source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 647

Last change on this file since 647 was 623, checked in by raasch, 13 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 58.9 KB
Line 
1 MODULE advection
2
3
4!------------------------------------------------------------------------------!
5! Current revisions:
6! -----------------
7!
8!
9! Former revisions:
10! -----------------
11! $Id: modules.f90 623 2010-12-10 08:52:17Z raasch $
12!
13! 622 2010-12-10 08:08:13Z raasch
14! +collective_wait in pegrid
15!
16! 600 2010-11-24 16:10:51Z raasch
17! default values of surface_scalarflux and surface_waterflux changed
18! to 9999999.9
19!
20! 580 2010-10-05 13:59:11Z heinze
21! Renaming of ws_vertical_gradient to subs_vertical_gradient,
22! ws_vertical_gradient_level to subs_vertical_gradient_level and
23! ws_vertical_gradient_level_ind to subs_vertical_gradient_level_i
24!
25! 564 2010-09-30 13:18:59Z helmke
26! nc_precision and netcdf_precision dimension changed to 11, all default
27! values of mask_xyz_loop changed to -1.0, dimension of openfile changed to
28! 200+2*max_masks, max_masks changed to 50
29!
30! 553 2010-09-01 14:09:06Z weinreis
31! parameters for masked output are replaced by arrays
32!
33! 531 2010-04-21 06:47:21Z heinze
34! character length of dopr_unit enlarged
35!
36! 519 2010-03-19 05:30:02Z raasch
37! -replace_char, replace_by
38!
39! 493 2010-03-01 08:30:24Z raasch
40! +netcdf_data_format, -netcdf_64bit, -netcdf_64bit_3d, -netcdf_format_mask*,
41! -nc_format_mask, -format_parallel_io
42!
43! 485 2010-02-05 10:57:51Z raasch
44! ngp_3d, ngp_3d_inner changed to 64 bit
45!
46! 449 2010-02-02 11:23:59Z raasch
47! -var_ts: replaced by dots_max,
48! initial data assignments to some dvrp arrays changed due to error messages
49! from gfortran compiler
50! +large_scale_subsidence, ws_vertical_gradient, ws_vertical_gradient_level,
51! ws_vertical_gradient_level_ind, w_subs
52!
53! 410 2009-12-04 17:05:40Z letzel
54! masked data output: + dt_domask, mask_01~20_x|y|z, mask_01~20_x|y|z_loop,
55! mask_scale|_x|y|z, masks, skip_time_domask
56!
57! 388 2009-09-23 09:40:33Z raasch
58! +prho, prho_1
59! +bc_lr_cyc, bc_ns_cyc
60! +output_for_t0
61! translation error of actual -> current revisions fixed
62! +q* in dots_label, dots_unit. increased dots_num respectively
63! typographical error in dots_unit fixed
64! +clip_dvrp_*, cluster_size, color_interval, dvrpsize_interval, dvrp_overlap,
65! dvrp_total_overlap, groundplate_color, local_dvrserver_running, n*_dvrp,
66! interval_*_dvrp_prt, isosurface_color, particle_color, particle_dvrpsize,
67! topography color in dvrp_variables,
68! vertical_particle_advection is a 1d-array,
69! +canyon_height, canyon_width_x, canyon_width_y, canyon_wall_left,
70! canyon_wall_south, conserve_volume_flow_mode, coupling_start_time,
71! dp_external, dp_level_b, dp_level_ind_b, dp_smooth, dp_smooth_factor, dpdxy,
72! run_coupled, time_since_reference_point, u_bulk, v_bulk in control_parameters,
73! default value of grid_matching changed to strict
74! +shf_av, qsws_av
75!
76! 217 2008-12-09 18:00:48Z letzel
77! +topography_grid_convention
78! some dvrp-variables changed to single precision, variables for dvrp-mode
79! pathlines added, +target_id, abort_mode, message_string
80!
81! 197 2008-09-16 15:29:03Z raasch
82! allow 100 spectra levels instead of 10 for consistency with
83! define_netcdf_header, +canopy_heat_flux, cthf, lai,
84! +leaf_surface_concentration, scalar_exchange_coefficient, sec, sls
85! +hor_index_bounds, hor_index_bounds_previous_run, id_inflow, id_recycling,
86! inflow_damping_*, mean_inflow_profiles, numprocs_previous_run, nx_on_file,
87! ny_on_file, offset_ocean_*, recycling_plane, recycling_width, turbulent_inflow
88! -myid_char_14
89!
90! 138 2007-11-28 10:03:58Z letzel
91! +drag_coefficient, pch_index, lad_surface, lad_vertical_gradient,
92! lad_vertical_gradient_level, plant_canopy, lad, lad_s, lad_u, lad_v,
93! lad_w, cdc, lad_vertical_gradient_level_ind, canopy_mode
94! +dt_sort_particles, ngp_2dh_s_inner, time_sort_particles, flags,
95! wall_flags_1..10, wall_humidityflux(0:4), wall_qflux(0:4),
96! wall_salinityflux(0:4), wall_scalarflux(0:4)
97!
98! 108 2007-08-24 15:10:38Z letzel
99! +comm_inter, constant_top_momentumflux, coupling_char, coupling_mode,
100! coupling_mode_remote, c_u, c_v, c_w, dt_coupling, e_init, humidity_remote,
101! ngp_xy, nxlu, nysv, port_name, qswst_remote, terminate_coupled,
102! terminate_coupled_remote, time_coupling, top_momentumflux_u|v, type_xy,
103! uswst*, vswst*
104!
105! 97 2007-06-21 08:23:15Z raasch
106! +atmos_ocean_sign, ocean, r, + salinity variables
107! defaults of .._vertical_gradient_levels changed from -1.0 to -9999999.9
108! hydro_press renamed hyp, use_pt_reference renamed use_reference
109!
110! 89 2007-05-25 12:08:31Z raasch
111! +data_output_pr_user, max_pr_user, size of data_output_pr, dopr_index,
112! dopr_initial_index and dopr_unit enlarged,
113! var_hom and var_sum renamed pr_palm
114!
115! 82 2007-04-16 15:40:52Z raasch
116! +return_addres, return_username
117! Cpp-directive lcmuk renamed lc
118!
119! 75 2007-03-22 09:54:05Z raasch
120! +arrays precipitation_amount, precipitation_rate, precipitation_rate_av,
121! rif_wall, z0_av, +arrays u_m_l, u_m_r, etc. for radiation boundary conditions,
122! +loop_optimization, netcdf_64bit_3d, zu_s_inner, zw_w_inner, id_var_zusi_*,
123! id_var_zwwi_*, ts_value, u_nzb_p1_for_vfc, v_nzb_p1_for_vfc, pt_reference,
124! use_pt_reference, precipitation_amount_interval, revision
125! +age_m in particle_type, moisture renamed humidity,
126! -data_output_ts, dots_n, uvmean_outflow, uxrp, vynp,
127! arrays dots_label and dots_unit now dimensioned with dots_max,
128! setting of palm version moved to main program
129!
130! 37 2007-03-01 08:33:54Z raasch
131! +constant_top_heatflux, top_heatflux, use_top_fluxes, +arrays for top fluxes,
132! +nzt_diff, default of bc_pt_t renamed "initial_gradient"
133! Bugfix: p is not a pointer
134!
135! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
136!
137! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
138! version 3.1b (last under RCS control)
139!
140! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
141! Initial revision
142!
143!
144! Description:
145! ------------
146! Definition of variables for special advection schemes
147!------------------------------------------------------------------------------!
148
149    REAL ::  spl_gamma_x, spl_gamma_y
150
151    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex, spl_z_x, spl_z_y
152    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  spl_tri_x, spl_tri_y, spl_tri_zu, &
153                                          spl_tri_zw
154
155    SAVE
156
157 END MODULE advection
158
159
160
161
162 MODULE array_kind
163
164!------------------------------------------------------------------------------!
165! Description:
166! ------------
167! Definition of type parameters (used for the definition of single or double
168! precision variables)
169!------------------------------------------------------------------------------!
170
171    INTEGER, PARAMETER ::  dpk = SELECTED_REAL_KIND( 12 ), &
172                           spk = SELECTED_REAL_KIND( 6 )
173
174    SAVE
175
176 END MODULE array_kind
177
178
179
180
181 MODULE arrays_3d
182
183!------------------------------------------------------------------------------!
184! Description:
185! ------------
186! Definition of all arrays defined on the computational grid
187!------------------------------------------------------------------------------!
188
189    USE array_kind
190
191    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                         &
192          ddzu, dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, km_damp_x,  &
193          km_damp_y, lad, l_grid, pt_init, q_init, rdf, sa_init, ug, u_init,   &
194          u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, w_subs, zu, zw
195
196    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                       &
197          c_u, c_v, c_w, dzu_mg, dzw_mg, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                  &
198          mean_inflow_profiles, pt_slope_ref, qs, qswst_remote, ts, us, z0
199
200    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                               &
201          qsws_1, qsws_2, qswst_1, qswst_2, rif_1, rif_2, saswsb_1, saswst_1,  &
202          shf_1, shf_2, tswst_1, tswst_2, usws_1, usws_2, uswst_1, uswst_2,    &
203          vsws_1, vsws_2, vswst_1, vswst_2
204
205    REAL, DIMENSION(:,:), POINTER ::                                           &
206          qsws, qsws_m, qswst, qswst_m, rif, rif_m, saswsb, saswst, shf,       &
207          shf_m, tswst, tswst_m, usws, uswst, usws_m, uswst_m, vsws, vswst,    &
208          vsws_m, vswst_m
209
210    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                     &
211          canopy_heat_flux, cdc, d, diss, lad_s, lad_u, lad_v, lad_w, lai,     &
212          l_wall, sec, sls, tend, u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l, v_m_n,    &
213          v_m_r, v_m_s, w_m_l, w_m_n, w_m_r, w_m_s
214
215    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
216          ql_v, ql_vp
217
218    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
219          e_1, e_2, e_3, kh_1, kh_2, km_1, km_2, p, prho_1, pt_1, pt_2, pt_3,  &
220          q_1, q_2, q_3, ql_1, ql_2, rho_1, sa_1, sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3,   &
221          v_1, v_2, v_3, vpt_1, vpt_2, w_1, w_2, w_3
222
223    REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                         &
224          e, e_m, e_p, kh, kh_m, km, km_m, prho, pt, pt_m, pt_p, q, q_m, q_p,  &
225          ql, ql_c, rho, sa, sa_p, te_m, tpt_m, tq_m, tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, &
226          u, u_m, u_p, v, v_m, v_p, vpt, vpt_m, w, w_m, w_p
227
228    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall
229
230    SAVE
231
232 END MODULE arrays_3d
233
234
235
236
237 MODULE averaging
238
239!------------------------------------------------------------------------------!
240! Description:
241! ------------
242! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
243!------------------------------------------------------------------------------!
244
245    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,       &
246                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av
247
248    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET :: &
249          e_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, q_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, &
250          ql_vp_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av, u_av, v_av, vpt_av, w_av
251
252 END MODULE averaging
253
254
255
256
257 MODULE cloud_parameters
258
259!------------------------------------------------------------------------------!
260! Description:
261! ------------
262! Definition of variables and constants for cloud physics
263!------------------------------------------------------------------------------!
264
265    REAL  ::  b_cond, cp = 1005.0, diff_coeff_l = 0.23E-4,                     &
266              effective_coll_efficiency, l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, l_v = 2.5E+06, &
267              mass_of_solute, molecular_weight_of_solute,                      &
268              prec_time_const = 0.001, ql_crit = 0.0005, rho_l = 1.0E3,        &
269              r_d = 287.0, r_v = 461.51, thermal_conductivity_l = 2.43E-2
270
271    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  pt_d_t, t_d_pt
272
273    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  precipitation_amount, &
274                                          precipitation_rate
275
276    SAVE
277
278 END MODULE cloud_parameters
279
280
281
282
283 MODULE constants
284
285!------------------------------------------------------------------------------!
286! Description:
287! ------------
288! Definition of general constants
289!------------------------------------------------------------------------------!
290
291    REAL    ::  pi = 3.141592654
292
293    SAVE
294
295 END MODULE constants
296
297
298
299
300 MODULE control_parameters
301
302!------------------------------------------------------------------------------!
303! Description:
304! ------------
305! Definition of parameters for program control
306!------------------------------------------------------------------------------!
307
308    TYPE plot_precision
309       CHARACTER (LEN=6) ::  variable
310       INTEGER           ::  precision
311    END TYPE plot_precision
312
313    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
314                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
315                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
316                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
317                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
318
319    TYPE file_status
320       LOGICAL ::  opened, opened_before
321    END TYPE file_status
322   
323    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
324
325    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
326                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
327
328    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
329    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
330    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
331    CHARACTER (LEN=6)    ::  grid_matching = 'strict'
332    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
333    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
334    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
335    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
336    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
337                             loop_optimization = 'default', &
338                             momentum_advec = 'pw-scheme', &
339                             psolver = 'poisfft', &
340                             scalar_advec = 'pw-scheme'
341    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
342                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
343                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
344                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
345                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
346                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
347                             bc_sa_t = 'neumann', &
348                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
349                             canopy_mode = 'block', &
350                             coupling_mode = 'uncoupled', &
351                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
352                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
353                             fft_method = 'system-specific', &
354                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
355                             random_generator = 'numerical-recipes', &
356                             return_addres, return_username, &
357                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'
358    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, topography = 'flat'
359    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
360    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
361    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ', run_description_header
362    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
363
364    CHARACTER (LEN=7),  DIMENSION(100) ::  do3d_comp_prec = ' '
365    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_format = ' '
366    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
367                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
368    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
369         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
370
371    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
372    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
373    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
374
375    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
376    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
377
378    INTEGER ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
379                average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
380                dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
381                disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
382                dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
383                dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
384                do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
385                dp_level_ind_b = 0, &
386                dvrp_filecount = 0, dz_stretch_level_index, gamma_mg, &
387                grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, ibc_pt_b, ibc_pt_t, &
388                ibc_q_b, ibc_q_t, ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, &
389                inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
390                intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
391                iran = -1234567, last_dt_change = 0, masks = 0, &
392                maximum_grid_level, max_pr_user = 0, mgcycles = 0, &
393                mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
394                netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, nsor = 20, &
395                nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
396                nz_do1d, nz_do3d = -9999, outflow_damping_width = -1, &
397                pch_index = 0, prt_time_count = 0, recycling_plane, runnr = 0, &
398                skip_do_avs = 0, terminate_coupled = 0, &
399                terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
400
401    INTEGER ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
402                do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
403                do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
404                do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
405                domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
406                lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
407                mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
408                mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
409                pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
410                q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
411                sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
412                section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
413                section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
414                ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
415                vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
416                subs_vertical_gradient_level_i(10) = -9999
417
418    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
419
420    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
421    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
422                mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
423
424    LOGICAL ::  adjust_mixing_length = .FALSE., avs_output = .FALSE., &
425                bc_lr_cyc =.TRUE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
426                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
427                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
428                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
429                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
430                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
431                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
432                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
433                cut_spline_overshoot = .TRUE., &
434                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., do2d_at_begin = .FALSE., &
435                do3d_at_begin = .FALSE., do3d_compress = .FALSE., &
436                do_sum = .FALSE., dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
437                dt_changed = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
438                disturbance_created = .FALSE., &
439                first_call_advec_particles = .TRUE., &
440                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
441                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
442                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
443                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
444                iso2d_output = .FALSE., large_scale_subsidence = .FALSE., &
445                mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
446                netcdf_output = .FALSE., ocean = .FALSE., &
447                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
448                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
449                plant_canopy = .FALSE., &
450                prandtl_layer = .TRUE., precipitation = .FALSE., &
451                profil_output = .FALSE., radiation = .FALSE., &
452                random_heatflux = .FALSE., run_control_header = .FALSE., &
453                run_coupled = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
454                stop_dt = .FALSE., terminate_run = .FALSE., &
455                turbulent_inflow = .FALSE., &
456                use_prior_plot1d_parameters = .FALSE., use_reference = .FALSE.,&
457                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
458                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
459                wall_adjustment = .TRUE.
460
461    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
462                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
463
464    REAL ::  advected_distance_x = 0.0, advected_distance_y = 0.0, &
465             alpha_surface = 0.0, asselin_filter_factor = 0.1, &
466             atmos_ocean_sign = 1.0, &
467             averaging_interval = 0.0, averaging_interval_pr = 9999999.9, &
468             averaging_interval_sp = 9999999.9, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
469             bottom_salinityflux = 0.0, &
470             building_height = 50.0, building_length_x = 50.0, &
471             building_length_y = 50.0, building_wall_left = 9999999.9, &
472             building_wall_south = 9999999.9, canyon_height = 50.0, &
473             canyon_width_x = 9999999.9, canyon_width_y = 9999999.9, &
474             canyon_wall_left = 9999999.9, canyon_wall_south = 9999999.9, &
475             cthf = 0.0, cfl_factor = -1.0, cos_alpha_surface, &
476             coupling_start_time, disturbance_amplitude = 0.25, &
477             disturbance_energy_limit = 0.01, &
478             disturbance_level_b = -9999999.9, &
479             disturbance_level_t = -9999999.9, &
480             dp_level_b = 0.0, drag_coefficient = 0.0, &
481             dt = -1.0, dt_averaging_input = 0.0, &
482             dt_averaging_input_pr = 9999999.9, dt_coupling = 9999999.9, &
483             dt_data_output = 9999999.9, &
484             dt_data_output_av = 9999999.9, dt_disturb = 9999999.9, &
485             dt_dopr = 9999999.9, dt_dopr_listing = 9999999.9, &
486             dt_dopts = 9999999.9, dt_dosp = 9999999.9, dt_dots = 9999999.9, &
487             dt_do2d_xy = 9999999.9, dt_do2d_xz = 9999999.9, &
488             dt_do2d_yz = 9999999.9, dt_do3d = 9999999.9, dt_dvrp = 9999999.9, &
489             dt_max = 20.0, dt_prel = 9999999.9, dt_restart = 9999999.9, &
490             dt_run_control = 60.0, dt_3d = -1.0, dz = -1.0, &
491             dz_max = 9999999.9, dz_stretch_factor = 1.08, &
492             dz_stretch_level = 100000.0, e_init = 0.0, e_min = 0.0, &
493             end_time = 0.0, &
494             f = 0.0, fs = 0.0, g = 9.81, inflow_damping_height = 9999999.9, &
495             inflow_damping_width = 9999999.9, kappa = 0.4, km_constant = -1.0,&
496             km_damp_max = -1.0, lad_surface = 0.0,  &
497             leaf_surface_concentration = 0.0, long_filter_factor = 0.0, &
498             mask_scale_x = 1.0, mask_scale_y = 1.0, mask_scale_z = 1.0, &
499             maximum_cpu_time_allowed = 0.0,  &
500             molecular_viscosity = 1.461E-5, &
501             old_dt = 1.0E-10, omega = 7.29212E-5, omega_sor = 1.8, &
502             overshoot_limit_e = 0.0, overshoot_limit_pt = 0.0, &
503             overshoot_limit_u = 0.0, overshoot_limit_v = 0.0, &
504             overshoot_limit_w = 0.0, particle_maximum_age = 9999999.9, &
505             phi = 55.0, prandtl_number = 1.0, &
506             precipitation_amount_interval = 9999999.9, prho_reference, &
507             pt_reference = 9999999.9, pt_slope_offset = 0.0, &
508             pt_surface = 300.0, pt_surface_initial_change = 0.0, &
509             q_surface = 0.0, q_surface_initial_change = 0.0, &
510             rayleigh_damping_factor = -1.0, rayleigh_damping_height = -1.0, &
511             recycling_width = 9999999.9, residual_limit = 1.0E-4, &
512             restart_time = 9999999.9, rho_reference, rho_surface, &
513             rif_max = 1.0, rif_min = -5.0, roughness_length = 0.1, &
514             sa_surface = 35.0, scalar_exchange_coefficient = 0.0, &
515             simulated_time = 0.0, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
516             skip_time_data_output = 0.0, skip_time_data_output_av = 9999999.9,&
517             skip_time_dopr = 9999999.9, skip_time_dosp = 9999999.9, &
518             skip_time_do2d_xy = 9999999.9, skip_time_do2d_xz = 9999999.9, &
519             skip_time_do2d_yz = 9999999.9, skip_time_do3d = 9999999.9, &
520             surface_heatflux = 9999999.9, surface_pressure = 1013.25, &
521             surface_scalarflux = 9999999.9, surface_waterflux = 9999999.9, &
522             s_surface = 0.0, s_surface_initial_change = 0.0, &
523             termination_time_needed = -1.0, time_coupling = 0.0, &
524             time_disturb = 0.0, time_dopr = 0.0, time_dopr_av = 0.0, &
525             time_dopr_listing = 0.0, time_dopts = 0.0, time_dosp = 0.0, &
526             time_dosp_av = 0.0, time_dots = 0.0, time_do2d_xy = 0.0, &
527             time_do2d_xz = 0.0, time_do2d_yz = 0.0, time_do3d = 0.0, &
528             time_do_av = 0.0, time_do_sla = 0.0, time_dvrp = 0.0, &
529             time_prel = 0.0, time_restart = 9999999.9, time_run_control = 0.0,&
530             time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9, &
531             top_momentumflux_u = 9999999.9, &
532             top_momentumflux_v = 9999999.9, top_salinityflux = 9999999.9, &
533             ug_surface = 0.0, u_bulk = 0.0, u_gtrans = 0.0, &
534             ups_limit_e = 0.0, ups_limit_pt = 0.0, ups_limit_u = 0.0, &
535             ups_limit_v = 0.0, ups_limit_w = 0.0, vg_surface = 0.0, &
536             v_bulk = 0.0, v_gtrans = 0.0, wall_adjustment_factor = 1.8, &
537             z_max_do1d = -1.0, z_max_do1d_normalized = -1.0, z_max_do2d = -1.0
538
539    REAL ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0, &
540             do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0, dpdxy(1:2) = 0.0, &
541             dt_domask(max_masks) = 9999999.9, lad_vertical_gradient(10) = 0.0,&
542             lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
543             mask_scale(3), &
544             pt_vertical_gradient(10) = 0.0, &
545             pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
546             q_vertical_gradient(10) = 0.0, &
547             q_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
548             s_vertical_gradient(10) = 0.0, &
549             s_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
550             sa_vertical_gradient(10) = 0.0, &
551             sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
552             skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9, threshold(20) = 0.0, &
553             time_domask(max_masks) = 0.0, &
554             tsc(10) = (/ 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 /), &
555             ug_vertical_gradient(10) = 0.0, &
556             ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
557             vg_vertical_gradient(10) = 0.0, &
558             vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
559             volume_flow(1:2) = 0.0, volume_flow_area(1:2) = 0.0, &
560             volume_flow_initial(1:2) = 0.0, wall_heatflux(0:4) = 0.0, &
561             wall_humidityflux(0:4) = 0.0, wall_qflux(0:4) = 0.0, &
562             wall_salinityflux(0:4) = 0.0, wall_scalarflux(0:4) = 0.0, &
563             subs_vertical_gradient(10) = 0.0, &
564             subs_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9
565
566    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
567
568    REAL, DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
569        mask_x = -1.0, mask_y = -1.0, mask_z = -1.0
570    REAL, DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
571        mask_x_loop = -1.0, mask_y_loop = -1.0, mask_z_loop = -1.0
572   
573!
574!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
575       REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
576
577    SAVE
578
579 END MODULE control_parameters
580
581
582
583
584 MODULE cpulog
585
586!------------------------------------------------------------------------------!
587! Description:
588! ------------
589! Definition of variables for cpu-time measurements
590!------------------------------------------------------------------------------!
591
592    REAL ::  initial_wallclock_time
593
594    TYPE logpoint
595       REAL               ::  isum, ivect, mean, mtime, mtimevec, sum, vector
596       INTEGER            ::  counts
597       CHARACTER (LEN=20) ::  place
598    END TYPE logpoint
599
600    TYPE(logpoint), DIMENSION(100) ::  log_point = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0,   &
601                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' ),          &
602                                       log_point_s = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0, &
603                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' )
604
605    SAVE
606
607 END MODULE cpulog
608
609
610
611
612 MODULE dvrp_variables
613
614!------------------------------------------------------------------------------!
615! Description:
616! ------------
617! Definition of variables used with dvrp-software
618!------------------------------------------------------------------------------!
619
620    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
621                           particle_dvrpsize = 'none'
622
623    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
624                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
625
626    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
627                           dvrp_file      = 'default',                    &
628                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
629                           dvrp_password  = '********',                   &
630                           dvrp_username  = ' '
631
632    INTEGER ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
633                dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
634                nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
635                nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
636                pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
637                pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
638                vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
639                vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
640
641    INTEGER, DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
642
643    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
644                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
645                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
646
647    REAL    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9, clip_dvrp_n = 9999999.9, &
648                clip_dvrp_r = 9999999.9, clip_dvrp_s = 9999999.9, &
649                superelevation = 1.0, superelevation_x = 1.0,     &
650                superelevation_y = 1.0, vc_alpha = 38.0
651
652    REAL, DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0, 1.0 /), &
653                           dvrpsize_interval = (/ 0.0, 1.0 /)
654
655    REAL, DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0, 0.6, 0.0 /), &
656                           topography_color = (/ 0.8, 0.7, 0.6 /)
657
658#if defined( __decalpha )
659    REAL, DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/       &
660                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
661                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
662                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0 /), (/ 2, 10 /) )
663
664    REAL, DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                  &
665                                0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
666                                0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
667                                0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
668                                0.1, 0.4, 0.1 /), (/ 3, 10 /) )
669
670    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
671                                  RESHAPE( (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0,      &
672                                               70.0,  25.0,  25.0, -25.0,      &
673                                              ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),         &
674                                           (/ 2, 100 /) ),                     &
675                                  interval_l_dvrp = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0,&
676                                  interval_a_dvrp = 0.0,                       &
677                                  interval_values_dvrp_prt,                    &
678                                  interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
679                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
680                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
681                                                  (/ 2, 100 /) ),              &
682                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5,                   &
683                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0,                   &
684                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
685#else
686    REAL, DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
687
688    REAL, DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
689
690    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
691                                  interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
692                                  interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5, &
693                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0, &
694                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0, interval_a_dvrp = 0.0, &
695                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
696
697    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
698                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
699                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
700                                     -1.0, 1.0 /
701
702    DATA  isosurface_color / 0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
703                             0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
704                             0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
705                             0.1, 0.4, 0.1 /
706
707    DATA  interval_h_dvrp / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
708                            25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
709
710    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
711                                25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
712#endif
713
714    REAL(4), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
715
716    TYPE steering
717       CHARACTER (LEN=20) ::  name
718       REAL(4)            ::  min, max
719       INTEGER            ::  imin, imax
720    END TYPE steering
721
722    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
723
724    SAVE
725
726 END MODULE dvrp_variables
727
728
729
730
731 MODULE grid_variables
732
733!------------------------------------------------------------------------------!
734! Description:
735! ------------
736! Definition of grid spacings
737!------------------------------------------------------------------------------!
738
739    REAL ::  ddx, ddx2, dx = 1.0, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0, dy2
740
741    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
742
743    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
744                                          fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
745                                          wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
746                                          zu_s_inner, zw_w_inner
747
748    SAVE
749
750 END MODULE grid_variables
751
752
753
754
755 MODULE indices
756
757!------------------------------------------------------------------------------!
758! Description:
759! ------------
760! Definition of array bounds and number of gridpoints
761!------------------------------------------------------------------------------!
762
763    INTEGER ::  ngp_sums, nnx, nx = 0, nxa, nxl, nxlu, nxr, nxra, nx_on_file,  &
764                nny, ny = 0, nya, nyn, nyna, nys, nysv, ny_on_file, nnz,       &
765                nz = 0, nza, nzb, nzb_diff, nzt, nzta, nzt_diff
766
767    INTEGER( KIND = SELECTED_INT_KIND(18) ), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
768                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
769
770    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                      &
771                ngp_2dh, nnx_pe, nny_pe, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
772
773    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                    &
774                ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner, mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner,  &
775                nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u, nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer,&
776                nzb_s_inner, nzb_s_outer, nzb_u_inner, nzb_u_outer,            &
777                nzb_v_inner, nzb_v_outer, nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
778
779    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
780
781    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  wall_flags_1,           &
782                wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4, wall_flags_5,        &
783                wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8, wall_flags_9,        &
784                wall_flags_10
785
786    SAVE
787
788 END MODULE indices
789
790
791
792
793 MODULE interfaces
794
795!------------------------------------------------------------------------------!
796! Description:
797! ------------
798! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
799!------------------------------------------------------------------------------!
800
801    INTERFACE
802
803       SUBROUTINE cpu_log( log_event, place, modus, barrierwait )
804
805          USE cpulog
806
807          CHARACTER (LEN=*)           ::  modus, place
808          CHARACTER (LEN=*), OPTIONAL ::  barrierwait
809          TYPE(logpoint)              ::  log_event
810
811       END SUBROUTINE cpu_log
812
813    END INTERFACE
814
815
816
817    INTERFACE
818
819       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, wert, &
820                                   wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
821          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  mode
822          INTEGER, INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
823          INTEGER                       ::  wert_ijk(3)
824          INTEGER, OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
825          REAL                          ::  wert
826          REAL, OPTIONAL                ::  wert1
827          REAL, INTENT(IN)              ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
828
829       END SUBROUTINE global_min_max
830
831    END INTERFACE
832
833    SAVE
834
835 END MODULE interfaces
836
837
838
839 MODULE pointer_interfaces
840
841!------------------------------------------------------------------------------!
842! Description:
843! ------------
844! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
845! prognostic_equations
846!------------------------------------------------------------------------------!
847
848    INTERFACE
849
850       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
851
852          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
853          REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
854
855       END SUBROUTINE advec_s_bc
856
857    END INTERFACE
858
859
860    SAVE
861
862 END MODULE pointer_interfaces
863
864
865
866
867 MODULE model_1d
868
869!------------------------------------------------------------------------------!
870! Description:
871! ------------
872! Definition of variables for the 1D-model
873!------------------------------------------------------------------------------!
874
875    INTEGER ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d, &
876                last_dt_change_1d = 0 
877
878    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
879
880    REAL ::     damp_level_1d = -1.0, dt_1d = 60.0, dt_max_1d = 300.0, &
881                dt_pr_1d = 9999999.9, dt_run_control_1d = 60.0, &
882                end_time_1d = 864000.0, old_dt_1d = 1.0E-10, &
883                qs1d, simulated_time_1d = 0.0, time_pr_1d = 0.0, &
884                time_run_control_1d = 0.0, ts1d, us1d, usws1d, usws1d_m, &
885                vsws1d, vsws1d_m, z01d
886
887
888    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_m, e1d_p, kh1d, kh1d_m, km1d, &
889                                        km1d_m, l_black, l1d, l1d_m, rif1d,    &
890                                        te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, te_vm, &
891                                        u1d, u1d_m, u1d_p, v1d, v1d_m, v1d_p
892
893    SAVE
894
895 END MODULE model_1d
896
897
898
899
900 MODULE netcdf_control
901
902!------------------------------------------------------------------------------!
903! Description:
904! ------------
905! Definition of parameters and variables for netcdf control.
906!------------------------------------------------------------------------------!
907
908    USE control_parameters
909#if defined( __netcdf )
910    USE netcdf
911#endif
912
913    INTEGER, PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 26, dots_max = 100
914
915    INTEGER ::  dots_num = 23
916
917    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
918         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
919            'z_i   ' /)
920
921    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
922         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
923            'z_i   ' /)
924
925    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
926          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
927             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
928             'w_up   ', 'w_down ', 'npt_max', 'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', &
929             'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', 'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', &
930             'w"2    ', 'npt*2  ' /)
931
932    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
933          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
934             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
935             'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', 'number ', 'm2     ', 'm2     ', &
936             'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
937             'm2/s2  ', 'number2' /)
938
939    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
940          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
941             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
942             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
943             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ', 'q*     ',            &
944             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
945
946    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
947          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
948             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
949             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
950             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ', 'kg/kg  ',            &
951             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
952
953    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
954
955    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
956
957    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
958          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
959             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
960             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
961             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
962             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
963             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
964             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
965             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
966             'not_used        ' /)
967
968    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
969          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
970             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
971             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
972             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
973             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
974             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
975             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
976             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
977             'not_used        ' /)
978
979    INTEGER ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
980                id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
981                id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
982                id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
983                id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
984                id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
985                id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
986
987    INTEGER, DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
988                id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
989                id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
990                id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
991                id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
992                id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
993                id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
994                id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
995                id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
996                id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
997                id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
998                id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
999                id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
1000                id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
1001                id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
1002                id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
1003                id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
1004                id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
1005
1006    INTEGER, DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
1007    INTEGER, DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
1008    INTEGER, DIMENSION(11)  ::  nc_precision
1009    INTEGER, DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1010
1011    INTEGER, DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1012    INTEGER, DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1013    INTEGER, DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1014                                           id_var_z_pr
1015    INTEGER, DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1016
1017!
1018!-- masked output
1019    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1020
1021    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1022
1023    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1024                id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1025                id_dim_zw_mask, &
1026                id_set_mask, &
1027                id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1028                id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1029                id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1030
1031    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1032
1033    SAVE
1034
1035 END MODULE netcdf_control
1036
1037
1038
1039 MODULE particle_attributes
1040
1041!------------------------------------------------------------------------------!
1042! Description:
1043! ------------
1044! Definition of variables used to compute particle transport
1045!------------------------------------------------------------------------------!
1046
1047    USE array_kind
1048
1049    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
1050                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb'
1051
1052#if defined( __parallel )
1053    INTEGER ::  mpi_particle_type
1054#endif
1055    INTEGER ::  ibc_par_lr, ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t,                  &
1056                iran_part = -1234567, maximum_number_of_particles = 1000,      &
1057                maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
1058                maximum_number_of_tails = 0,                                   &
1059                number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
1060                number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
1061                number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
1062                offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
1063                particle_file_count = 0, skip_particles_for_tail = 100,        &
1064                total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0
1065
1066    INTEGER, PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
1067
1068    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
1069    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
1070
1071    LOGICAL ::  particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
1072                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
1073                uniform_particles = .TRUE., use_particle_tails = .FALSE.,      &
1074                use_sgs_for_particles = .FALSE.,                               &
1075                write_particle_statistics = .FALSE.
1076
1077    LOGICAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::                       &
1078                vertical_particle_advection = .TRUE.
1079
1080    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
1081
1082    REAL    ::  c_0 = 3.0, dt_min_part = 0.0002, dt_sort_particles = 0.0,      &
1083                dt_write_particle_data = 9999999.9, dvrp_psize = 9999999.9,    &
1084                end_time_prel = 9999999.9, initial_weighting_factor = 1.0,     &
1085                maximum_tailpoint_age = 100000.0,                              &
1086                minimum_tailpoint_distance = 0.0,                              &
1087                particle_advection_start = 0.0, sgs_wfu_part = 0.3333333,      &
1088                sgs_wfv_part = 0.3333333, sgs_wfw_part = 0.3333333,            &
1089                time_sort_particles = 0.0, time_write_particle_data = 0.0
1090
1091    REAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
1092                density_ratio = 9999999.9, pdx = 9999999.9, pdy = 9999999.9, &
1093                pdz = 9999999.9, psb = 9999999.9, psl = 9999999.9,           &
1094                psn = 9999999.9, psr = 9999999.9, pss = 9999999.9,           &
1095                pst = 9999999.9, radius = 9999999.9
1096
1097    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
1098
1099
1100    TYPE particle_type
1101       SEQUENCE
1102       REAL    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
1103                   origin_z, radius, speed_x, speed_x_sgs, speed_y,         &
1104                   speed_y_sgs, speed_z, speed_z_sgs, weight_factor, x, y, z
1105       INTEGER ::  color, group, tailpoints, tail_id
1106    END TYPE particle_type
1107
1108    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles, &
1109                                                       particles
1110
1111    TYPE particle_groups_type
1112       SEQUENCE
1113       REAL    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
1114    END TYPE particle_groups_type
1115
1116    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
1117                   particle_groups
1118
1119    SAVE
1120
1121 END MODULE particle_attributes
1122
1123
1124
1125
1126
1127 MODULE pegrid
1128
1129!------------------------------------------------------------------------------!
1130! Description:
1131! ------------
1132! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1133! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1134! MPI-calls.
1135!------------------------------------------------------------------------------!
1136
1137#if defined( __parallel )
1138#if defined( __lc )
1139    USE MPI
1140#else
1141    INCLUDE "mpif.h"
1142#endif
1143#endif
1144    CHARACTER(LEN=5)       ::  myid_char = ''
1145    INTEGER                ::  id_inflow = 0, id_recycling = 0, myid = 0,      &
1146                               target_id, npex = -1, npey = -1, numprocs = 1,  &
1147                               numprocs_previous_run = -1,                     &
1148                               tasks_per_node = -9999, threads_per_task = 1
1149
1150    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1151                                             hor_index_bounds_previous_run
1152
1153#if defined( __parallel )
1154#if defined( __mpi2 )
1155    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1156#endif
1157
1158    INTEGER ::  comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter, comm_palm, ierr, myidx,  &
1159                myidy, ndim = 2, ngp_xy, ngp_y, pleft, pnorth, pright, psouth, &
1160                sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz, sendrecvcount_zx,          &
1161                sendrecvcount_zyd, sendrecvcount_yxd,                          &
1162                type_x, type_x_int, type_xy
1163
1164    INTEGER ::  ibuf(12), pcoord(2), pdims(2), status(MPI_STATUS_SIZE)
1165
1166    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz
1167
1168    LOGICAL ::  collective_wait = .FALSE., reorder = .TRUE.
1169    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1170                              remain_dims
1171#endif
1172
1173    SAVE
1174
1175 END MODULE pegrid
1176
1177
1178
1179
1180 MODULE profil_parameter
1181
1182!------------------------------------------------------------------------------!
1183! Description:
1184! ------------
1185! Definition of variables which control PROFIL-output
1186!------------------------------------------------------------------------------!
1187
1188    INTEGER, PARAMETER ::  crmax = 100
1189
1190    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  dopr_label = ' '
1191
1192    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(crmax) ::  cross_normalized_x = ' ', &
1193                                             cross_normalized_y = ' '
1194
1195    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1196                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1197                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1198                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1199                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1200                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1201                              ' L                  ',                         &
1202                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1203
1204    CHARACTER (LEN=40), DIMENSION(crmax) ::  cross_xtext = &
1205                           (/ 'windspeed in ms>->1         ', &
1206                              'pot. temperature in K       ', &
1207                              'heat flux in K ms>->1       ', &
1208                              'momentum flux in m>2s>2     ', &
1209                              'eddy diffusivity in m>2s>->1', &
1210                              'mixing length in m          ', &
1211                            ( '                            ', i9 = 1, 94 ) /)
1212
1213    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1214                           (/ ' u v                           ', &
1215                              ' pt                            ', &
1216                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1217                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1218                              ' km kh                         ', &
1219                              ' l                             ', &
1220                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1221
1222    INTEGER ::  profile_columns = 3, profile_rows = 2, profile_number = 0
1223
1224    INTEGER ::  cross_linecolors(100,crmax) = 1, &
1225                cross_linestyles(100,crmax) = 0, &
1226                cross_profile_numbers(100,crmax) = 0, &
1227                cross_pnc_local(crmax), cross_profile_number_count(crmax) = 0, &
1228                cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1229                cross_ts_number_count(crmax) = 0, dopr_crossindex(100) = 0, &
1230                dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1231                dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0, &
1232                linecolors(10) = (/ 2, 3, 4,  5, 7, 8, 12, 15, 16, 23 /), &
1233                linestyles(11) = (/ 0, 7, 3, 10, 4, 1,  9,  2,  5,  8, 6 /)
1234               
1235
1236    REAL ::  cross_normx_factor(100,crmax) = 1.0, &
1237             cross_normy_factor(100,crmax) = 1.0, &
1238             cross_ts_uymax(20) = &
1239                             (/ 999.999, 999.999, 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                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1243             cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999, &
1244             cross_ts_uymin(20) = &
1245                             (/ 999.999, 999.999, 999.999,  -5.000, 999.999,   &
1246                                999.999,   0.000, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1247                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1248                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1249             cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999, &
1250             cross_uxmax(crmax) = 0.0, cross_uxmax_computed(crmax) = -1.0, &
1251             cross_uxmax_normalized(crmax) = 0.0, &
1252             cross_uxmax_normalized_computed(crmax) = -1.0, &
1253             cross_uxmin(crmax) = 0.0, cross_uxmin_computed(crmax) =  1.0, &
1254             cross_uxmin_normalized(crmax) = 0.0, &
1255             cross_uxmin_normalized_computed(crmax) = 1.0, &
1256             cross_uymax(crmax), cross_uymin(crmax)
1257
1258    SAVE
1259
1260 END MODULE profil_parameter
1261
1262
1263
1264
1265 MODULE spectrum
1266
1267!------------------------------------------------------------------------------!
1268! Description:
1269! ------------
1270! Definition of quantities used for computing spectra
1271!------------------------------------------------------------------------------!
1272
1273    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1274                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1275    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1276    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1277    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1278                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1279                                              '-power spectrum of v     ', &
1280                                              '-power spectrum of w     ', &
1281                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1282                                              '-power spectrum of q     ' /)
1283    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1284                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1285                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1286                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1287                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1288                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1289
1290    INTEGER ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1291
1292    INTEGER ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1293                lstyles(100) = (/ 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                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1297                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1298                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1299                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1300                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1301                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1302                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1303                plot_spectra_level(100) = 999999
1304
1305    REAL    ::  time_to_start_sp = 0.0
1306
1307    SAVE
1308
1309 END MODULE spectrum
1310
1311
1312
1313
1314 MODULE statistics
1315
1316!------------------------------------------------------------------------------!
1317! Description:
1318! ------------
1319! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1320!------------------------------------------------------------------------------!
1321
1322    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1323    INTEGER ::  pr_palm = 80, statistic_regions = 0
1324    INTEGER ::  u_max_ijk(3), v_max_ijk(3), w_max_ijk(3)
1325    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1326    REAL ::     u_max, v_max, w_max
1327    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l
1328    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value
1329    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1330                                              spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1331                                              sums_up_fraction_l
1332    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1333
1334    SAVE
1335
1336 END MODULE statistics
1337
1338
1339
1340
1341 MODULE transpose_indices
1342
1343!------------------------------------------------------------------------------!
1344! Description:
1345! ------------
1346! Definition of indices for transposed arrays
1347!------------------------------------------------------------------------------!
1348
1349    INTEGER ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_ya, nxr_yd, nxr_yda, nxr_z, &
1350                nxr_za, nyn_x, nyn_xa, nyn_z, nyn_za, nys_x, nys_z, nzb_x,   &
1351                nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_xa, nzt_y, nzt_ya, nzt_yd, nzt_yda
1352               
1353
1354    SAVE
1355
1356 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.