_label = ' '
1176
1177    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(crmax) ::  cross_normalized_x = ' ', &
1178                                             cross_normalized_y = ' '
1179
1180    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1181                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1182                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1183                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1184                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1185                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1186                              ' L                  ',                         &
1187                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1188
1189    CHARACTER (LEN=40), DIMENSION(crmax) ::  cross_xtext = &
1190                           (/ 'windspeed in ms>->1         ', &
1191                              'pot. temperature in K       ', &
1192                              'heat flux in K ms>->1       ', &
1193                              'momentum flux in m>2s>2     ', &
1194                              'eddy diffusivity in m>2s>->1', &
1195                              'mixing length in m          ', &
1196                            ( '                            ', i9 = 1, 94 ) /)
1197
1198    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1199                           (/ ' u v                           ', &
1200                              ' pt                            ', &
1201                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1202                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1203                              ' km kh                         ', &
1204                              ' l                             ', &
1205                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1206
1207    INTEGER ::  profile_columns = 3, profile_rows = 2, profile_number = 0
1208
1209    INTEGER ::  cross_linecolors(100,crmax) = 1, &
1210                cross_linestyles(100,crmax) = 0, &
1211                cross_profile_numbers(100,crmax) = 0, &
1212                cross_pnc_local(crmax), cross_profile_number_count(crmax) = 0, &
1213                cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1214                cross_ts_number_count(crmax) = 0, dopr_crossindex(100) = 0, &
1215                dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1216                dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0, &
1217                linecolors(10) = (/ 2, 3, 4,  5, 7, 8, 12, 15, 16, 23 /), &
1218                linestyles(11) = (/ 0, 7, 3, 10, 4, 1,  9,  2,  5,  8, 6 /)
1219               
1220
1221    REAL ::  cross_normx_factor(100,crmax) = 1.0, &
1222             cross_normy_factor(100,crmax) = 1.0, &
1223             cross_ts_uymax(20) = &
1224                             (/ 999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1225                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1226                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1227                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1228             cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999, &
1229             cross_ts_uymin(20) = &
1230                             (/ 999.999, 999.999, 999.999,  -5.000, 999.999,   &
1231                                999.999,   0.000, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1232                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1233                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1234             cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999, &
1235             cross_uxmax(crmax) = 0.0, cross_uxmax_computed(crmax) = -1.0, &
1236             cross_uxmax_normalized(crmax) = 0.0, &
1237             cross_uxmax_normalized_computed(crmax) = -1.0, &
1238             cross_uxmin(crmax) = 0.0, cross_uxmin_computed(crmax) =  1.0, &
1239             cross_uxmin_normalized(crmax) = 0.0, &
1240             cross_uxmin_normalized_computed(crmax) = 1.0, &
1241             cross_uymax(crmax), cross_uymin(crmax)
1242
1243    SAVE
1244
1245 END MODULE profil_parameter
1246
1247
1248
1249
1250 MODULE spectrum
1251
1252!------------------------------------------------------------------------------!
1253! Description:
1254! ------------
1255! Definition of quantities used for computing spectra
1256!------------------------------------------------------------------------------!
1257
1258    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1259                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1260    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1261    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1262    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1263                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1264                                              '-power spectrum of v     ', &
1265                                              '-power spectrum of w     ', &
1266                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1267                                              '-power spectrum of q     ' /)
1268    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1269                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1270                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1271                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1272                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1273                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1274
1275    INTEGER ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1276
1277    INTEGER ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1278                lstyles(100) = (/ 0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1279                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1280                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1281                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1282                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1283                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1284                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1285                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1286                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1287                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1288                plot_spectra_level(100) = 999999
1289
1290    REAL    ::  time_to_start_sp = 0.0
1291
1292    SAVE
1293
1294 END MODULE spectrum
1295
1296
1297
1298
1299 MODULE statistics
1300
1301!------------------------------------------------------------------------------!
1302! Description:
1303! ------------
1304! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1305!------------------------------------------------------------------------------!
1306
1307    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1308    INTEGER ::  pr_palm = 80, statistic_regions = 0
1309    INTEGER ::  u_max_ijk(3), v_max_ijk(3), w_max_ijk(3)
1310    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1311    REAL ::     u_max, v_max, w_max
1312    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l
1313    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value
1314    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1315                                              spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1316                                              sums_up_fraction_l
1317    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1318
1319    SAVE
1320
1321 END MODULE statistics
1322
1323
1324
1325
1326 MODULE transpose_indices
1327
1328!------------------------------------------------------------------------------!
1329! Description:
1330! ------------
1331! Definition of indices for transposed arrays
1332!------------------------------------------------------------------------------!
1333
1334    INTEGER ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_ya, nxr_yd, nxr_yda, nxr_z, &
1335                nxr_za, nyn_x, nyn_xa, nyn_z, nyn_za, nys_x, nys_z, nzb_x,   &
1336                nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_xa, nzt_y, nzt_ya, nzt_yd, nzt_yda
1337               
1338
1339    SAVE
1340
1341 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.