source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 580

Last change on this file since 580 was 580, checked in by heinze, 14 years ago

Renaming of ws_vertical_gradient to subs_vertical_gradient, ws_vertical_gradient_level to subs_vertical_gradient_level and ws_vertical_gradient_level_ind to subs_vertical_gradient_level_i

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 58.7 KB
Line 
1 MODULE advection
2
3
4!------------------------------------------------------------------------------!
5! Current revisions:
6! -----------------
7! Renaming of ws_vertical_gradient to subs_vertical_gradient,
8! ws_vertical_gradient_level to subs_vertical_gradient_level and
9! ws_vertical_gradient_level_ind to subs_vertical_gradient_level_i
10!
11! Former revisions:
12! -----------------
13! $Id: modules.f90 580 2010-10-05 13:59:11Z heinze $
14!
15! 564 2010-09-30 13:18:59Z helmke
16! nc_precision and netcdf_precision dimension changed to 11, all default
17! values of mask_xyz_loop changed to -1.0, dimension of openfile changed to
18! 200+2*max_masks, max_masks changed to 50
19!
20! 553 2010-09-01 14:09:06Z weinreis
21! parameters for masked output are replaced by arrays
22!
23! 531 2010-04-21 06:47:21Z heinze
24! character length of dopr_unit enlarged
25!
26! 519 2010-03-19 05:30:02Z raasch
27! -replace_char, replace_by
28!
29! 493 2010-03-01 08:30:24Z raasch
30! +netcdf_data_format, -netcdf_64bit, -netcdf_64bit_3d, -netcdf_format_mask*,
31! -nc_format_mask, -format_parallel_io
32!
33! 485 2010-02-05 10:57:51Z raasch
34! ngp_3d, ngp_3d_inner changed to 64 bit
35!
36! 449 2010-02-02 11:23:59Z raasch
37! -var_ts: replaced by dots_max,
38! initial data assignments to some dvrp arrays changed due to error messages
39! from gfortran compiler
40! +large_scale_subsidence, ws_vertical_gradient, ws_vertical_gradient_level,
41! ws_vertical_gradient_level_ind, w_subs
42!
43! 410 2009-12-04 17:05:40Z letzel
44! masked data output: + dt_domask, mask_01~20_x|y|z, mask_01~20_x|y|z_loop,
45! mask_scale|_x|y|z, masks, skip_time_domask
46!
47! 388 2009-09-23 09:40:33Z raasch
48! +prho, prho_1
49! +bc_lr_cyc, bc_ns_cyc
50! +output_for_t0
51! translation error of actual -> current revisions fixed
52! +q* in dots_label, dots_unit. increased dots_num respectively
53! typographical error in dots_unit fixed
54! +clip_dvrp_*, cluster_size, color_interval, dvrpsize_interval, dvrp_overlap,
55! dvrp_total_overlap, groundplate_color, local_dvrserver_running, n*_dvrp,
56! interval_*_dvrp_prt, isosurface_color, particle_color, particle_dvrpsize,
57! topography color in dvrp_variables,
58! vertical_particle_advection is a 1d-array,
59! +canyon_height, canyon_width_x, canyon_width_y, canyon_wall_left,
60! canyon_wall_south, conserve_volume_flow_mode, coupling_start_time,
61! dp_external, dp_level_b, dp_level_ind_b, dp_smooth, dp_smooth_factor, dpdxy,
62! run_coupled, time_since_reference_point, u_bulk, v_bulk in control_parameters,
63! default value of grid_matching changed to strict
64! +shf_av, qsws_av
65!
66! 217 2008-12-09 18:00:48Z letzel
67! +topography_grid_convention
68! some dvrp-variables changed to single precision, variables for dvrp-mode
69! pathlines added, +target_id, abort_mode, message_string
70!
71! 197 2008-09-16 15:29:03Z raasch
72! allow 100 spectra levels instead of 10 for consistency with
73! define_netcdf_header, +canopy_heat_flux, cthf, lai,
74! +leaf_surface_concentration, scalar_exchange_coefficient, sec, sls
75! +hor_index_bounds, hor_index_bounds_previous_run, id_inflow, id_recycling,
76! inflow_damping_*, mean_inflow_profiles, numprocs_previous_run, nx_on_file,
77! ny_on_file, offset_ocean_*, recycling_plane, recycling_width, turbulent_inflow
78! -myid_char_14
79!
80! 138 2007-11-28 10:03:58Z letzel
81! +drag_coefficient, pch_index, lad_surface, lad_vertical_gradient,
82! lad_vertical_gradient_level, plant_canopy, lad, lad_s, lad_u, lad_v,
83! lad_w, cdc, lad_vertical_gradient_level_ind, canopy_mode
84! +dt_sort_particles, ngp_2dh_s_inner, time_sort_particles, flags,
85! wall_flags_1..10, wall_humidityflux(0:4), wall_qflux(0:4),
86! wall_salinityflux(0:4), wall_scalarflux(0:4)
87!
88! 108 2007-08-24 15:10:38Z letzel
89! +comm_inter, constant_top_momentumflux, coupling_char, coupling_mode,
90! coupling_mode_remote, c_u, c_v, c_w, dt_coupling, e_init, humidity_remote,
91! ngp_xy, nxlu, nysv, port_name, qswst_remote, terminate_coupled,
92! terminate_coupled_remote, time_coupling, top_momentumflux_u|v, type_xy,
93! uswst*, vswst*
94!
95! 97 2007-06-21 08:23:15Z raasch
96! +atmos_ocean_sign, ocean, r, + salinity variables
97! defaults of .._vertical_gradient_levels changed from -1.0 to -9999999.9
98! hydro_press renamed hyp, use_pt_reference renamed use_reference
99!
100! 89 2007-05-25 12:08:31Z raasch
101! +data_output_pr_user, max_pr_user, size of data_output_pr, dopr_index,
102! dopr_initial_index and dopr_unit enlarged,
103! var_hom and var_sum renamed pr_palm
104!
105! 82 2007-04-16 15:40:52Z raasch
106! +return_addres, return_username
107! Cpp-directive lcmuk renamed lc
108!
109! 75 2007-03-22 09:54:05Z raasch
110! +arrays precipitation_amount, precipitation_rate, precipitation_rate_av,
111! rif_wall, z0_av, +arrays u_m_l, u_m_r, etc. for radiation boundary conditions,
112! +loop_optimization, netcdf_64bit_3d, zu_s_inner, zw_w_inner, id_var_zusi_*,
113! id_var_zwwi_*, ts_value, u_nzb_p1_for_vfc, v_nzb_p1_for_vfc, pt_reference,
114! use_pt_reference, precipitation_amount_interval, revision
115! +age_m in particle_type, moisture renamed humidity,
116! -data_output_ts, dots_n, uvmean_outflow, uxrp, vynp,
117! arrays dots_label and dots_unit now dimensioned with dots_max,
118! setting of palm version moved to main program
119!
120! 37 2007-03-01 08:33:54Z raasch
121! +constant_top_heatflux, top_heatflux, use_top_fluxes, +arrays for top fluxes,
122! +nzt_diff, default of bc_pt_t renamed "initial_gradient"
123! Bugfix: p is not a pointer
124!
125! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
126!
127! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
128! version 3.1b (last under RCS control)
129!
130! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
131! Initial revision
132!
133!
134! Description:
135! ------------
136! Definition of variables for special advection schemes
137!------------------------------------------------------------------------------!
138
139    REAL ::  spl_gamma_x, spl_gamma_y
140
141    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex, spl_z_x, spl_z_y
142    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  spl_tri_x, spl_tri_y, spl_tri_zu, &
143                                          spl_tri_zw
144
145    SAVE
146
147 END MODULE advection
148
149
150
151
152 MODULE array_kind
153
154!------------------------------------------------------------------------------!
155! Description:
156! ------------
157! Definition of type parameters (used for the definition of single or double
158! precision variables)
159!------------------------------------------------------------------------------!
160
161    INTEGER, PARAMETER ::  dpk = SELECTED_REAL_KIND( 12 ), &
162                           spk = SELECTED_REAL_KIND( 6 )
163
164    SAVE
165
166 END MODULE array_kind
167
168
169
170
171 MODULE arrays_3d
172
173!------------------------------------------------------------------------------!
174! Description:
175! ------------
176! Definition of all arrays defined on the computational grid
177!------------------------------------------------------------------------------!
178
179    USE array_kind
180
181    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                         &
182          ddzu, dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, km_damp_x,  &
183          km_damp_y, lad, l_grid, pt_init, q_init, rdf, sa_init, ug, u_init,   &
184          u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, w_subs, zu, zw
185
186    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                       &
187          c_u, c_v, c_w, dzu_mg, dzw_mg, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                  &
188          mean_inflow_profiles, pt_slope_ref, qs, qswst_remote, ts, us, z0
189
190    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                               &
191          qsws_1, qsws_2, qswst_1, qswst_2, rif_1, rif_2, saswsb_1, saswst_1,  &
192          shf_1, shf_2, tswst_1, tswst_2, usws_1, usws_2, uswst_1, uswst_2,    &
193          vsws_1, vsws_2, vswst_1, vswst_2
194
195    REAL, DIMENSION(:,:), POINTER ::                                           &
196          qsws, qsws_m, qswst, qswst_m, rif, rif_m, saswsb, saswst, shf,       &
197          shf_m, tswst, tswst_m, usws, uswst, usws_m, uswst_m, vsws, vswst,    &
198          vsws_m, vswst_m
199
200    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                     &
201          canopy_heat_flux, cdc, d, diss, lad_s, lad_u, lad_v, lad_w, lai,     &
202          l_wall, sec, sls, tend, u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l, v_m_n,    &
203          v_m_r, v_m_s, w_m_l, w_m_n, w_m_r, w_m_s
204
205    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
206          ql_v, ql_vp
207
208    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
209          e_1, e_2, e_3, kh_1, kh_2, km_1, km_2, p, prho_1, pt_1, pt_2, pt_3,  &
210          q_1, q_2, q_3, ql_1, ql_2, rho_1, sa_1, sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3,   &
211          v_1, v_2, v_3, vpt_1, vpt_2, w_1, w_2, w_3
212
213    REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                         &
214          e, e_m, e_p, kh, kh_m, km, km_m, prho, pt, pt_m, pt_p, q, q_m, q_p,  &
215          ql, ql_c, rho, sa, sa_p, te_m, tpt_m, tq_m, tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, &
216          u, u_m, u_p, v, v_m, v_p, vpt, vpt_m, w, w_m, w_p
217
218    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall
219
220    SAVE
221
222 END MODULE arrays_3d
223
224
225
226
227 MODULE averaging
228
229!------------------------------------------------------------------------------!
230! Description:
231! ------------
232! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
233!------------------------------------------------------------------------------!
234
235    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,       &
236                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av
237
238    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET :: &
239          e_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, q_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, &
240          ql_vp_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av, u_av, v_av, vpt_av, w_av
241
242 END MODULE averaging
243
244
245
246
247 MODULE cloud_parameters
248
249!------------------------------------------------------------------------------!
250! Description:
251! ------------
252! Definition of variables and constants for cloud physics
253!------------------------------------------------------------------------------!
254
255    REAL  ::  b_cond, cp = 1005.0, diff_coeff_l = 0.23E-4,                     &
256              effective_coll_efficiency, l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, l_v = 2.5E+06, &
257              mass_of_solute, molecular_weight_of_solute,                      &
258              prec_time_const = 0.001, ql_crit = 0.0005, rho_l = 1.0E3,        &
259              r_d = 287.0, r_v = 461.51, thermal_conductivity_l = 2.43E-2
260
261    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  pt_d_t, t_d_pt
262
263    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  precipitation_amount, &
264                                          precipitation_rate
265
266    SAVE
267
268 END MODULE cloud_parameters
269
270
271
272
273 MODULE constants
274
275!------------------------------------------------------------------------------!
276! Description:
277! ------------
278! Definition of general constants
279!------------------------------------------------------------------------------!
280
281    REAL    ::  pi = 3.141592654
282
283    SAVE
284
285 END MODULE constants
286
287
288
289
290 MODULE control_parameters
291
292!------------------------------------------------------------------------------!
293! Description:
294! ------------
295! Definition of parameters for program control
296!------------------------------------------------------------------------------!
297
298    TYPE plot_precision
299       CHARACTER (LEN=6) ::  variable
300       INTEGER           ::  precision
301    END TYPE plot_precision
302
303    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
304                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
305                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
306                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
307                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
308
309    TYPE file_status
310       LOGICAL ::  opened, opened_before
311    END TYPE file_status
312   
313    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
314
315    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
316                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
317
318    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
319    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
320    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
321    CHARACTER (LEN=6)    ::  grid_matching = 'strict'
322    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
323    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
324    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
325    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
326    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
327                             loop_optimization = 'default', &
328                             momentum_advec = 'pw-scheme', &
329                             psolver = 'poisfft', &
330                             scalar_advec = 'pw-scheme'
331    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
332                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
333                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
334                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
335                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
336                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
337                             bc_sa_t = 'neumann', &
338                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
339                             canopy_mode = 'block', &
340                             coupling_mode = 'uncoupled', &
341                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
342                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
343                             fft_method = 'system-specific', &
344                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
345                             random_generator = 'numerical-recipes', &
346                             return_addres, return_username, &
347                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'
348    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, topography = 'flat'
349    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
350    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
351    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ', run_description_header
352    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
353
354    CHARACTER (LEN=7),  DIMENSION(100) ::  do3d_comp_prec = ' '
355    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_format = ' '
356    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
357                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
358    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
359         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
360
361    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
362    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
363    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
364
365    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
366    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
367
368    INTEGER ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
369                average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
370                dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
371                disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
372                dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
373                dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
374                do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
375                dp_level_ind_b = 0, &
376                dvrp_filecount = 0, dz_stretch_level_index, gamma_mg, &
377                grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, ibc_pt_b, ibc_pt_t, &
378                ibc_q_b, ibc_q_t, ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, &
379                inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
380                intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
381                iran = -1234567, last_dt_change = 0, masks = 0, &
382                maximum_grid_level, max_pr_user = 0, mgcycles = 0, &
383                mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
384                netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, nsor = 20, &
385                nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
386                nz_do1d, nz_do3d = -9999, outflow_damping_width = -1, &
387                pch_index = 0, prt_time_count = 0, recycling_plane, runnr = 0, &
388                skip_do_avs = 0, terminate_coupled = 0, &
389                terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
390
391    INTEGER ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
392                do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
393                do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
394                do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
395                domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
396                lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
397                mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
398                mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
399                pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
400                q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
401                sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
402                section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
403                section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
404                ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
405                vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
406                subs_vertical_gradient_level_i(10) = -9999
407
408    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
409
410    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
411    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
412                mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
413
414    LOGICAL ::  adjust_mixing_length = .FALSE., avs_output = .FALSE., &
415                bc_lr_cyc =.TRUE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
416                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
417                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
418                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
419                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
420                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
421                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
422                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
423                cut_spline_overshoot = .TRUE., &
424                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., do2d_at_begin = .FALSE., &
425                do3d_at_begin = .FALSE., do3d_compress = .FALSE., &
426                do_sum = .FALSE., dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
427                dt_changed = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
428                disturbance_created = .FALSE., &
429                first_call_advec_particles = .TRUE., &
430                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
431                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
432                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
433                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
434                iso2d_output = .FALSE., large_scale_subsidence = .FALSE., &
435                mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
436                netcdf_output = .FALSE., ocean = .FALSE., &
437                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
438                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
439                plant_canopy = .FALSE., &
440                prandtl_layer = .TRUE., precipitation = .FALSE., &
441                profil_output = .FALSE., radiation = .FALSE., &
442                random_heatflux = .FALSE., run_control_header = .FALSE., &
443                run_coupled = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
444                stop_dt = .FALSE., terminate_run = .FALSE., &
445                turbulent_inflow = .FALSE., &
446                use_prior_plot1d_parameters = .FALSE., use_reference = .FALSE.,&
447                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
448                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
449                wall_adjustment = .TRUE.
450
451    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
452                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
453
454    REAL ::  advected_distance_x = 0.0, advected_distance_y = 0.0, &
455             alpha_surface = 0.0, asselin_filter_factor = 0.1, &
456             atmos_ocean_sign = 1.0, &
457             averaging_interval = 0.0, averaging_interval_pr = 9999999.9, &
458             averaging_interval_sp = 9999999.9, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
459             bottom_salinityflux = 0.0, &
460             building_height = 50.0, building_length_x = 50.0, &
461             building_length_y = 50.0, building_wall_left = 9999999.9, &
462             building_wall_south = 9999999.9, canyon_height = 50.0, &
463             canyon_width_x = 9999999.9, canyon_width_y = 9999999.9, &
464             canyon_wall_left = 9999999.9, canyon_wall_south = 9999999.9, &
465             cthf = 0.0, cfl_factor = -1.0, cos_alpha_surface, &
466             coupling_start_time, disturbance_amplitude = 0.25, &
467             disturbance_energy_limit = 0.01, &
468             disturbance_level_b = -9999999.9, &
469             disturbance_level_t = -9999999.9, &
470             dp_level_b = 0.0, drag_coefficient = 0.0, &
471             dt = -1.0, dt_averaging_input = 0.0, &
472             dt_averaging_input_pr = 9999999.9, dt_coupling = 9999999.9, &
473             dt_data_output = 9999999.9, &
474             dt_data_output_av = 9999999.9, dt_disturb = 9999999.9, &
475             dt_dopr = 9999999.9, dt_dopr_listing = 9999999.9, &
476             dt_dopts = 9999999.9, dt_dosp = 9999999.9, dt_dots = 9999999.9, &
477             dt_do2d_xy = 9999999.9, dt_do2d_xz = 9999999.9, &
478             dt_do2d_yz = 9999999.9, dt_do3d = 9999999.9, dt_dvrp = 9999999.9, &
479             dt_max = 20.0, dt_prel = 9999999.9, dt_restart = 9999999.9, &
480             dt_run_control = 60.0, dt_3d = -1.0, dz = -1.0, &
481             dz_max = 9999999.9, dz_stretch_factor = 1.08, &
482             dz_stretch_level = 100000.0, e_init = 0.0, e_min = 0.0, &
483             end_time = 0.0, &
484             f = 0.0, fs = 0.0, g = 9.81, inflow_damping_height = 9999999.9, &
485             inflow_damping_width = 9999999.9, kappa = 0.4, km_constant = -1.0,&
486             km_damp_max = -1.0, lad_surface = 0.0,  &
487             leaf_surface_concentration = 0.0, long_filter_factor = 0.0, &
488             mask_scale_x = 1.0, mask_scale_y = 1.0, mask_scale_z = 1.0, &
489             maximum_cpu_time_allowed = 0.0,  &
490             molecular_viscosity = 1.461E-5, &
491             old_dt = 1.0E-10, omega = 7.29212E-5, omega_sor = 1.8, &
492             overshoot_limit_e = 0.0, overshoot_limit_pt = 0.0, &
493             overshoot_limit_u = 0.0, overshoot_limit_v = 0.0, &
494             overshoot_limit_w = 0.0, particle_maximum_age = 9999999.9, &
495             phi = 55.0, prandtl_number = 1.0, &
496             precipitation_amount_interval = 9999999.9, prho_reference, &
497             pt_reference = 9999999.9, pt_slope_offset = 0.0, &
498             pt_surface = 300.0, pt_surface_initial_change = 0.0, &
499             q_surface = 0.0, q_surface_initial_change = 0.0, &
500             rayleigh_damping_factor = -1.0, rayleigh_damping_height = -1.0, &
501             recycling_width = 9999999.9, residual_limit = 1.0E-4, &
502             restart_time = 9999999.9, rho_reference, rho_surface, &
503             rif_max = 1.0, rif_min = -5.0, roughness_length = 0.1, &
504             sa_surface = 35.0, scalar_exchange_coefficient = 0.0, &
505             simulated_time = 0.0, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
506             skip_time_data_output = 0.0, skip_time_data_output_av = 9999999.9,&
507             skip_time_dopr = 9999999.9, skip_time_dosp = 9999999.9, &
508             skip_time_do2d_xy = 9999999.9, skip_time_do2d_xz = 9999999.9, &
509             skip_time_do2d_yz = 9999999.9, skip_time_do3d = 9999999.9, &
510             surface_heatflux = 9999999.9, surface_pressure = 1013.25, &
511             surface_scalarflux = 0.0, surface_waterflux = 0.0, &
512             s_surface = 0.0, s_surface_initial_change = 0.0, &
513             termination_time_needed = -1.0, time_coupling = 0.0, &
514             time_disturb = 0.0, time_dopr = 0.0, time_dopr_av = 0.0, &
515             time_dopr_listing = 0.0, time_dopts = 0.0, time_dosp = 0.0, &
516             time_dosp_av = 0.0, time_dots = 0.0, time_do2d_xy = 0.0, &
517             time_do2d_xz = 0.0, time_do2d_yz = 0.0, time_do3d = 0.0, &
518             time_do_av = 0.0, time_do_sla = 0.0, time_dvrp = 0.0, &
519             time_prel = 0.0, time_restart = 9999999.9, time_run_control = 0.0,&
520             time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9, &
521             top_momentumflux_u = 9999999.9, &
522             top_momentumflux_v = 9999999.9, top_salinityflux = 9999999.9, &
523             ug_surface = 0.0, u_bulk = 0.0, u_gtrans = 0.0, &
524             ups_limit_e = 0.0, ups_limit_pt = 0.0, ups_limit_u = 0.0, &
525             ups_limit_v = 0.0, ups_limit_w = 0.0, vg_surface = 0.0, &
526             v_bulk = 0.0, v_gtrans = 0.0, wall_adjustment_factor = 1.8, &
527             z_max_do1d = -1.0, z_max_do1d_normalized = -1.0, z_max_do2d = -1.0
528
529    REAL ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0, &
530             do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0, dpdxy(1:2) = 0.0, &
531             dt_domask(max_masks) = 9999999.9, lad_vertical_gradient(10) = 0.0,&
532             lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
533             mask_scale(3), &
534             pt_vertical_gradient(10) = 0.0, &
535             pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
536             q_vertical_gradient(10) = 0.0, &
537             q_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
538             s_vertical_gradient(10) = 0.0, &
539             s_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
540             sa_vertical_gradient(10) = 0.0, &
541             sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
542             skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9, threshold(20) = 0.0, &
543             time_domask(max_masks) = 0.0, &
544             tsc(10) = (/ 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 /), &
545             ug_vertical_gradient(10) = 0.0, &
546             ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
547             vg_vertical_gradient(10) = 0.0, &
548             vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
549             volume_flow(1:2) = 0.0, volume_flow_area(1:2) = 0.0, &
550             volume_flow_initial(1:2) = 0.0, wall_heatflux(0:4) = 0.0, &
551             wall_humidityflux(0:4) = 0.0, wall_qflux(0:4) = 0.0, &
552             wall_salinityflux(0:4) = 0.0, wall_scalarflux(0:4) = 0.0, &
553             subs_vertical_gradient(10) = 0.0, &
554             subs_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9
555
556    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
557
558    REAL, DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
559        mask_x = -1.0, mask_y = -1.0, mask_z = -1.0
560    REAL, DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
561        mask_x_loop = -1.0, mask_y_loop = -1.0, mask_z_loop = -1.0
562   
563!
564!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
565       REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
566
567    SAVE
568
569 END MODULE control_parameters
570
571
572
573
574 MODULE cpulog
575
576!------------------------------------------------------------------------------!
577! Description:
578! ------------
579! Definition of variables for cpu-time measurements
580!------------------------------------------------------------------------------!
581
582    REAL ::  initial_wallclock_time
583
584    TYPE logpoint
585       REAL               ::  isum, ivect, mean, mtime, mtimevec, sum, vector
586       INTEGER            ::  counts
587       CHARACTER (LEN=20) ::  place
588    END TYPE logpoint
589
590    TYPE(logpoint), DIMENSION(100) ::  log_point = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0,   &
591                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' ),          &
592                                       log_point_s = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0, &
593                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' )
594
595    SAVE
596
597 END MODULE cpulog
598
599
600
601
602 MODULE dvrp_variables
603
604!------------------------------------------------------------------------------!
605! Description:
606! ------------
607! Definition of variables used with dvrp-software
608!------------------------------------------------------------------------------!
609
610    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
611                           particle_dvrpsize = 'none'
612
613    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
614                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
615
616    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
617                           dvrp_file      = 'default',                    &
618                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
619                           dvrp_password  = '********',                   &
620                           dvrp_username  = ' '
621
622    INTEGER ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
623                dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
624                nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
625                nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
626                pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
627                pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
628                vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
629                vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
630
631    INTEGER, DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
632
633    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
634                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
635                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
636
637    REAL    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9, clip_dvrp_n = 9999999.9, &
638                clip_dvrp_r = 9999999.9, clip_dvrp_s = 9999999.9, &
639                superelevation = 1.0, superelevation_x = 1.0,     &
640                superelevation_y = 1.0, vc_alpha = 38.0
641
642    REAL, DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0, 1.0 /), &
643                           dvrpsize_interval = (/ 0.0, 1.0 /)
644
645    REAL, DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0, 0.6, 0.0 /), &
646                           topography_color = (/ 0.8, 0.7, 0.6 /)
647
648#if defined( __decalpha )
649    REAL, DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/       &
650                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
651                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
652                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0 /), (/ 2, 10 /) )
653
654    REAL, DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                  &
655                                0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
656                                0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
657                                0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
658                                0.1, 0.4, 0.1 /), (/ 3, 10 /) )
659
660    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
661                                  RESHAPE( (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0,      &
662                                               70.0,  25.0,  25.0, -25.0,      &
663                                              ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),         &
664                                           (/ 2, 100 /) ),                     &
665                                  interval_l_dvrp = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0,&
666                                  interval_a_dvrp = 0.0,                       &
667                                  interval_values_dvrp_prt,                    &
668                                  interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
669                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
670                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
671                                                  (/ 2, 100 /) ),              &
672                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5,                   &
673                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0,                   &
674                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
675#else
676    REAL, DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
677
678    REAL, DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
679
680    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
681                                  interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
682                                  interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5, &
683                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0, &
684                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0, interval_a_dvrp = 0.0, &
685                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
686
687    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
688                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
689                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
690                                     -1.0, 1.0 /
691
692    DATA  isosurface_color / 0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
693                             0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
694                             0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
695                             0.1, 0.4, 0.1 /
696
697    DATA  interval_h_dvrp / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
698                            25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
699
700    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
701                                25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
702#endif
703
704    REAL(4), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
705
706    TYPE steering
707       CHARACTER (LEN=20) ::  name
708       REAL(4)            ::  min, max
709       INTEGER            ::  imin, imax
710    END TYPE steering
711
712    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
713
714    SAVE
715
716 END MODULE dvrp_variables
717
718
719
720
721 MODULE grid_variables
722
723!------------------------------------------------------------------------------!
724! Description:
725! ------------
726! Definition of grid spacings
727!------------------------------------------------------------------------------!
728
729    REAL ::  ddx, ddx2, dx = 1.0, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0, dy2
730
731    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
732
733    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
734                                          fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
735                                          wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
736                                          zu_s_inner, zw_w_inner
737
738    SAVE
739
740 END MODULE grid_variables
741
742
743
744
745 MODULE indices
746
747!------------------------------------------------------------------------------!
748! Description:
749! ------------
750! Definition of array bounds and number of gridpoints
751!------------------------------------------------------------------------------!
752
753    INTEGER ::  ngp_sums, nnx, nx = 0, nxa, nxl, nxlu, nxr, nxra, nx_on_file,  &
754                nny, ny = 0, nya, nyn, nyna, nys, nysv, ny_on_file, nnz,       &
755                nz = 0, nza, nzb, nzb_diff, nzt, nzta, nzt_diff
756
757    INTEGER( KIND = SELECTED_INT_KIND(18) ), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
758                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
759
760    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                      &
761                ngp_2dh, nnx_pe, nny_pe, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
762
763    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                    &
764                ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner, mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner,  &
765                nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u, nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer,&
766                nzb_s_inner, nzb_s_outer, nzb_u_inner, nzb_u_outer,            &
767                nzb_v_inner, nzb_v_outer, nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
768
769    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
770
771    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  wall_flags_1,           &
772                wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4, wall_flags_5,        &
773                wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8, wall_flags_9,        &
774                wall_flags_10
775
776    SAVE
777
778 END MODULE indices
779
780
781
782
783 MODULE interfaces
784
785!------------------------------------------------------------------------------!
786! Description:
787! ------------
788! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
789!------------------------------------------------------------------------------!
790
791    INTERFACE
792
793       SUBROUTINE cpu_log( log_event, place, modus, barrierwait )
794
795          USE cpulog
796
797          CHARACTER (LEN=*)           ::  modus, place
798          CHARACTER (LEN=*), OPTIONAL ::  barrierwait
799          TYPE(logpoint)              ::  log_event
800
801       END SUBROUTINE cpu_log
802
803    END INTERFACE
804
805
806
807    INTERFACE
808
809       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, wert, &
810                                   wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
811          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  mode
812          INTEGER, INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
813          INTEGER                       ::  wert_ijk(3)
814          INTEGER, OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
815          REAL                          ::  wert
816          REAL, OPTIONAL                ::  wert1
817          REAL, INTENT(IN)              ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
818
819       END SUBROUTINE global_min_max
820
821    END INTERFACE
822
823    SAVE
824
825 END MODULE interfaces
826
827
828
829 MODULE pointer_interfaces
830
831!------------------------------------------------------------------------------!
832! Description:
833! ------------
834! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
835! prognostic_equations
836!------------------------------------------------------------------------------!
837
838    INTERFACE
839
840       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
841
842          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
843          REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
844
845       END SUBROUTINE advec_s_bc
846
847    END INTERFACE
848
849
850    SAVE
851
852 END MODULE pointer_interfaces
853
854
855
856
857 MODULE model_1d
858
859!------------------------------------------------------------------------------!
860! Description:
861! ------------
862! Definition of variables for the 1D-model
863!------------------------------------------------------------------------------!
864
865    INTEGER ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d, &
866                last_dt_change_1d = 0 
867
868    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
869
870    REAL ::     damp_level_1d = -1.0, dt_1d = 60.0, dt_max_1d = 300.0, &
871                dt_pr_1d = 9999999.9, dt_run_control_1d = 60.0, &
872                end_time_1d = 864000.0, old_dt_1d = 1.0E-10, &
873                qs1d, simulated_time_1d = 0.0, time_pr_1d = 0.0, &
874                time_run_control_1d = 0.0, ts1d, us1d, usws1d, usws1d_m, &
875                vsws1d, vsws1d_m, z01d
876
877
878    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_m, e1d_p, kh1d, kh1d_m, km1d, &
879                                        km1d_m, l_black, l1d, l1d_m, rif1d,    &
880                                        te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, te_vm, &
881                                        u1d, u1d_m, u1d_p, v1d, v1d_m, v1d_p
882
883    SAVE
884
885 END MODULE model_1d
886
887
888
889
890 MODULE netcdf_control
891
892!------------------------------------------------------------------------------!
893! Description:
894! ------------
895! Definition of parameters and variables for netcdf control.
896!------------------------------------------------------------------------------!
897
898    USE control_parameters
899#if defined( __netcdf )
900    USE netcdf
901#endif
902
903    INTEGER, PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 26, dots_max = 100
904
905    INTEGER ::  dots_num = 23
906
907    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
908         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
909            'z_i   ' /)
910
911    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
912         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
913            'z_i   ' /)
914
915    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
916          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
917             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
918             'w_up   ', 'w_down ', 'npt_max', 'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', &
919             'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', 'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', &
920             'w"2    ', 'npt*2  ' /)
921
922    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
923          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
924             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
925             'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', 'number ', 'm2     ', 'm2     ', &
926             'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
927             'm2/s2  ', 'number2' /)
928
929    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
930          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
931             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
932             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
933             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ', 'q*     ',            &
934             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
935
936    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
937          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
938             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
939             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
940             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ', 'kg/kg  ',            &
941             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
942
943    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
944
945    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
946
947    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
948          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
949             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
950             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
951             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
952             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
953             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
954             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
955             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
956             'not_used        ' /)
957
958    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
959          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
960             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
961             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
962             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
963             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
964             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
965             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
966             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
967             'not_used        ' /)
968
969    INTEGER ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
970                id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
971                id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
972                id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
973                id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
974                id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
975                id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
976
977    INTEGER, DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
978                id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
979                id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
980                id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
981                id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
982                id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
983                id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
984                id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
985                id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
986                id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
987                id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
988                id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
989                id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
990                id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
991                id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
992                id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
993                id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
994                id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
995
996    INTEGER, DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
997    INTEGER, DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
998    INTEGER, DIMENSION(11)  ::  nc_precision
999    INTEGER, DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1000
1001    INTEGER, DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1002    INTEGER, DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1003    INTEGER, DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1004                                           id_var_z_pr
1005    INTEGER, DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1006
1007!
1008!-- masked output
1009    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1010
1011    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1012
1013    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1014                id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1015                id_dim_zw_mask, &
1016                id_set_mask, &
1017                id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1018                id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1019                id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1020
1021    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1022
1023    SAVE
1024
1025 END MODULE netcdf_control
1026
1027
1028
1029 MODULE particle_attributes
1030
1031!------------------------------------------------------------------------------!
1032! Description:
1033! ------------
1034! Definition of variables used to compute particle transport
1035!------------------------------------------------------------------------------!
1036
1037    USE array_kind
1038
1039    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
1040                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb'
1041
1042#if defined( __parallel )
1043    INTEGER ::  mpi_particle_type
1044#endif
1045    INTEGER ::  ibc_par_lr, ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t,                  &
1046                iran_part = -1234567, maximum_number_of_particles = 1000,      &
1047                maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
1048                maximum_number_of_tails = 0,                                   &
1049                number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
1050                number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
1051                number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
1052                offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
1053                particle_file_count = 0, skip_particles_for_tail = 100,        &
1054                total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0
1055
1056    INTEGER, PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
1057
1058    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
1059    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
1060
1061    LOGICAL ::  particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
1062                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
1063                uniform_particles = .TRUE., use_particle_tails = .FALSE.,      &
1064                use_sgs_for_particles = .FALSE.,                               &
1065                write_particle_statistics = .FALSE.
1066
1067    LOGICAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::                       &
1068                vertical_particle_advection = .TRUE.
1069
1070    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
1071
1072    REAL    ::  c_0 = 3.0, dt_min_part = 0.0002, dt_sort_particles = 0.0,      &
1073                dt_write_particle_data = 9999999.9, dvrp_psize = 9999999.9,    &
1074                end_time_prel = 9999999.9, initial_weighting_factor = 1.0,     &
1075                maximum_tailpoint_age = 100000.0,                              &
1076                minimum_tailpoint_distance = 0.0,                              &
1077                particle_advection_start = 0.0, sgs_wfu_part = 0.3333333,      &
1078                sgs_wfv_part = 0.3333333, sgs_wfw_part = 0.3333333,            &
1079                time_sort_particles = 0.0, time_write_particle_data = 0.0
1080
1081    REAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
1082                density_ratio = 9999999.9, pdx = 9999999.9, pdy = 9999999.9, &
1083                pdz = 9999999.9, psb = 9999999.9, psl = 9999999.9,           &
1084                psn = 9999999.9, psr = 9999999.9, pss = 9999999.9,           &
1085                pst = 9999999.9, radius = 9999999.9
1086
1087    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
1088
1089
1090    TYPE particle_type
1091       SEQUENCE
1092       REAL    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
1093                   origin_z, radius, speed_x, speed_x_sgs, speed_y,         &
1094                   speed_y_sgs, speed_z, speed_z_sgs, weight_factor, x, y, z
1095       INTEGER ::  color, group, tailpoints, tail_id
1096    END TYPE particle_type
1097
1098    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles, &
1099                                                       particles
1100
1101    TYPE particle_groups_type
1102       SEQUENCE
1103       REAL    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
1104    END TYPE particle_groups_type
1105
1106    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
1107                   particle_groups
1108
1109    SAVE
1110
1111 END MODULE particle_attributes
1112
1113
1114
1115
1116
1117 MODULE pegrid
1118
1119!------------------------------------------------------------------------------!
1120! Description:
1121! ------------
1122! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1123! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1124! MPI-calls.
1125!------------------------------------------------------------------------------!
1126
1127#if defined( __parallel )
1128#if defined( __lc )
1129    USE MPI
1130#else
1131    INCLUDE "mpif.h"
1132#endif
1133#endif
1134    CHARACTER(LEN=5)       ::  myid_char = ''
1135    INTEGER                ::  id_inflow = 0, id_recycling = 0, myid = 0,      &
1136                               target_id, npex = -1, npey = -1, numprocs = 1,  &
1137                               numprocs_previous_run = -1,                     &
1138                               tasks_per_node = -9999, threads_per_task = 1
1139
1140    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1141                                             hor_index_bounds_previous_run
1142
1143#if defined( __parallel )
1144#if defined( __mpi2 )
1145    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1146#endif
1147
1148    INTEGER ::  comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter, comm_palm, ierr, myidx,  &
1149                myidy, ndim = 2, ngp_xy, ngp_y, pleft, pnorth, pright, psouth, &
1150                sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz, sendrecvcount_zx,          &
1151                sendrecvcount_zyd, sendrecvcount_yxd,                          &
1152                type_x, type_x_int, type_xy
1153
1154    INTEGER ::  ibuf(12), pcoord(2), pdims(2), status(MPI_STATUS_SIZE)
1155
1156    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz
1157
1158    LOGICAL ::  reorder = .TRUE.
1159    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1160                              remain_dims
1161#endif
1162
1163    SAVE
1164
1165 END MODULE pegrid
1166
1167
1168
1169
1170 MODULE profil_parameter
1171
1172!------------------------------------------------------------------------------!
1173! Description:
1174! ------------
1175! Definition of variables which control PROFIL-output
1176!------------------------------------------------------------------------------!
1177
1178    INTEGER, PARAMETER ::  crmax = 100
1179
1180    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  dopr_label = ' '
1181
1182    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(crmax) ::  cross_normalized_x = ' ', &
1183                                             cross_normalized_y = ' '
1184
1185    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1186                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1187                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1188                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1189                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1190                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1191                              ' L                  ',                         &
1192                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1193
1194    CHARACTER (LEN=40), DIMENSION(crmax) ::  cross_xtext = &
1195                           (/ 'windspeed in ms>->1         ', &
1196                              'pot. temperature in K       ', &
1197                              'heat flux in K ms>->1       ', &
1198                              'momentum flux in m>2s>2     ', &
1199                              'eddy diffusivity in m>2s>->1', &
1200                              'mixing length in m          ', &
1201                            ( '                            ', i9 = 1, 94 ) /)
1202
1203    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1204                           (/ ' u v                           ', &
1205                              ' pt                            ', &
1206                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1207                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1208                              ' km kh                         ', &
1209                              ' l                             ', &
1210                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1211
1212    INTEGER ::  profile_columns = 3, profile_rows = 2, profile_number = 0
1213
1214    INTEGER ::  cross_linecolors(100,crmax) = 1, &
1215                cross_linestyles(100,crmax) = 0, &
1216                cross_profile_numbers(100,crmax) = 0, &
1217                cross_pnc_local(crmax), cross_profile_number_count(crmax) = 0, &
1218                cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1219                cross_ts_number_count(crmax) = 0, dopr_crossindex(100) = 0, &
1220                dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1221                dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0, &
1222                linecolors(10) = (/ 2, 3, 4,  5, 7, 8, 12, 15, 16, 23 /), &
1223                linestyles(11) = (/ 0, 7, 3, 10, 4, 1,  9,  2,  5,  8, 6 /)
1224               
1225
1226    REAL ::  cross_normx_factor(100,crmax) = 1.0, &
1227             cross_normy_factor(100,crmax) = 1.0, &
1228             cross_ts_uymax(20) = &
1229                             (/ 999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1230                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1231                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1232                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1233             cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999, &
1234             cross_ts_uymin(20) = &
1235                             (/ 999.999, 999.999, 999.999,  -5.000, 999.999,   &
1236                                999.999,   0.000, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1237                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1238                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1239             cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999, &
1240             cross_uxmax(crmax) = 0.0, cross_uxmax_computed(crmax) = -1.0, &
1241             cross_uxmax_normalized(crmax) = 0.0, &
1242             cross_uxmax_normalized_computed(crmax) = -1.0, &
1243             cross_uxmin(crmax) = 0.0, cross_uxmin_computed(crmax) =  1.0, &
1244             cross_uxmin_normalized(crmax) = 0.0, &
1245             cross_uxmin_normalized_computed(crmax) = 1.0, &
1246             cross_uymax(crmax), cross_uymin(crmax)
1247
1248    SAVE
1249
1250 END MODULE profil_parameter
1251
1252
1253
1254
1255 MODULE spectrum
1256
1257!------------------------------------------------------------------------------!
1258! Description:
1259! ------------
1260! Definition of quantities used for computing spectra
1261!------------------------------------------------------------------------------!
1262
1263    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1264                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1265    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1266    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1267    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1268                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1269                                              '-power spectrum of v     ', &
1270                                              '-power spectrum of w     ', &
1271                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1272                                              '-power spectrum of q     ' /)
1273    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1274                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1275                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1276                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1277                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1278                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1279
1280    INTEGER ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1281
1282    INTEGER ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1283                lstyles(100) = (/ 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                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1289                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1290                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1291                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1292                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1293                plot_spectra_level(100) = 999999
1294
1295    REAL    ::  time_to_start_sp = 0.0
1296
1297    SAVE
1298
1299 END MODULE spectrum
1300
1301
1302
1303
1304 MODULE statistics
1305
1306!------------------------------------------------------------------------------!
1307! Description:
1308! ------------
1309! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1310!------------------------------------------------------------------------------!
1311
1312    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1313    INTEGER ::  pr_palm = 80, statistic_regions = 0
1314    INTEGER ::  u_max_ijk(3), v_max_ijk(3), w_max_ijk(3)
1315    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1316    REAL ::     u_max, v_max, w_max
1317    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l
1318    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value
1319    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1320                                              spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1321                                              sums_up_fraction_l
1322    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1323
1324    SAVE
1325
1326 END MODULE statistics
1327
1328
1329
1330
1331 MODULE transpose_indices
1332
1333!------------------------------------------------------------------------------!
1334! Description:
1335! ------------
1336! Definition of indices for transposed arrays
1337!------------------------------------------------------------------------------!
1338
1339    INTEGER ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_ya, nxr_yd, nxr_yda, nxr_z, &
1340                nxr_za, nyn_x, nyn_xa, nyn_z, nyn_za, nys_x, nys_z, nzb_x,   &
1341                nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_xa, nzt_y, nzt_ya, nzt_yd, nzt_yda
1342               
1343
1344    SAVE
1345
1346 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.