source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 587

Last change on this file since 587 was 581, checked in by heinze, 13 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 58.7 KB
Line 
1 MODULE advection
2
3
4!------------------------------------------------------------------------------!
5! Current revisions:
6! -----------------
7!
8!
9! Former revisions:
10! -----------------
11! $Id: modules.f90 581 2010-10-05 14:22:12Z helmke $
12!
13! 580 2010-10-05 13:59:11Z heinze
14! Renaming of ws_vertical_gradient to subs_vertical_gradient,
15! ws_vertical_gradient_level to subs_vertical_gradient_level and
16! ws_vertical_gradient_level_ind to subs_vertical_gradient_level_i
17!
18! 564 2010-09-30 13:18:59Z helmke
19! nc_precision and netcdf_precision dimension changed to 11, all default
20! values of mask_xyz_loop changed to -1.0, dimension of openfile changed to
21! 200+2*max_masks, max_masks changed to 50
22!
23! 553 2010-09-01 14:09:06Z weinreis
24! parameters for masked output are replaced by arrays
25!
26! 531 2010-04-21 06:47:21Z heinze
27! character length of dopr_unit enlarged
28!
29! 519 2010-03-19 05:30:02Z raasch
30! -replace_char, replace_by
31!
32! 493 2010-03-01 08:30:24Z raasch
33! +netcdf_data_format, -netcdf_64bit, -netcdf_64bit_3d, -netcdf_format_mask*,
34! -nc_format_mask, -format_parallel_io
35!
36! 485 2010-02-05 10:57:51Z raasch
37! ngp_3d, ngp_3d_inner changed to 64 bit
38!
39! 449 2010-02-02 11:23:59Z raasch
40! -var_ts: replaced by dots_max,
41! initial data assignments to some dvrp arrays changed due to error messages
42! from gfortran compiler
43! +large_scale_subsidence, ws_vertical_gradient, ws_vertical_gradient_level,
44! ws_vertical_gradient_level_ind, w_subs
45!
46! 410 2009-12-04 17:05:40Z letzel
47! masked data output: + dt_domask, mask_01~20_x|y|z, mask_01~20_x|y|z_loop,
48! mask_scale|_x|y|z, masks, skip_time_domask
49!
50! 388 2009-09-23 09:40:33Z raasch
51! +prho, prho_1
52! +bc_lr_cyc, bc_ns_cyc
53! +output_for_t0
54! translation error of actual -> current revisions fixed
55! +q* in dots_label, dots_unit. increased dots_num respectively
56! typographical error in dots_unit fixed
57! +clip_dvrp_*, cluster_size, color_interval, dvrpsize_interval, dvrp_overlap,
58! dvrp_total_overlap, groundplate_color, local_dvrserver_running, n*_dvrp,
59! interval_*_dvrp_prt, isosurface_color, particle_color, particle_dvrpsize,
60! topography color in dvrp_variables,
61! vertical_particle_advection is a 1d-array,
62! +canyon_height, canyon_width_x, canyon_width_y, canyon_wall_left,
63! canyon_wall_south, conserve_volume_flow_mode, coupling_start_time,
64! dp_external, dp_level_b, dp_level_ind_b, dp_smooth, dp_smooth_factor, dpdxy,
65! run_coupled, time_since_reference_point, u_bulk, v_bulk in control_parameters,
66! default value of grid_matching changed to strict
67! +shf_av, qsws_av
68!
69! 217 2008-12-09 18:00:48Z letzel
70! +topography_grid_convention
71! some dvrp-variables changed to single precision, variables for dvrp-mode
72! pathlines added, +target_id, abort_mode, message_string
73!
74! 197 2008-09-16 15:29:03Z raasch
75! allow 100 spectra levels instead of 10 for consistency with
76! define_netcdf_header, +canopy_heat_flux, cthf, lai,
77! +leaf_surface_concentration, scalar_exchange_coefficient, sec, sls
78! +hor_index_bounds, hor_index_bounds_previous_run, id_inflow, id_recycling,
79! inflow_damping_*, mean_inflow_profiles, numprocs_previous_run, nx_on_file,
80! ny_on_file, offset_ocean_*, recycling_plane, recycling_width, turbulent_inflow
81! -myid_char_14
82!
83! 138 2007-11-28 10:03:58Z letzel
84! +drag_coefficient, pch_index, lad_surface, lad_vertical_gradient,
85! lad_vertical_gradient_level, plant_canopy, lad, lad_s, lad_u, lad_v,
86! lad_w, cdc, lad_vertical_gradient_level_ind, canopy_mode
87! +dt_sort_particles, ngp_2dh_s_inner, time_sort_particles, flags,
88! wall_flags_1..10, wall_humidityflux(0:4), wall_qflux(0:4),
89! wall_salinityflux(0:4), wall_scalarflux(0:4)
90!
91! 108 2007-08-24 15:10:38Z letzel
92! +comm_inter, constant_top_momentumflux, coupling_char, coupling_mode,
93! coupling_mode_remote, c_u, c_v, c_w, dt_coupling, e_init, humidity_remote,
94! ngp_xy, nxlu, nysv, port_name, qswst_remote, terminate_coupled,
95! terminate_coupled_remote, time_coupling, top_momentumflux_u|v, type_xy,
96! uswst*, vswst*
97!
98! 97 2007-06-21 08:23:15Z raasch
99! +atmos_ocean_sign, ocean, r, + salinity variables
100! defaults of .._vertical_gradient_levels changed from -1.0 to -9999999.9
101! hydro_press renamed hyp, use_pt_reference renamed use_reference
102!
103! 89 2007-05-25 12:08:31Z raasch
104! +data_output_pr_user, max_pr_user, size of data_output_pr, dopr_index,
105! dopr_initial_index and dopr_unit enlarged,
106! var_hom and var_sum renamed pr_palm
107!
108! 82 2007-04-16 15:40:52Z raasch
109! +return_addres, return_username
110! Cpp-directive lcmuk renamed lc
111!
112! 75 2007-03-22 09:54:05Z raasch
113! +arrays precipitation_amount, precipitation_rate, precipitation_rate_av,
114! rif_wall, z0_av, +arrays u_m_l, u_m_r, etc. for radiation boundary conditions,
115! +loop_optimization, netcdf_64bit_3d, zu_s_inner, zw_w_inner, id_var_zusi_*,
116! id_var_zwwi_*, ts_value, u_nzb_p1_for_vfc, v_nzb_p1_for_vfc, pt_reference,
117! use_pt_reference, precipitation_amount_interval, revision
118! +age_m in particle_type, moisture renamed humidity,
119! -data_output_ts, dots_n, uvmean_outflow, uxrp, vynp,
120! arrays dots_label and dots_unit now dimensioned with dots_max,
121! setting of palm version moved to main program
122!
123! 37 2007-03-01 08:33:54Z raasch
124! +constant_top_heatflux, top_heatflux, use_top_fluxes, +arrays for top fluxes,
125! +nzt_diff, default of bc_pt_t renamed "initial_gradient"
126! Bugfix: p is not a pointer
127!
128! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
129!
130! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
131! version 3.1b (last under RCS control)
132!
133! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
134! Initial revision
135!
136!
137! Description:
138! ------------
139! Definition of variables for special advection schemes
140!------------------------------------------------------------------------------!
141
142    REAL ::  spl_gamma_x, spl_gamma_y
143
144    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex, spl_z_x, spl_z_y
145    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  spl_tri_x, spl_tri_y, spl_tri_zu, &
146                                          spl_tri_zw
147
148    SAVE
149
150 END MODULE advection
151
152
153
154
155 MODULE array_kind
156
157!------------------------------------------------------------------------------!
158! Description:
159! ------------
160! Definition of type parameters (used for the definition of single or double
161! precision variables)
162!------------------------------------------------------------------------------!
163
164    INTEGER, PARAMETER ::  dpk = SELECTED_REAL_KIND( 12 ), &
165                           spk = SELECTED_REAL_KIND( 6 )
166
167    SAVE
168
169 END MODULE array_kind
170
171
172
173
174 MODULE arrays_3d
175
176!------------------------------------------------------------------------------!
177! Description:
178! ------------
179! Definition of all arrays defined on the computational grid
180!------------------------------------------------------------------------------!
181
182    USE array_kind
183
184    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                         &
185          ddzu, dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, km_damp_x,  &
186          km_damp_y, lad, l_grid, pt_init, q_init, rdf, sa_init, ug, u_init,   &
187          u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, w_subs, zu, zw
188
189    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                       &
190          c_u, c_v, c_w, dzu_mg, dzw_mg, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                  &
191          mean_inflow_profiles, pt_slope_ref, qs, qswst_remote, ts, us, z0
192
193    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                               &
194          qsws_1, qsws_2, qswst_1, qswst_2, rif_1, rif_2, saswsb_1, saswst_1,  &
195          shf_1, shf_2, tswst_1, tswst_2, usws_1, usws_2, uswst_1, uswst_2,    &
196          vsws_1, vsws_2, vswst_1, vswst_2
197
198    REAL, DIMENSION(:,:), POINTER ::                                           &
199          qsws, qsws_m, qswst, qswst_m, rif, rif_m, saswsb, saswst, shf,       &
200          shf_m, tswst, tswst_m, usws, uswst, usws_m, uswst_m, vsws, vswst,    &
201          vsws_m, vswst_m
202
203    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                     &
204          canopy_heat_flux, cdc, d, diss, lad_s, lad_u, lad_v, lad_w, lai,     &
205          l_wall, sec, sls, tend, u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l, v_m_n,    &
206          v_m_r, v_m_s, w_m_l, w_m_n, w_m_r, w_m_s
207
208    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
209          ql_v, ql_vp
210
211    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
212          e_1, e_2, e_3, kh_1, kh_2, km_1, km_2, p, prho_1, pt_1, pt_2, pt_3,  &
213          q_1, q_2, q_3, ql_1, ql_2, rho_1, sa_1, sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3,   &
214          v_1, v_2, v_3, vpt_1, vpt_2, w_1, w_2, w_3
215
216    REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                         &
217          e, e_m, e_p, kh, kh_m, km, km_m, prho, pt, pt_m, pt_p, q, q_m, q_p,  &
218          ql, ql_c, rho, sa, sa_p, te_m, tpt_m, tq_m, tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, &
219          u, u_m, u_p, v, v_m, v_p, vpt, vpt_m, w, w_m, w_p
220
221    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall
222
223    SAVE
224
225 END MODULE arrays_3d
226
227
228
229
230 MODULE averaging
231
232!------------------------------------------------------------------------------!
233! Description:
234! ------------
235! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
236!------------------------------------------------------------------------------!
237
238    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,       &
239                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av
240
241    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET :: &
242          e_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, q_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, &
243          ql_vp_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av, u_av, v_av, vpt_av, w_av
244
245 END MODULE averaging
246
247
248
249
250 MODULE cloud_parameters
251
252!------------------------------------------------------------------------------!
253! Description:
254! ------------
255! Definition of variables and constants for cloud physics
256!------------------------------------------------------------------------------!
257
258    REAL  ::  b_cond, cp = 1005.0, diff_coeff_l = 0.23E-4,                     &
259              effective_coll_efficiency, l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, l_v = 2.5E+06, &
260              mass_of_solute, molecular_weight_of_solute,                      &
261              prec_time_const = 0.001, ql_crit = 0.0005, rho_l = 1.0E3,        &
262              r_d = 287.0, r_v = 461.51, thermal_conductivity_l = 2.43E-2
263
264    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  pt_d_t, t_d_pt
265
266    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  precipitation_amount, &
267                                          precipitation_rate
268
269    SAVE
270
271 END MODULE cloud_parameters
272
273
274
275
276 MODULE constants
277
278!------------------------------------------------------------------------------!
279! Description:
280! ------------
281! Definition of general constants
282!------------------------------------------------------------------------------!
283
284    REAL    ::  pi = 3.141592654
285
286    SAVE
287
288 END MODULE constants
289
290
291
292
293 MODULE control_parameters
294
295!------------------------------------------------------------------------------!
296! Description:
297! ------------
298! Definition of parameters for program control
299!------------------------------------------------------------------------------!
300
301    TYPE plot_precision
302       CHARACTER (LEN=6) ::  variable
303       INTEGER           ::  precision
304    END TYPE plot_precision
305
306    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
307                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
308                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
309                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
310                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
311
312    TYPE file_status
313       LOGICAL ::  opened, opened_before
314    END TYPE file_status
315   
316    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
317
318    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
319                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
320
321    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
322    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
323    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
324    CHARACTER (LEN=6)    ::  grid_matching = 'strict'
325    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
326    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
327    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
328    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
329    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
330                             loop_optimization = 'default', &
331                             momentum_advec = 'pw-scheme', &
332                             psolver = 'poisfft', &
333                             scalar_advec = 'pw-scheme'
334    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
335                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
336                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
337                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
338                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
339                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
340                             bc_sa_t = 'neumann', &
341                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
342                             canopy_mode = 'block', &
343                             coupling_mode = 'uncoupled', &
344                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
345                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
346                             fft_method = 'system-specific', &
347                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
348                             random_generator = 'numerical-recipes', &
349                             return_addres, return_username, &
350                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'
351    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, topography = 'flat'
352    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
353    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
354    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ', run_description_header
355    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
356
357    CHARACTER (LEN=7),  DIMENSION(100) ::  do3d_comp_prec = ' '
358    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_format = ' '
359    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
360                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
361    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
362         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
363
364    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
365    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
366    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
367
368    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
369    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
370
371    INTEGER ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
372                average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
373                dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
374                disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
375                dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
376                dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
377                do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
378                dp_level_ind_b = 0, &
379                dvrp_filecount = 0, dz_stretch_level_index, gamma_mg, &
380                grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, ibc_pt_b, ibc_pt_t, &
381                ibc_q_b, ibc_q_t, ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, &
382                inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
383                intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
384                iran = -1234567, last_dt_change = 0, masks = 0, &
385                maximum_grid_level, max_pr_user = 0, mgcycles = 0, &
386                mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
387                netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, nsor = 20, &
388                nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
389                nz_do1d, nz_do3d = -9999, outflow_damping_width = -1, &
390                pch_index = 0, prt_time_count = 0, recycling_plane, runnr = 0, &
391                skip_do_avs = 0, terminate_coupled = 0, &
392                terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
393
394    INTEGER ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
395                do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
396                do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
397                do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
398                domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
399                lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
400                mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
401                mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
402                pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
403                q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
404                sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
405                section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
406                section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
407                ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
408                vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
409                subs_vertical_gradient_level_i(10) = -9999
410
411    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
412
413    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
414    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
415                mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
416
417    LOGICAL ::  adjust_mixing_length = .FALSE., avs_output = .FALSE., &
418                bc_lr_cyc =.TRUE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
419                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
420                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
421                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
422                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
423                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
424                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
425                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
426                cut_spline_overshoot = .TRUE., &
427                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., do2d_at_begin = .FALSE., &
428                do3d_at_begin = .FALSE., do3d_compress = .FALSE., &
429                do_sum = .FALSE., dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
430                dt_changed = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
431                disturbance_created = .FALSE., &
432                first_call_advec_particles = .TRUE., &
433                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
434                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
435                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
436                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
437                iso2d_output = .FALSE., large_scale_subsidence = .FALSE., &
438                mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
439                netcdf_output = .FALSE., ocean = .FALSE., &
440                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
441                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
442                plant_canopy = .FALSE., &
443                prandtl_layer = .TRUE., precipitation = .FALSE., &
444                profil_output = .FALSE., radiation = .FALSE., &
445                random_heatflux = .FALSE., run_control_header = .FALSE., &
446                run_coupled = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
447                stop_dt = .FALSE., terminate_run = .FALSE., &
448                turbulent_inflow = .FALSE., &
449                use_prior_plot1d_parameters = .FALSE., use_reference = .FALSE.,&
450                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
451                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
452                wall_adjustment = .TRUE.
453
454    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
455                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
456
457    REAL ::  advected_distance_x = 0.0, advected_distance_y = 0.0, &
458             alpha_surface = 0.0, asselin_filter_factor = 0.1, &
459             atmos_ocean_sign = 1.0, &
460             averaging_interval = 0.0, averaging_interval_pr = 9999999.9, &
461             averaging_interval_sp = 9999999.9, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
462             bottom_salinityflux = 0.0, &
463             building_height = 50.0, building_length_x = 50.0, &
464             building_length_y = 50.0, building_wall_left = 9999999.9, &
465             building_wall_south = 9999999.9, canyon_height = 50.0, &
466             canyon_width_x = 9999999.9, canyon_width_y = 9999999.9, &
467             canyon_wall_left = 9999999.9, canyon_wall_south = 9999999.9, &
468             cthf = 0.0, cfl_factor = -1.0, cos_alpha_surface, &
469             coupling_start_time, disturbance_amplitude = 0.25, &
470             disturbance_energy_limit = 0.01, &
471             disturbance_level_b = -9999999.9, &
472             disturbance_level_t = -9999999.9, &
473             dp_level_b = 0.0, drag_coefficient = 0.0, &
474             dt = -1.0, dt_averaging_input = 0.0, &
475             dt_averaging_input_pr = 9999999.9, dt_coupling = 9999999.9, &
476             dt_data_output = 9999999.9, &
477             dt_data_output_av = 9999999.9, dt_disturb = 9999999.9, &
478             dt_dopr = 9999999.9, dt_dopr_listing = 9999999.9, &
479             dt_dopts = 9999999.9, dt_dosp = 9999999.9, dt_dots = 9999999.9, &
480             dt_do2d_xy = 9999999.9, dt_do2d_xz = 9999999.9, &
481             dt_do2d_yz = 9999999.9, dt_do3d = 9999999.9, dt_dvrp = 9999999.9, &
482             dt_max = 20.0, dt_prel = 9999999.9, dt_restart = 9999999.9, &
483             dt_run_control = 60.0, dt_3d = -1.0, dz = -1.0, &
484             dz_max = 9999999.9, dz_stretch_factor = 1.08, &
485             dz_stretch_level = 100000.0, e_init = 0.0, e_min = 0.0, &
486             end_time = 0.0, &
487             f = 0.0, fs = 0.0, g = 9.81, inflow_damping_height = 9999999.9, &
488             inflow_damping_width = 9999999.9, kappa = 0.4, km_constant = -1.0,&
489             km_damp_max = -1.0, lad_surface = 0.0,  &
490             leaf_surface_concentration = 0.0, long_filter_factor = 0.0, &
491             mask_scale_x = 1.0, mask_scale_y = 1.0, mask_scale_z = 1.0, &
492             maximum_cpu_time_allowed = 0.0,  &
493             molecular_viscosity = 1.461E-5, &
494             old_dt = 1.0E-10, omega = 7.29212E-5, omega_sor = 1.8, &
495             overshoot_limit_e = 0.0, overshoot_limit_pt = 0.0, &
496             overshoot_limit_u = 0.0, overshoot_limit_v = 0.0, &
497             overshoot_limit_w = 0.0, particle_maximum_age = 9999999.9, &
498             phi = 55.0, prandtl_number = 1.0, &
499             precipitation_amount_interval = 9999999.9, prho_reference, &
500             pt_reference = 9999999.9, pt_slope_offset = 0.0, &
501             pt_surface = 300.0, pt_surface_initial_change = 0.0, &
502             q_surface = 0.0, q_surface_initial_change = 0.0, &
503             rayleigh_damping_factor = -1.0, rayleigh_damping_height = -1.0, &
504             recycling_width = 9999999.9, residual_limit = 1.0E-4, &
505             restart_time = 9999999.9, rho_reference, rho_surface, &
506             rif_max = 1.0, rif_min = -5.0, roughness_length = 0.1, &
507             sa_surface = 35.0, scalar_exchange_coefficient = 0.0, &
508             simulated_time = 0.0, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
509             skip_time_data_output = 0.0, skip_time_data_output_av = 9999999.9,&
510             skip_time_dopr = 9999999.9, skip_time_dosp = 9999999.9, &
511             skip_time_do2d_xy = 9999999.9, skip_time_do2d_xz = 9999999.9, &
512             skip_time_do2d_yz = 9999999.9, skip_time_do3d = 9999999.9, &
513             surface_heatflux = 9999999.9, surface_pressure = 1013.25, &
514             surface_scalarflux = 0.0, surface_waterflux = 0.0, &
515             s_surface = 0.0, s_surface_initial_change = 0.0, &
516             termination_time_needed = -1.0, time_coupling = 0.0, &
517             time_disturb = 0.0, time_dopr = 0.0, time_dopr_av = 0.0, &
518             time_dopr_listing = 0.0, time_dopts = 0.0, time_dosp = 0.0, &
519             time_dosp_av = 0.0, time_dots = 0.0, time_do2d_xy = 0.0, &
520             time_do2d_xz = 0.0, time_do2d_yz = 0.0, time_do3d = 0.0, &
521             time_do_av = 0.0, time_do_sla = 0.0, time_dvrp = 0.0, &
522             time_prel = 0.0, time_restart = 9999999.9, time_run_control = 0.0,&
523             time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9, &
524             top_momentumflux_u = 9999999.9, &
525             top_momentumflux_v = 9999999.9, top_salinityflux = 9999999.9, &
526             ug_surface = 0.0, u_bulk = 0.0, u_gtrans = 0.0, &
527             ups_limit_e = 0.0, ups_limit_pt = 0.0, ups_limit_u = 0.0, &
528             ups_limit_v = 0.0, ups_limit_w = 0.0, vg_surface = 0.0, &
529             v_bulk = 0.0, v_gtrans = 0.0, wall_adjustment_factor = 1.8, &
530             z_max_do1d = -1.0, z_max_do1d_normalized = -1.0, z_max_do2d = -1.0
531
532    REAL ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0, &
533             do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0, dpdxy(1:2) = 0.0, &
534             dt_domask(max_masks) = 9999999.9, lad_vertical_gradient(10) = 0.0,&
535             lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
536             mask_scale(3), &
537             pt_vertical_gradient(10) = 0.0, &
538             pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
539             q_vertical_gradient(10) = 0.0, &
540             q_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
541             s_vertical_gradient(10) = 0.0, &
542             s_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
543             sa_vertical_gradient(10) = 0.0, &
544             sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
545             skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9, threshold(20) = 0.0, &
546             time_domask(max_masks) = 0.0, &
547             tsc(10) = (/ 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 /), &
548             ug_vertical_gradient(10) = 0.0, &
549             ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
550             vg_vertical_gradient(10) = 0.0, &
551             vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
552             volume_flow(1:2) = 0.0, volume_flow_area(1:2) = 0.0, &
553             volume_flow_initial(1:2) = 0.0, wall_heatflux(0:4) = 0.0, &
554             wall_humidityflux(0:4) = 0.0, wall_qflux(0:4) = 0.0, &
555             wall_salinityflux(0:4) = 0.0, wall_scalarflux(0:4) = 0.0, &
556             subs_vertical_gradient(10) = 0.0, &
557             subs_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9
558
559    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
560
561    REAL, DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
562        mask_x = -1.0, mask_y = -1.0, mask_z = -1.0
563    REAL, DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
564        mask_x_loop = -1.0, mask_y_loop = -1.0, mask_z_loop = -1.0
565   
566!
567!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
568       REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
569
570    SAVE
571
572 END MODULE control_parameters
573
574
575
576
577 MODULE cpulog
578
579!------------------------------------------------------------------------------!
580! Description:
581! ------------
582! Definition of variables for cpu-time measurements
583!------------------------------------------------------------------------------!
584
585    REAL ::  initial_wallclock_time
586
587    TYPE logpoint
588       REAL               ::  isum, ivect, mean, mtime, mtimevec, sum, vector
589       INTEGER            ::  counts
590       CHARACTER (LEN=20) ::  place
591    END TYPE logpoint
592
593    TYPE(logpoint), DIMENSION(100) ::  log_point = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0,   &
594                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' ),          &
595                                       log_point_s = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0, &
596                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' )
597
598    SAVE
599
600 END MODULE cpulog
601
602
603
604
605 MODULE dvrp_variables
606
607!------------------------------------------------------------------------------!
608! Description:
609! ------------
610! Definition of variables used with dvrp-software
611!------------------------------------------------------------------------------!
612
613    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
614                           particle_dvrpsize = 'none'
615
616    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
617                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
618
619    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
620                           dvrp_file      = 'default',                    &
621                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
622                           dvrp_password  = '********',                   &
623                           dvrp_username  = ' '
624
625    INTEGER ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
626                dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
627                nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
628                nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
629                pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
630                pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
631                vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
632                vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
633
634    INTEGER, DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
635
636    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
637                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
638                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
639
640    REAL    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9, clip_dvrp_n = 9999999.9, &
641                clip_dvrp_r = 9999999.9, clip_dvrp_s = 9999999.9, &
642                superelevation = 1.0, superelevation_x = 1.0,     &
643                superelevation_y = 1.0, vc_alpha = 38.0
644
645    REAL, DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0, 1.0 /), &
646                           dvrpsize_interval = (/ 0.0, 1.0 /)
647
648    REAL, DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0, 0.6, 0.0 /), &
649                           topography_color = (/ 0.8, 0.7, 0.6 /)
650
651#if defined( __decalpha )
652    REAL, DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/       &
653                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
654                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
655                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0 /), (/ 2, 10 /) )
656
657    REAL, DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                  &
658                                0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
659                                0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
660                                0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
661                                0.1, 0.4, 0.1 /), (/ 3, 10 /) )
662
663    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
664                                  RESHAPE( (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0,      &
665                                               70.0,  25.0,  25.0, -25.0,      &
666                                              ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),         &
667                                           (/ 2, 100 /) ),                     &
668                                  interval_l_dvrp = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0,&
669                                  interval_a_dvrp = 0.0,                       &
670                                  interval_values_dvrp_prt,                    &
671                                  interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
672                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
673                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
674                                                  (/ 2, 100 /) ),              &
675                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5,                   &
676                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0,                   &
677                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
678#else
679    REAL, DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
680
681    REAL, DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
682
683    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
684                                  interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
685                                  interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5, &
686                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0, &
687                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0, interval_a_dvrp = 0.0, &
688                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
689
690    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
691                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
692                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
693                                     -1.0, 1.0 /
694
695    DATA  isosurface_color / 0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
696                             0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
697                             0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
698                             0.1, 0.4, 0.1 /
699
700    DATA  interval_h_dvrp / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
701                            25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
702
703    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
704                                25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
705#endif
706
707    REAL(4), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
708
709    TYPE steering
710       CHARACTER (LEN=20) ::  name
711       REAL(4)            ::  min, max
712       INTEGER            ::  imin, imax
713    END TYPE steering
714
715    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
716
717    SAVE
718
719 END MODULE dvrp_variables
720
721
722
723
724 MODULE grid_variables
725
726!------------------------------------------------------------------------------!
727! Description:
728! ------------
729! Definition of grid spacings
730!------------------------------------------------------------------------------!
731
732    REAL ::  ddx, ddx2, dx = 1.0, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0, dy2
733
734    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
735
736    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
737                                          fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
738                                          wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
739                                          zu_s_inner, zw_w_inner
740
741    SAVE
742
743 END MODULE grid_variables
744
745
746
747
748 MODULE indices
749
750!------------------------------------------------------------------------------!
751! Description:
752! ------------
753! Definition of array bounds and number of gridpoints
754!------------------------------------------------------------------------------!
755
756    INTEGER ::  ngp_sums, nnx, nx = 0, nxa, nxl, nxlu, nxr, nxra, nx_on_file,  &
757                nny, ny = 0, nya, nyn, nyna, nys, nysv, ny_on_file, nnz,       &
758                nz = 0, nza, nzb, nzb_diff, nzt, nzta, nzt_diff
759
760    INTEGER( KIND = SELECTED_INT_KIND(18) ), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
761                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
762
763    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                      &
764                ngp_2dh, nnx_pe, nny_pe, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
765
766    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                    &
767                ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner, mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner,  &
768                nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u, nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer,&
769                nzb_s_inner, nzb_s_outer, nzb_u_inner, nzb_u_outer,            &
770                nzb_v_inner, nzb_v_outer, nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
771
772    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
773
774    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  wall_flags_1,           &
775                wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4, wall_flags_5,        &
776                wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8, wall_flags_9,        &
777                wall_flags_10
778
779    SAVE
780
781 END MODULE indices
782
783
784
785
786 MODULE interfaces
787
788!------------------------------------------------------------------------------!
789! Description:
790! ------------
791! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
792!------------------------------------------------------------------------------!
793
794    INTERFACE
795
796       SUBROUTINE cpu_log( log_event, place, modus, barrierwait )
797
798          USE cpulog
799
800          CHARACTER (LEN=*)           ::  modus, place
801          CHARACTER (LEN=*), OPTIONAL ::  barrierwait
802          TYPE(logpoint)              ::  log_event
803
804       END SUBROUTINE cpu_log
805
806    END INTERFACE
807
808
809
810    INTERFACE
811
812       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, wert, &
813                                   wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
814          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  mode
815          INTEGER, INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
816          INTEGER                       ::  wert_ijk(3)
817          INTEGER, OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
818          REAL                          ::  wert
819          REAL, OPTIONAL                ::  wert1
820          REAL, INTENT(IN)              ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
821
822       END SUBROUTINE global_min_max
823
824    END INTERFACE
825
826    SAVE
827
828 END MODULE interfaces
829
830
831
832 MODULE pointer_interfaces
833
834!------------------------------------------------------------------------------!
835! Description:
836! ------------
837! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
838! prognostic_equations
839!------------------------------------------------------------------------------!
840
841    INTERFACE
842
843       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
844
845          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
846          REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
847
848       END SUBROUTINE advec_s_bc
849
850    END INTERFACE
851
852
853    SAVE
854
855 END MODULE pointer_interfaces
856
857
858
859
860 MODULE model_1d
861
862!------------------------------------------------------------------------------!
863! Description:
864! ------------
865! Definition of variables for the 1D-model
866!------------------------------------------------------------------------------!
867
868    INTEGER ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d, &
869                last_dt_change_1d = 0 
870
871    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
872
873    REAL ::     damp_level_1d = -1.0, dt_1d = 60.0, dt_max_1d = 300.0, &
874                dt_pr_1d = 9999999.9, dt_run_control_1d = 60.0, &
875                end_time_1d = 864000.0, old_dt_1d = 1.0E-10, &
876                qs1d, simulated_time_1d = 0.0, time_pr_1d = 0.0, &
877                time_run_control_1d = 0.0, ts1d, us1d, usws1d, usws1d_m, &
878                vsws1d, vsws1d_m, z01d
879
880
881    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_m, e1d_p, kh1d, kh1d_m, km1d, &
882                                        km1d_m, l_black, l1d, l1d_m, rif1d,    &
883                                        te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, te_vm, &
884                                        u1d, u1d_m, u1d_p, v1d, v1d_m, v1d_p
885
886    SAVE
887
888 END MODULE model_1d
889
890
891
892
893 MODULE netcdf_control
894
895!------------------------------------------------------------------------------!
896! Description:
897! ------------
898! Definition of parameters and variables for netcdf control.
899!------------------------------------------------------------------------------!
900
901    USE control_parameters
902#if defined( __netcdf )
903    USE netcdf
904#endif
905
906    INTEGER, PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 26, dots_max = 100
907
908    INTEGER ::  dots_num = 23
909
910    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
911         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
912            'z_i   ' /)
913
914    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
915         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
916            'z_i   ' /)
917
918    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
919          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
920             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
921             'w_up   ', 'w_down ', 'npt_max', 'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', &
922             'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', 'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', &
923             'w"2    ', 'npt*2  ' /)
924
925    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
926          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
927             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
928             'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', 'number ', 'm2     ', 'm2     ', &
929             'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
930             'm2/s2  ', 'number2' /)
931
932    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
933          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
934             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
935             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
936             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ', 'q*     ',            &
937             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
938
939    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
940          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
941             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
942             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
943             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ', 'kg/kg  ',            &
944             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
945
946    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
947
948    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
949
950    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
951          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
952             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
953             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
954             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
955             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
956             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
957             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
958             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
959             'not_used        ' /)
960
961    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
962          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
963             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
964             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
965             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
966             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
967             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
968             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
969             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
970             'not_used        ' /)
971
972    INTEGER ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
973                id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
974                id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
975                id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
976                id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
977                id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
978                id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
979
980    INTEGER, DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
981                id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
982                id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
983                id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
984                id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
985                id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
986                id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
987                id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
988                id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
989                id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
990                id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
991                id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
992                id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
993                id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
994                id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
995                id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
996                id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
997                id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
998
999    INTEGER, DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
1000    INTEGER, DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
1001    INTEGER, DIMENSION(11)  ::  nc_precision
1002    INTEGER, DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1003
1004    INTEGER, DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1005    INTEGER, DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1006    INTEGER, DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1007                                           id_var_z_pr
1008    INTEGER, DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1009
1010!
1011!-- masked output
1012    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1013
1014    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1015
1016    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1017                id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1018                id_dim_zw_mask, &
1019                id_set_mask, &
1020                id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1021                id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1022                id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1023
1024    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1025
1026    SAVE
1027
1028 END MODULE netcdf_control
1029
1030
1031
1032 MODULE particle_attributes
1033
1034!------------------------------------------------------------------------------!
1035! Description:
1036! ------------
1037! Definition of variables used to compute particle transport
1038!------------------------------------------------------------------------------!
1039
1040    USE array_kind
1041
1042    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
1043                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb'
1044
1045#if defined( __parallel )
1046    INTEGER ::  mpi_particle_type
1047#endif
1048    INTEGER ::  ibc_par_lr, ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t,                  &
1049                iran_part = -1234567, maximum_number_of_particles = 1000,      &
1050                maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
1051                maximum_number_of_tails = 0,                                   &
1052                number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
1053                number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
1054                number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
1055                offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
1056                particle_file_count = 0, skip_particles_for_tail = 100,        &
1057                total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0
1058
1059    INTEGER, PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
1060
1061    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
1062    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
1063
1064    LOGICAL ::  particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
1065                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
1066                uniform_particles = .TRUE., use_particle_tails = .FALSE.,      &
1067                use_sgs_for_particles = .FALSE.,                               &
1068                write_particle_statistics = .FALSE.
1069
1070    LOGICAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::                       &
1071                vertical_particle_advection = .TRUE.
1072
1073    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
1074
1075    REAL    ::  c_0 = 3.0, dt_min_part = 0.0002, dt_sort_particles = 0.0,      &
1076                dt_write_particle_data = 9999999.9, dvrp_psize = 9999999.9,    &
1077                end_time_prel = 9999999.9, initial_weighting_factor = 1.0,     &
1078                maximum_tailpoint_age = 100000.0,                              &
1079                minimum_tailpoint_distance = 0.0,                              &
1080                particle_advection_start = 0.0, sgs_wfu_part = 0.3333333,      &
1081                sgs_wfv_part = 0.3333333, sgs_wfw_part = 0.3333333,            &
1082                time_sort_particles = 0.0, time_write_particle_data = 0.0
1083
1084    REAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
1085                density_ratio = 9999999.9, pdx = 9999999.9, pdy = 9999999.9, &
1086                pdz = 9999999.9, psb = 9999999.9, psl = 9999999.9,           &
1087                psn = 9999999.9, psr = 9999999.9, pss = 9999999.9,           &
1088                pst = 9999999.9, radius = 9999999.9
1089
1090    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
1091
1092
1093    TYPE particle_type
1094       SEQUENCE
1095       REAL    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
1096                   origin_z, radius, speed_x, speed_x_sgs, speed_y,         &
1097                   speed_y_sgs, speed_z, speed_z_sgs, weight_factor, x, y, z
1098       INTEGER ::  color, group, tailpoints, tail_id
1099    END TYPE particle_type
1100
1101    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles, &
1102                                                       particles
1103
1104    TYPE particle_groups_type
1105       SEQUENCE
1106       REAL    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
1107    END TYPE particle_groups_type
1108
1109    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
1110                   particle_groups
1111
1112    SAVE
1113
1114 END MODULE particle_attributes
1115
1116
1117
1118
1119
1120 MODULE pegrid
1121
1122!------------------------------------------------------------------------------!
1123! Description:
1124! ------------
1125! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1126! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1127! MPI-calls.
1128!------------------------------------------------------------------------------!
1129
1130#if defined( __parallel )
1131#if defined( __lc )
1132    USE MPI
1133#else
1134    INCLUDE "mpif.h"
1135#endif
1136#endif
1137    CHARACTER(LEN=5)       ::  myid_char = ''
1138    INTEGER                ::  id_inflow = 0, id_recycling = 0, myid = 0,      &
1139                               target_id, npex = -1, npey = -1, numprocs = 1,  &
1140                               numprocs_previous_run = -1,                     &
1141                               tasks_per_node = -9999, threads_per_task = 1
1142
1143    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1144                                             hor_index_bounds_previous_run
1145
1146#if defined( __parallel )
1147#if defined( __mpi2 )
1148    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1149#endif
1150
1151    INTEGER ::  comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter, comm_palm, ierr, myidx,  &
1152                myidy, ndim = 2, ngp_xy, ngp_y, pleft, pnorth, pright, psouth, &
1153                sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz, sendrecvcount_zx,          &
1154                sendrecvcount_zyd, sendrecvcount_yxd,                          &
1155                type_x, type_x_int, type_xy
1156
1157    INTEGER ::  ibuf(12), pcoord(2), pdims(2), status(MPI_STATUS_SIZE)
1158
1159    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz
1160
1161    LOGICAL ::  reorder = .TRUE.
1162    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1163                              remain_dims
1164#endif
1165
1166    SAVE
1167
1168 END MODULE pegrid
1169
1170
1171
1172
1173 MODULE profil_parameter
1174
1175!------------------------------------------------------------------------------!
1176! Description:
1177! ------------
1178! Definition of variables which control PROFIL-output
1179!------------------------------------------------------------------------------!
1180
1181    INTEGER, PARAMETER ::  crmax = 100
1182
1183    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  dopr_label = ' '
1184
1185    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(crmax) ::  cross_normalized_x = ' ', &
1186                                             cross_normalized_y = ' '
1187
1188    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1189                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1190                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1191                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1192                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1193                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1194                              ' L                  ',                         &
1195                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1196
1197    CHARACTER (LEN=40), DIMENSION(crmax) ::  cross_xtext = &
1198                           (/ 'windspeed in ms>->1         ', &
1199                              'pot. temperature in K       ', &
1200                              'heat flux in K ms>->1       ', &
1201                              'momentum flux in m>2s>2     ', &
1202                              'eddy diffusivity in m>2s>->1', &
1203                              'mixing length in m          ', &
1204                            ( '                            ', i9 = 1, 94 ) /)
1205
1206    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1207                           (/ ' u v                           ', &
1208                              ' pt                            ', &
1209                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1210                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1211                              ' km kh                         ', &
1212                              ' l                             ', &
1213                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1214
1215    INTEGER ::  profile_columns = 3, profile_rows = 2, profile_number = 0
1216
1217    INTEGER ::  cross_linecolors(100,crmax) = 1, &
1218                cross_linestyles(100,crmax) = 0, &
1219                cross_profile_numbers(100,crmax) = 0, &
1220                cross_pnc_local(crmax), cross_profile_number_count(crmax) = 0, &
1221                cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1222                cross_ts_number_count(crmax) = 0, dopr_crossindex(100) = 0, &
1223                dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1224                dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0, &
1225                linecolors(10) = (/ 2, 3, 4,  5, 7, 8, 12, 15, 16, 23 /), &
1226                linestyles(11) = (/ 0, 7, 3, 10, 4, 1,  9,  2,  5,  8, 6 /)
1227               
1228
1229    REAL ::  cross_normx_factor(100,crmax) = 1.0, &
1230             cross_normy_factor(100,crmax) = 1.0, &
1231             cross_ts_uymax(20) = &
1232                             (/ 999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1233                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1234                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1235                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1236             cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999, &
1237             cross_ts_uymin(20) = &
1238                             (/ 999.999, 999.999, 999.999,  -5.000, 999.999,   &
1239                                999.999,   0.000, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1240                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1241                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1242             cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999, &
1243             cross_uxmax(crmax) = 0.0, cross_uxmax_computed(crmax) = -1.0, &
1244             cross_uxmax_normalized(crmax) = 0.0, &
1245             cross_uxmax_normalized_computed(crmax) = -1.0, &
1246             cross_uxmin(crmax) = 0.0, cross_uxmin_computed(crmax) =  1.0, &
1247             cross_uxmin_normalized(crmax) = 0.0, &
1248             cross_uxmin_normalized_computed(crmax) = 1.0, &
1249             cross_uymax(crmax), cross_uymin(crmax)
1250
1251    SAVE
1252
1253 END MODULE profil_parameter
1254
1255
1256
1257
1258 MODULE spectrum
1259
1260!------------------------------------------------------------------------------!
1261! Description:
1262! ------------
1263! Definition of quantities used for computing spectra
1264!------------------------------------------------------------------------------!
1265
1266    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1267                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1268    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1269    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1270    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1271                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1272                                              '-power spectrum of v     ', &
1273                                              '-power spectrum of w     ', &
1274                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1275                                              '-power spectrum of q     ' /)
1276    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1277                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1278                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1279                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1280                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1281                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1282
1283    INTEGER ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1284
1285    INTEGER ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1286                lstyles(100) = (/ 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                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1294                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1295                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1296                plot_spectra_level(100) = 999999
1297
1298    REAL    ::  time_to_start_sp = 0.0
1299
1300    SAVE
1301
1302 END MODULE spectrum
1303
1304
1305
1306
1307 MODULE statistics
1308
1309!------------------------------------------------------------------------------!
1310! Description:
1311! ------------
1312! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1313!------------------------------------------------------------------------------!
1314
1315    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1316    INTEGER ::  pr_palm = 80, statistic_regions = 0
1317    INTEGER ::  u_max_ijk(3), v_max_ijk(3), w_max_ijk(3)
1318    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1319    REAL ::     u_max, v_max, w_max
1320    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l
1321    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value
1322    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1323                                              spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1324                                              sums_up_fraction_l
1325    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1326
1327    SAVE
1328
1329 END MODULE statistics
1330
1331
1332
1333
1334 MODULE transpose_indices
1335
1336!------------------------------------------------------------------------------!
1337! Description:
1338! ------------
1339! Definition of indices for transposed arrays
1340!------------------------------------------------------------------------------!
1341
1342    INTEGER ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_ya, nxr_yd, nxr_yda, nxr_z, &
1343                nxr_za, nyn_x, nyn_xa, nyn_z, nyn_za, nys_x, nys_z, nzb_x,   &
1344                nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_xa, nzt_y, nzt_ya, nzt_yd, nzt_yda
1345               
1346
1347    SAVE
1348
1349 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.