source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 881

Last change on this file since 881 was 881, checked in by raasch, 11 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 67.2 KB
Line 
1 MODULE advection
2
3!------------------------------------------------------------------------------!
4! Current revisions:
5! -----------------
6!
7!
8! Former revisions:
9! -----------------
10! $Id: modules.f90 881 2012-04-13 06:36:58Z raasch $
11!
12! 880 2012-04-13 06:28:59Z raasch
13! gathered_size, subdomain_size moved to control_parameters
14!
15! 866 2012-03-28 06:44:41Z raasch
16! interface for global_min_max changed
17!
18! 861 2012-03-26 14:18:34Z suehring
19! +wall_flags_0
20! -boundary_flags
21! +nzb_max
22! +adv_sca_1, +adv_mom_1
23!
24! 849 2012-03-15 10:35:09Z raasch
25! +deleted_particles, deleted_tails, tr.._count_sum, tr.._count_recv_sum in
26! particle_attributes,
27! +de_dx, de_dy, de_dz in arrays_3d,
28! first_call_advec_particles renamed first_call_lpm
29!
30! 828 2012-02-21 12:00:36Z raasch
31! +dissipation_classes, radius_classes, use_kernel_tables,
32! particle feature color renamed class
33!
34! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
35! +bfactor, curvature_solution_effects, eps_ros, molecular_weight_of_water,
36! vanthoff, -b_cond in cloud_parameters,
37! dopts_num increased to 29, particle attributes speed_x|y|z_sgs renamed
38! rvar1|2|3
39! wang_collision_kernel and turbulence_effects_on_collision replaced by
40! collision_kernel, hall_kernel, palm_kernel, wang_kernel
41!
42! 809 2012-01-30 13:32:58Z marongas
43! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
44!
45! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
46! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files.
47! New parameter check_restart has been defined which is needed by
48! check_namelist_files only.
49!
50! 805 2012-01-17 15:53:28Z franke
51! Bugfix collective_wait must be out of parallel branch for runs in serial mode
52!
53! 801 2012-01-10 17:30:36Z suehring
54! Dimesion of sums_wsus_ws_l, ! sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
55! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l increased.
56! for thread-safe summation in advec_ws.
57!
58! 792 2011-12-01 01:23:23Z raasch
59! particle arrays (particles, parrticles_temp) implemented as pointers,
60! +particles_1, particles_2, sort_count
61!
62! 790 2011-11-29 03:11:20Z raasch
63! +turbulence_effects_on_collision, wang_collision_kernel
64!
65! 785 2011-11-28 09:47:19Z raasch
66! +scalar_rayleigh_damping, rdf_sc
67!
68! 778 2011-11-07 14:18:25Z fricke
69! +gathered_size, subdomain_size
70!
71! 771 2011-10-27 10:56:21Z heinze
72! +lpt_av
73!
74! 767 2011-10-14 06:39:12Z raasch
75! +u_profile, v_profile, uv_heights, use_prescribed_profile_data
76!
77! 759 2011-09-15 13:58:31Z raasch
78! +io_blocks, io_group, maximum_parallel_io_streams,
79! synchronous_exchange moved to control_parameters
80!
81! 743 2011-08-18 16:10:16Z suehring
82! Dimension of sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
83! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wssas_ws_l,sums_wsqs_ws_l needed for
84! statistical evaluation of turbulent fluxes in WS-scheme decreased.
85! 736 2011-08-17 14:13:26Z suehring
86! Dimension of fluxes needed for WS-scheme increased.
87!
88! 722 2011-04-11 06:21:09Z raasch
89! Bugfix: default value for south_border_pe changed to .F.
90!
91! 707 2011-03-29 11:39:40Z raasch
92! +bc_lr_dirrad, bc_lr_raddir, bc_ns_dirrad, bc_ns_raddir, left_border_pe,
93! north_border_pe, right_border_pe, south_border_pe
94! p_sub renamed p_loc
95!
96! 683 2011-02-09 14:25:15Z raasch
97! +synchronous_exchange
98!
99! 673 2011-01-18 16:19:48Z suehring
100! +weight_pres to weight the respective contribution of the Runge-Kutta
101! substeps. +p_sub to buffer the intermediate contributions for Multigrid and
102! SOR.
103!
104! 667 2010-12-23 12:06:00Z suehring/gryschka
105! Removed u_nzb_p1_for_vfc and v_nzb_p1_for_vfc
106! For coupling with different resolution in ocean and atmophere:
107! +nx_a, +nx_o, ny_a, +ny_o, ngp_a, ngp_o, +total_2d_o, +total_2d_a,
108! +coupling_topology
109! Buffer arrays for the left sided advective fluxes added in arrays_3d.
110! +flux_s_u, +flux_s_v, +flux_s_w, +diss_s_u, +diss_s_v, +diss_s_w,
111! +flux_s_pt, +diss_s_pt, +flux_s_e, +diss_s_e, +flux_s_q, +diss_s_q,
112! +flux_s_sa, +diss_s_sa
113! 3d arrays for dissipation control added. (only necessary for vector arch.)
114! +var_x, +var_y, +var_z, +gamma_x, +gamma_y, +gamma_z
115! Default of momentum_advec and scalar_advec changed to 'ws-scheme' .
116! +exchange_mg added in control_parameters to steer the data exchange.
117! Parameters +nbgp, +nxlg, +nxrg, +nysg, +nyng added in indices.
118! flag array +boundary_flags added in indices to steer the degradation of order
119! of the advective fluxes when non-cyclic boundaries are used.
120! MPI-datatypes +type_y, +type_y_int and +type_yz for data_exchange added in
121! pegrid.
122! +sums_wsus_ws_l, +sums_wsvs_ws_l, +sums_us2_ws_l, +sums_vs2_ws_l,
123! +sums_ws2_ws_l, +sums_wspts_ws_l, +sums_wssas_ws_l, +sums_wsqs_ws_l
124! and +weight_substep added in statistics to steer the statistical evaluation
125! of turbulent fluxes in the advection routines.
126! LOGICALS +ws_scheme_sca and +ws_scheme_mom added to get a better performance
127! in prognostic_equations.
128! LOGICAL +dissipation_control control added to steer numerical dissipation
129! in ws-scheme.
130! Changed length of string run_description_header
131!
132! 622 2010-12-10 08:08:13Z raasch
133! +collective_wait in pegrid
134!
135! 600 2010-11-24 16:10:51Z raasch
136! default values of surface_scalarflux and surface_waterflux changed
137! to 9999999.9
138!
139! 580 2010-10-05 13:59:11Z heinze
140! Renaming of ws_vertical_gradient to subs_vertical_gradient,
141! ws_vertical_gradient_level to subs_vertical_gradient_level and
142! ws_vertical_gradient_level_ind to subs_vertical_gradient_level_i
143!
144! 564 2010-09-30 13:18:59Z helmke
145! nc_precision and netcdf_precision dimension changed to 11, all default
146! values of mask_xyz_loop changed to -1.0, dimension of openfile changed to
147! 200+2*max_masks, max_masks changed to 50
148!
149! 553 2010-09-01 14:09:06Z weinreis
150! parameters for masked output are replaced by arrays
151!
152! 531 2010-04-21 06:47:21Z heinze
153! character length of dopr_unit enlarged
154!
155! 519 2010-03-19 05:30:02Z raasch
156! -replace_char, replace_by
157!
158! 493 2010-03-01 08:30:24Z raasch
159! +netcdf_data_format, -netcdf_64bit, -netcdf_64bit_3d, -netcdf_format_mask*,
160! -nc_format_mask, -format_parallel_io
161!
162! 485 2010-02-05 10:57:51Z raasch
163! ngp_3d, ngp_3d_inner changed to 64 bit
164!
165! 449 2010-02-02 11:23:59Z raasch
166! -var_ts: replaced by dots_max,
167! initial data assignments to some dvrp arrays changed due to error messages
168! from gfortran compiler
169! +large_scale_subsidence, ws_vertical_gradient, ws_vertical_gradient_level,
170! ws_vertical_gradient_level_ind, w_subs
171!
172! 388 2009-09-23 09:40:33Z raasch
173! +prho, prho_1
174! +bc_lr_cyc, bc_ns_cyc
175! +output_for_t0
176! translation error of actual -> current revisions fixed
177! +q* in dots_label, dots_unit. increased dots_num respectively
178! typographical error in dots_unit fixed
179! +clip_dvrp_*, cluster_size, color_interval, dvrpsize_interval, dvrp_overlap,
180! dvrp_total_overlap, groundplate_color, local_dvrserver_running, n*_dvrp,
181! interval_*_dvrp_prt, isosurface_color, particle_color, particle_dvrpsize,
182! topography color in dvrp_variables,
183! vertical_particle_advection is a 1d-array,
184! +canyon_height, canyon_width_x, canyon_width_y, canyon_wall_left,
185! canyon_wall_south, conserve_volume_flow_mode, coupling_start_time,
186! dp_external, dp_level_b, dp_level_ind_b, dp_smooth, dp_smooth_factor, dpdxy,
187! run_coupled, time_since_reference_point, u_bulk, v_bulk in control_parameters,
188! default value of grid_matching changed to strict
189! +shf_av, qsws_av
190!
191! 217 2008-12-09 18:00:48Z letzel
192! +topography_grid_convention
193! some dvrp-variables changed to single precision, variables for dvrp-mode
194! pathlines added, +target_id, abort_mode, message_string
195!
196! 197 2008-09-16 15:29:03Z raasch
197! allow 100 spectra levels instead of 10 for consistency with
198! define_netcdf_header, +canopy_heat_flux, cthf, lai,
199! +leaf_surface_concentration, scalar_exchange_coefficient, sec, sls
200! +hor_index_bounds, hor_index_bounds_previous_run, id_inflow, id_recycling,
201! inflow_damping_*, mean_inflow_profiles, numprocs_previous_run, nx_on_file,
202! ny_on_file, offset_ocean_*, recycling_plane, recycling_width, turbulent_inflow
203! -myid_char_14
204!
205! 138 2007-11-28 10:03:58Z letzel
206! +drag_coefficient, pch_index, lad_surface, lad_vertical_gradient,
207! lad_vertical_gradient_level, plant_canopy, lad, lad_s, lad_u, lad_v,
208! lad_w, cdc, lad_vertical_gradient_level_ind, canopy_mode
209! +dt_sort_particles, ngp_2dh_s_inner, time_sort_particles, flags,
210! wall_flags_1..10, wall_humidityflux(0:4), wall_qflux(0:4),
211! wall_salinityflux(0:4), wall_scalarflux(0:4)
212!
213! 108 2007-08-24 15:10:38Z letzel
214! +comm_inter, constant_top_momentumflux, coupling_char, coupling_mode,
215! coupling_mode_remote, c_u, c_v, c_w, dt_coupling, e_init, humidity_remote,
216! ngp_xy, nxlu, nysv, port_name, qswst_remote, terminate_coupled,
217! terminate_coupled_remote, time_coupling, top_momentumflux_u|v, type_xy,
218! uswst*, vswst*
219!
220! 97 2007-06-21 08:23:15Z raasch
221! +atmos_ocean_sign, ocean, r, + salinity variables
222! defaults of .._vertical_gradient_levels changed from -1.0 to -9999999.9
223! hydro_press renamed hyp, use_pt_reference renamed use_reference
224!
225! 89 2007-05-25 12:08:31Z raasch
226! +data_output_pr_user, max_pr_user, size of data_output_pr, dopr_index,
227! dopr_initial_index and dopr_unit enlarged,
228! var_hom and var_sum renamed pr_palm
229!
230! 82 2007-04-16 15:40:52Z raasch
231! +return_addres, return_username
232! Cpp-directive lcmuk renamed lc
233!
234! 75 2007-03-22 09:54:05Z raasch
235! +arrays precipitation_amount, precipitation_rate, precipitation_rate_av,
236! rif_wall, z0_av, +arrays u_m_l, u_m_r, etc. for radiation boundary conditions,
237! +loop_optimization, netcdf_64bit_3d, zu_s_inner, zw_w_inner, id_var_zusi_*,
238! id_var_zwwi_*, ts_value, u_nzb_p1_for_vfc, v_nzb_p1_for_vfc, pt_reference,
239! use_pt_reference, precipitation_amount_interval, revision
240! +age_m in particle_type, moisture renamed humidity,
241! -data_output_ts, dots_n, uvmean_outflow, uxrp, vynp,
242! arrays dots_label and dots_unit now dimensioned with dots_max,
243! setting of palm version moved to main program
244!
245! 37 2007-03-01 08:33:54Z raasch
246! +constant_top_heatflux, top_heatflux, use_top_fluxes, +arrays for top fluxes,
247! +nzt_diff, default of bc_pt_t renamed "initial_gradient"
248! Bugfix: p is not a pointer
249!
250! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
251!
252! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
253! version 3.1b (last under RCS control)
254!
255! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
256! Initial revision
257!
258!
259! Description:
260! ------------
261! Definition of variables for special advection schemes
262!------------------------------------------------------------------------------!
263
264    REAL ::  spl_gamma_x, spl_gamma_y
265
266    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex, spl_z_x, spl_z_y
267    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  spl_tri_x, spl_tri_y, spl_tri_zu, &
268                                          spl_tri_zw
269
270    SAVE
271
272 END MODULE advection
273
274
275
276
277 MODULE array_kind
278
279!------------------------------------------------------------------------------!
280! Description:
281! ------------
282! Definition of type parameters (used for the definition of single or double
283! precision variables)
284!------------------------------------------------------------------------------!
285
286    INTEGER, PARAMETER ::  dpk = SELECTED_REAL_KIND( 12 ), &
287                           spk = SELECTED_REAL_KIND( 6 )
288
289    SAVE
290
291 END MODULE array_kind
292
293
294
295
296 MODULE arrays_3d
297
298!------------------------------------------------------------------------------!
299! Description:
300! ------------
301! Definition of all arrays defined on the computational grid
302!------------------------------------------------------------------------------!
303
304    USE array_kind
305
306    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                         &
307          ddzu, ddzu_pres, dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor,  &
308          km_damp_x, km_damp_y, lad, l_grid, pt_init, q_init, rdf, rdf_sc,     &
309          sa_init, ug, u_init, u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, &
310          w_subs, zu, zw
311
312    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                       &
313          c_u, c_v, c_w, dzu_mg, dzw_mg, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                  &
314          mean_inflow_profiles, pt_slope_ref, qs, qswst_remote, ts, us, z0,    &
315          flux_s_pt, diss_s_pt, flux_s_e, diss_s_e, flux_s_q, diss_s_q,        &
316          flux_s_sa, diss_s_sa, flux_s_u, flux_s_v, flux_s_w, diss_s_u,        &
317          diss_s_v, diss_s_w, total_2d_o, total_2d_a
318
319    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                               &
320          qsws_1, qsws_2, qswst_1, qswst_2, rif_1, rif_2, saswsb_1, saswst_1,  &
321          shf_1, shf_2, tswst_1, tswst_2, usws_1, usws_2, uswst_1, uswst_2,    &
322          vsws_1, vsws_2, vswst_1, vswst_2
323
324    REAL, DIMENSION(:,:), POINTER ::                                           &
325          qsws, qsws_m, qswst, qswst_m, rif, rif_m, saswsb, saswst, shf,       &
326          shf_m, tswst, tswst_m, usws, uswst, usws_m, uswst_m, vsws, vswst,    &
327          vsws_m, vswst_m
328
329    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                     &
330          canopy_heat_flux, cdc, d, de_dx, de_dy, de_dz, diss, lad_s, lad_u,   &
331          lad_v, lad_w, lai, l_wall, p_loc, sec, sls, tend, u_m_l, u_m_n,      &
332          u_m_r, u_m_s, v_m_l, v_m_n, v_m_r, v_m_s, w_m_l, w_m_n, w_m_r,       &
333          w_m_s, flux_l_pt, diss_l_pt, flux_l_e, diss_l_e, flux_l_q, diss_l_q, &
334          flux_l_sa, diss_l_sa, flux_l_u, flux_l_v, flux_l_w, diss_l_u,        &
335          diss_l_v, diss_l_w
336
337    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
338          ql_v, ql_vp
339
340    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
341          e_1, e_2, e_3, kh_1, kh_2, km_1, km_2, p, prho_1, pt_1, pt_2, pt_3,  &
342          q_1, q_2, q_3, ql_1, ql_2, rho_1, sa_1, sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3,   &
343          v_1, v_2, v_3, vpt_1, vpt_2, w_1, w_2, w_3
344
345    REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                         &
346          e, e_m, e_p, kh, kh_m, km, km_m, prho, pt, pt_m, pt_p, q, q_m, q_p,  &
347          ql, ql_c, rho, sa, sa_p, te_m, tpt_m, tq_m, tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, &
348          u, u_m, u_p, v, v_m, v_p, vpt, vpt_m, w, w_m, w_p
349
350    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall
351
352    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: var_x, var_y, var_z, gamma_x,       &
353                                           gamma_y, gamma_z
354
355    SAVE
356
357 END MODULE arrays_3d
358
359
360
361
362 MODULE averaging
363
364!------------------------------------------------------------------------------!
365! Description:
366! ------------
367! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
368!------------------------------------------------------------------------------!
369
370    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,       &
371                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av
372
373    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET :: &
374          e_av, lpt_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, q_av, ql_av, ql_c_av,     &
375          ql_v_av, ql_vp_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av, u_av, v_av, vpt_av, &
376          w_av
377 END MODULE averaging
378
379
380
381 MODULE cloud_parameters
382
383!------------------------------------------------------------------------------!
384! Description:
385! ------------
386! Definition of variables and constants for cloud physics
387!------------------------------------------------------------------------------!
388
389    LOGICAL ::  curvature_solution_effects = .FALSE.
390
391    REAL  ::  bfactor, cp = 1005.0, diff_coeff_l = 0.23E-4,                    &
392              effective_coll_efficiency,                                       &
393              eps_ros = 1.0E-4,             &  ! accuracy of Rosenbrock method
394              l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, l_v = 2.5E+06,                            &
395              mass_of_solute = 1.0E-17,              & ! soluted NaCl in kg
396              molecular_weight_of_solute = 0.05844,  & ! mol. mass NaCl (kg/mol)
397              molecular_weight_of_water = 0.01801528,& ! mol. mass H2O (kg/mol)
398              prec_time_const = 0.001, ql_crit = 0.0005, rho_l = 1.0E3,        &
399              r_d = 287.0, r_v = 461.51, thermal_conductivity_l = 2.43E-2,     &
400              vanthoff = 2.0                        ! van't Hoff factor (NaCl)
401
402    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  pt_d_t, t_d_pt
403
404    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  precipitation_amount, &
405                                          precipitation_rate
406
407    SAVE
408
409 END MODULE cloud_parameters
410
411
412
413
414 MODULE constants
415
416!------------------------------------------------------------------------------!
417! Description:
418! ------------
419! Definition of general constants
420!------------------------------------------------------------------------------!
421
422    REAL    ::  pi = 3.141592654
423    REAL    ::  adv_mom_1, adv_mom_3, adv_mom_5, adv_sca_1, adv_sca_3, adv_sca_5
424   
425
426    SAVE
427
428 END MODULE constants
429
430
431
432
433 MODULE control_parameters
434
435!------------------------------------------------------------------------------!
436! Description:
437! ------------
438! Definition of parameters for program control
439!------------------------------------------------------------------------------!
440
441    TYPE plot_precision
442       CHARACTER (LEN=6) ::  variable
443       INTEGER           ::  precision
444    END TYPE plot_precision
445
446    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
447                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
448                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
449                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
450                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
451
452    TYPE file_status
453       LOGICAL ::  opened, opened_before
454    END TYPE file_status
455   
456    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
457
458    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
459                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
460
461    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
462    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
463    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
464    CHARACTER (LEN=6)    ::  grid_matching = 'strict'
465    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
466    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
467    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
468    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
469    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
470                             loop_optimization = 'default', &
471                             momentum_advec = 'ws-scheme', &
472                             psolver = 'poisfft', &
473                             scalar_advec = 'ws-scheme'
474    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
475                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
476                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
477                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
478                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
479                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
480                             bc_sa_t = 'neumann', &
481                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
482                             canopy_mode = 'block', &
483                             coupling_mode = 'uncoupled', &
484                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
485                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
486                             fft_method = 'system-specific', &
487                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
488                             random_generator = 'numerical-recipes', &
489                             return_addres, return_username, &
490                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'
491    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, topography = 'flat'
492    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
493    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
494    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ' 
495    CHARACTER (LEN=110)  ::  run_description_header
496    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
497
498    CHARACTER (LEN=7),  DIMENSION(100) ::  do3d_comp_prec = ' '
499    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_format = ' '
500    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
501                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
502    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
503         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
504
505    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
506    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
507    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
508
509    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
510    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
511
512    INTEGER ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
513                average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
514                coupling_topology = 0, &
515                dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
516                disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
517                dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
518                dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
519                do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
520                dp_level_ind_b = 0, dvrp_filecount = 0, &
521                dz_stretch_level_index, gamma_mg, gathered_size, &
522                grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, ibc_pt_b, ibc_pt_t, &
523                ibc_q_b, ibc_q_t, ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, &
524                inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
525                intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
526                io_group = 0, io_blocks = 1, iran = -1234567, &
527                last_dt_change = 0, masks = 0, maximum_grid_level, &
528                maximum_parallel_io_streams = -1, max_pr_user = 0, &
529                mgcycles = 0, mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
530                netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, nsor = 20, &
531                nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
532                nz_do1d, nz_do3d = -9999, outflow_damping_width = -1, &
533                pch_index = 0, prt_time_count = 0, recycling_plane, runnr = 0, &
534                skip_do_avs = 0, subdomain_size, terminate_coupled = 0, &
535                terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
536
537    INTEGER ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
538                do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
539                do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
540                do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
541                domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
542                lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
543                mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
544                mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
545                pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
546                q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
547                sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
548                section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
549                section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
550                ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
551                vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
552                subs_vertical_gradient_level_i(10) = -9999
553
554#if defined ( __check )
555    INTEGER :: check_restart = 0
556#endif
557
558    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
559
560    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
561    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
562                mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
563
564    LOGICAL ::  adjust_mixing_length = .FALSE., avs_output = .FALSE., &
565                bc_lr_cyc =.TRUE., bc_lr_dirrad = .FALSE., &
566                bc_lr_raddir = .FALSE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
567                bc_ns_dirrad = .FALSE., bc_ns_raddir = .FALSE., &
568                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
569                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
570                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
571                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
572                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
573                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
574                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
575                cut_spline_overshoot = .TRUE., &
576                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., & 
577                dissipation_control = .FALSE., disturbance_created = .FALSE., &
578                do2d_at_begin = .FALSE., do3d_at_begin = .FALSE., &
579                do3d_compress = .FALSE., do_sum = .FALSE., &
580                dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
581                dt_changed = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
582                dt_3d_reached, dt_3d_reached_l, exchange_mg = .FALSE., &
583                first_call_lpm = .TRUE., &
584                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
585                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
586                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
587                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
588                iso2d_output = .FALSE., large_scale_subsidence = .FALSE., &
589                mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
590                netcdf_output = .FALSE., ocean = .FALSE., &
591                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
592                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
593                plant_canopy = .FALSE., prandtl_layer = .TRUE., &
594                precipitation = .FALSE., profil_output = .FALSE., &
595                radiation = .FALSE., random_heatflux = .FALSE., &
596                run_control_header = .FALSE., run_coupled = .TRUE., &
597                scalar_rayleigh_damping = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
598                stop_dt = .FALSE., synchronous_exchange = .FALSE., &
599                terminate_run = .FALSE., turbulent_inflow = .FALSE., &
600                use_prescribed_profile_data = .FALSE., &
601                use_prior_plot1d_parameters = .FALSE., use_reference = .FALSE.,&
602                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
603                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
604                wall_adjustment = .TRUE., ws_scheme_sca = .FALSE., &
605                ws_scheme_mom = .FALSE.
606
607    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
608                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
609
610    REAL ::  advected_distance_x = 0.0, advected_distance_y = 0.0, &
611             alpha_surface = 0.0, asselin_filter_factor = 0.1, &
612             atmos_ocean_sign = 1.0, &
613             averaging_interval = 0.0, averaging_interval_pr = 9999999.9, &
614             averaging_interval_sp = 9999999.9, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
615             bottom_salinityflux = 0.0, &
616             building_height = 50.0, building_length_x = 50.0, &
617             building_length_y = 50.0, building_wall_left = 9999999.9, &
618             building_wall_south = 9999999.9, canyon_height = 50.0, &
619             canyon_width_x = 9999999.9, canyon_width_y = 9999999.9, &
620             canyon_wall_left = 9999999.9, canyon_wall_south = 9999999.9, &
621             cthf = 0.0, cfl_factor = -1.0, cos_alpha_surface, &
622             coupling_start_time, disturbance_amplitude = 0.25, &
623             disturbance_energy_limit = 0.01, &
624             disturbance_level_b = -9999999.9, &
625             disturbance_level_t = -9999999.9, &
626             dp_level_b = 0.0, drag_coefficient = 0.0, &
627             dt = -1.0, dt_averaging_input = 0.0, &
628             dt_averaging_input_pr = 9999999.9, dt_coupling = 9999999.9, &
629             dt_data_output = 9999999.9, &
630             dt_data_output_av = 9999999.9, dt_disturb = 9999999.9, &
631             dt_dopr = 9999999.9, dt_dopr_listing = 9999999.9, &
632             dt_dopts = 9999999.9, dt_dosp = 9999999.9, dt_dots = 9999999.9, &
633             dt_do2d_xy = 9999999.9, dt_do2d_xz = 9999999.9, &
634             dt_do2d_yz = 9999999.9, dt_do3d = 9999999.9, dt_dvrp = 9999999.9, &
635             dt_max = 20.0, dt_restart = 9999999.9, &
636             dt_run_control = 60.0, dt_3d = -1.0, dz = -1.0, &
637             dz_max = 9999999.9, dz_stretch_factor = 1.08, &
638             dz_stretch_level = 100000.0, e_init = 0.0, e_min = 0.0, &
639             end_time = 0.0, &
640             f = 0.0, fs = 0.0, g = 9.81, inflow_damping_height = 9999999.9, &
641             inflow_damping_width = 9999999.9, kappa = 0.4, km_constant = -1.0,&
642             km_damp_max = -1.0, lad_surface = 0.0,  &
643             leaf_surface_concentration = 0.0, long_filter_factor = 0.0, &
644             mask_scale_x = 1.0, mask_scale_y = 1.0, mask_scale_z = 1.0, &
645             maximum_cpu_time_allowed = 0.0,  &
646             molecular_viscosity = 1.461E-5, &
647             old_dt = 1.0E-10, omega = 7.29212E-5, omega_sor = 1.8, &
648             overshoot_limit_e = 0.0, overshoot_limit_pt = 0.0, &
649             overshoot_limit_u = 0.0, overshoot_limit_v = 0.0, &
650             overshoot_limit_w = 0.0, particle_maximum_age = 9999999.9, &
651             phi = 55.0, prandtl_number = 1.0, &
652             precipitation_amount_interval = 9999999.9, prho_reference, &
653             pt_reference = 9999999.9, pt_slope_offset = 0.0, &
654             pt_surface = 300.0, pt_surface_initial_change = 0.0, &
655             q_surface = 0.0, q_surface_initial_change = 0.0, &
656             rayleigh_damping_factor = -1.0, rayleigh_damping_height = -1.0, &
657             recycling_width = 9999999.9, residual_limit = 1.0E-4, &
658             restart_time = 9999999.9, rho_reference, rho_surface, &
659             rif_max = 1.0, rif_min = -5.0, roughness_length = 0.1, &
660             sa_surface = 35.0, scalar_exchange_coefficient = 0.0, &
661             simulated_time = 0.0, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
662             skip_time_data_output = 0.0, skip_time_data_output_av = 9999999.9,&
663             skip_time_dopr = 9999999.9, skip_time_dosp = 9999999.9, &
664             skip_time_do2d_xy = 9999999.9, skip_time_do2d_xz = 9999999.9, &
665             skip_time_do2d_yz = 9999999.9, skip_time_do3d = 9999999.9, &
666             surface_heatflux = 9999999.9, surface_pressure = 1013.25, &
667             surface_scalarflux = 9999999.9, surface_waterflux = 9999999.9, &
668             s_surface = 0.0, s_surface_initial_change = 0.0, &
669             termination_time_needed = -1.0, time_coupling = 0.0, &
670             time_disturb = 0.0, time_dopr = 0.0, time_dopr_av = 0.0, &
671             time_dopr_listing = 0.0, time_dopts = 0.0, time_dosp = 0.0, &
672             time_dosp_av = 0.0, time_dots = 0.0, time_do2d_xy = 0.0, &
673             time_do2d_xz = 0.0, time_do2d_yz = 0.0, time_do3d = 0.0, &
674             time_do_av = 0.0, time_do_sla = 0.0, time_dvrp = 0.0, &
675             time_restart = 9999999.9, time_run_control = 0.0,&
676             time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9, &
677             top_momentumflux_u = 9999999.9, &
678             top_momentumflux_v = 9999999.9, top_salinityflux = 9999999.9, &
679             ug_surface = 0.0, u_bulk = 0.0, u_gtrans = 0.0, &
680             ups_limit_e = 0.0, ups_limit_pt = 0.0, ups_limit_u = 0.0, &
681             ups_limit_v = 0.0, ups_limit_w = 0.0, vg_surface = 0.0, &
682             v_bulk = 0.0, v_gtrans = 0.0, wall_adjustment_factor = 1.8, &
683             z_max_do1d = -1.0, z_max_do1d_normalized = -1.0, z_max_do2d = -1.0
684
685    REAL ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0, &
686             do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0, dpdxy(1:2) = 0.0, &
687             dt_domask(max_masks) = 9999999.9, lad_vertical_gradient(10) = 0.0,&
688             lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
689             mask_scale(3), &
690             pt_vertical_gradient(10) = 0.0, &
691             pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
692             q_vertical_gradient(10) = 0.0, &
693             q_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
694             s_vertical_gradient(10) = 0.0, &
695             s_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
696             sa_vertical_gradient(10) = 0.0, &
697             sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
698             skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9, threshold(20) = 0.0, &
699             time_domask(max_masks) = 0.0, &
700             tsc(10) = (/ 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 /), &
701             u_profile(100) = 9999999.9, uv_heights(100) = 9999999.9, &
702             v_profile(100) = 9999999.9, &
703             ug_vertical_gradient(10) = 0.0, &
704             ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
705             vg_vertical_gradient(10) = 0.0, &
706             vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
707             volume_flow(1:2) = 0.0, volume_flow_area(1:2) = 0.0, &
708             volume_flow_initial(1:2) = 0.0, wall_heatflux(0:4) = 0.0, &
709             wall_humidityflux(0:4) = 0.0, wall_qflux(0:4) = 0.0, &
710             wall_salinityflux(0:4) = 0.0, wall_scalarflux(0:4) = 0.0, &
711             subs_vertical_gradient(10) = 0.0, &
712             subs_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9
713
714    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
715
716    REAL, DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
717        mask_x = -1.0, mask_y = -1.0, mask_z = -1.0
718    REAL, DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
719        mask_x_loop = -1.0, mask_y_loop = -1.0, mask_z_loop = -1.0
720   
721!
722!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
723       REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
724
725    SAVE
726
727 END MODULE control_parameters
728
729
730
731
732 MODULE cpulog
733
734!------------------------------------------------------------------------------!
735! Description:
736! ------------
737! Definition of variables for cpu-time measurements
738!------------------------------------------------------------------------------!
739
740    REAL ::  initial_wallclock_time
741
742    TYPE logpoint
743       REAL               ::  isum, ivect, mean, mtime, mtimevec, sum, vector
744       INTEGER            ::  counts
745       CHARACTER (LEN=20) ::  place
746    END TYPE logpoint
747
748    TYPE(logpoint), DIMENSION(100) ::  log_point = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0,   &
749                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' ),          &
750                                       log_point_s = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0, &
751                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' )
752
753    SAVE
754
755 END MODULE cpulog
756
757
758
759
760 MODULE dvrp_variables
761
762!------------------------------------------------------------------------------!
763! Description:
764! ------------
765! Definition of variables used with dvrp-software
766!------------------------------------------------------------------------------!
767
768    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
769                           particle_dvrpsize = 'none'
770
771    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
772                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
773
774    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
775                           dvrp_file      = 'default',                    &
776                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
777                           dvrp_password  = '********',                   &
778                           dvrp_username  = ' '
779
780    INTEGER ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
781                dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
782                nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
783                nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
784                pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
785                pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
786                vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
787                vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
788
789    INTEGER, DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
790
791    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
792                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
793                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
794
795    REAL    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9, clip_dvrp_n = 9999999.9, &
796                clip_dvrp_r = 9999999.9, clip_dvrp_s = 9999999.9, &
797                superelevation = 1.0, superelevation_x = 1.0,     &
798                superelevation_y = 1.0, vc_alpha = 38.0
799
800    REAL, DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0, 1.0 /), &
801                           dvrpsize_interval = (/ 0.0, 1.0 /)
802
803    REAL, DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0, 0.6, 0.0 /), &
804                           topography_color = (/ 0.8, 0.7, 0.6 /)
805
806#if defined( __decalpha )
807    REAL, DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/       &
808                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
809                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
810                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0 /), (/ 2, 10 /) )
811
812    REAL, DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                  &
813                                0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
814                                0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
815                                0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
816                                0.1, 0.4, 0.1 /), (/ 3, 10 /) )
817
818    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
819                                  RESHAPE( (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0,      &
820                                               70.0,  25.0,  25.0, -25.0,      &
821                                              ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),         &
822                                           (/ 2, 100 /) ),                     &
823                                  interval_l_dvrp = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0,&
824                                  interval_a_dvrp = 0.0,                       &
825                                  interval_values_dvrp_prt,                    &
826                                  interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
827                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
828                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
829                                                  (/ 2, 100 /) ),              &
830                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5,                   &
831                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0,                   &
832                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
833#else
834    REAL, DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
835
836    REAL, DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
837
838    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
839                                  interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
840                                  interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5, &
841                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0, &
842                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0, interval_a_dvrp = 0.0, &
843                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
844
845    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
846                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
847                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
848                                     -1.0, 1.0 /
849
850    DATA  isosurface_color / 0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
851                             0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
852                             0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
853                             0.1, 0.4, 0.1 /
854
855    DATA  interval_h_dvrp / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
856                            25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
857
858    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
859                                25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
860#endif
861
862    REAL(4), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
863
864    TYPE steering
865       CHARACTER (LEN=20) ::  name
866       REAL(4)            ::  min, max
867       INTEGER            ::  imin, imax
868    END TYPE steering
869
870    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
871
872    SAVE
873
874 END MODULE dvrp_variables
875
876
877
878
879 MODULE grid_variables
880
881!------------------------------------------------------------------------------!
882! Description:
883! ------------
884! Definition of grid spacings
885!------------------------------------------------------------------------------!
886
887    REAL ::  ddx, ddx2, dx = 1.0, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0, dy2
888
889    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
890
891    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
892                                          fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
893                                          wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
894                                          zu_s_inner, zw_w_inner
895
896    SAVE
897
898 END MODULE grid_variables
899
900
901
902
903 MODULE indices
904
905!------------------------------------------------------------------------------!
906! Description:
907! ------------
908! Definition of array bounds and number of gridpoints
909!------------------------------------------------------------------------------!
910
911    INTEGER ::  nbgp = 3, ngp_sums, nnx, nx = 0, nx_a, nx_o, nxa, nxl, nxlg,   &
912                nxlu, nxr, nxra, nxrg, nx_on_file, nny, ny = 0, ny_a, ny_o,    &
913                nya, nyn, nyna, nyng, nys, nysg, nysv, ny_on_file, nnz, nz = 0,&
914                nza, nzb, nzb_diff, nzb_max, nzt, nzta, nzt_diff
915
916
917    INTEGER( KIND = SELECTED_INT_KIND(18) ), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
918                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
919
920    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                      &
921                ngp_2dh, nnx_pe, nny_pe, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
922
923
924    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE :: ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner,    &
925                mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner, nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u,    &
926                nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer, nzb_s_inner, nzb_s_outer,    &
927                nzb_u_inner, nzb_u_outer, nzb_v_inner, nzb_v_outer,            &
928                nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
929
930    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
931
932    INTEGER( KIND = SELECTED_INT_KIND(11) ), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  &
933                wall_flags_0  ! need to have 34 Bit
934
935    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE,  TARGET ::                         &
936                wall_flags_1, wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4,        &
937                wall_flags_5, wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8,        &
938                wall_flags_9, wall_flags_10
939
940
941    SAVE
942
943 END MODULE indices
944
945
946
947
948 MODULE interfaces
949
950!------------------------------------------------------------------------------!
951! Description:
952! ------------
953! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
954!------------------------------------------------------------------------------!
955
956    INTERFACE
957
958       SUBROUTINE cpu_log( log_event, place, modus, barrierwait )
959
960          USE cpulog
961
962          CHARACTER (LEN=*)           ::  modus, place
963          CHARACTER (LEN=*), OPTIONAL ::  barrierwait
964          TYPE(logpoint)              ::  log_event
965
966       END SUBROUTINE cpu_log
967
968    END INTERFACE
969
970
971
972    INTERFACE
973
974       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, offset, &
975                                   wert, wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
976          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  mode
977          INTEGER, INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
978          INTEGER                       ::  wert_ijk(3)
979          INTEGER, OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
980          REAL                          ::  offset, wert
981          REAL, OPTIONAL                ::  wert1
982          REAL, INTENT(IN)              ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
983
984       END SUBROUTINE global_min_max
985
986    END INTERFACE
987
988    SAVE
989
990 END MODULE interfaces
991
992
993
994 MODULE pointer_interfaces
995
996!------------------------------------------------------------------------------!
997! Description:
998! ------------
999! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
1000! prognostic_equations
1001!------------------------------------------------------------------------------!
1002
1003    INTERFACE
1004
1005       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
1006
1007          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
1008          REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
1009
1010       END SUBROUTINE advec_s_bc
1011
1012    END INTERFACE
1013
1014
1015    SAVE
1016
1017 END MODULE pointer_interfaces
1018
1019
1020
1021
1022 MODULE model_1d
1023
1024!------------------------------------------------------------------------------!
1025! Description:
1026! ------------
1027! Definition of variables for the 1D-model
1028!------------------------------------------------------------------------------!
1029
1030    INTEGER ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d, &
1031                last_dt_change_1d = 0 
1032
1033    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
1034
1035    REAL ::     damp_level_1d = -1.0, dt_1d = 60.0, dt_max_1d = 300.0, &
1036                dt_pr_1d = 9999999.9, dt_run_control_1d = 60.0, &
1037                end_time_1d = 864000.0, old_dt_1d = 1.0E-10, &
1038                qs1d, simulated_time_1d = 0.0, time_pr_1d = 0.0, &
1039                time_run_control_1d = 0.0, ts1d, us1d, usws1d, usws1d_m, &
1040                vsws1d, vsws1d_m, z01d
1041
1042
1043    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_m, e1d_p, kh1d, kh1d_m, km1d, &
1044                                        km1d_m, l_black, l1d, l1d_m, rif1d,    &
1045                                        te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, te_vm, &
1046                                        u1d, u1d_m, u1d_p, v1d, v1d_m, v1d_p
1047
1048    SAVE
1049
1050 END MODULE model_1d
1051
1052
1053
1054
1055 MODULE netcdf_control
1056
1057!------------------------------------------------------------------------------!
1058! Description:
1059! ------------
1060! Definition of parameters and variables for netcdf control.
1061!------------------------------------------------------------------------------!
1062
1063    USE control_parameters
1064#if defined( __netcdf )
1065    USE netcdf
1066#endif
1067
1068    INTEGER, PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 29, dots_max = 100
1069
1070    INTEGER ::  dots_num = 23
1071
1072    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
1073         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
1074            'z_i   ' /)
1075
1076    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
1077         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
1078            'z_i   ' /)
1079
1080    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
1081          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
1082             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
1083             'w_up   ', 'w_down ', 'radius ', 'r_min  ', 'r_max  ', 'npt_max', &
1084             'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', 'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', &
1085             'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', 'w"2    ', 'npt*2  ' /)
1086
1087    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
1088          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
1089             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
1090             'm/s    ', 'm/s    ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'number ', &
1091             'number ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
1092             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'number2' /)
1093
1094    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
1095          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
1096             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
1097             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
1098             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ', 'q*     ',            &
1099             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1100
1101    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
1102          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
1103             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
1104             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
1105             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ', 'kg/kg  ',            &
1106             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1107
1108    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
1109
1110    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
1111
1112    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
1113          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
1114             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
1115             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
1116             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
1117             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
1118             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
1119             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
1120             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1121             'not_used        ' /)
1122
1123    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
1124          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
1125             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1126             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
1127             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1128             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
1129             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
1130             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
1131             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1132             'not_used        ' /)
1133
1134    INTEGER ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
1135                id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
1136                id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
1137                id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
1138                id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
1139                id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
1140                id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
1141
1142    INTEGER, DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
1143                id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
1144                id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
1145                id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
1146                id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
1147                id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
1148                id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
1149                id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
1150                id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
1151                id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
1152                id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
1153                id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
1154                id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
1155                id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
1156                id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
1157                id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
1158                id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
1159                id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
1160
1161    INTEGER, DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
1162    INTEGER, DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
1163    INTEGER, DIMENSION(11)  ::  nc_precision
1164    INTEGER, DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1165
1166    INTEGER, DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1167    INTEGER, DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1168    INTEGER, DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1169                                           id_var_z_pr
1170    INTEGER, DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1171
1172!
1173!-- masked output
1174    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1175
1176    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1177
1178    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1179                id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1180                id_dim_zw_mask, &
1181                id_set_mask, &
1182                id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1183                id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1184                id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1185
1186    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1187
1188    SAVE
1189
1190 END MODULE netcdf_control
1191
1192
1193
1194 MODULE particle_attributes
1195
1196!------------------------------------------------------------------------------!
1197! Description:
1198! ------------
1199! Definition of variables used to compute particle transport
1200!------------------------------------------------------------------------------!
1201
1202    USE array_kind
1203
1204    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
1205                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb', &
1206                            collision_kernel = 'none'
1207
1208#if defined( __parallel )
1209    INTEGER ::  mpi_particle_type
1210#endif
1211    INTEGER ::  deleted_particles = 0, deleted_tails = 0,                      &
1212                dissipation_classes = 10, ibc_par_lr,                          &
1213                ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t, iran_part = -1234567,        &
1214                maximum_number_of_particles = 1000,                            &
1215                maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
1216                maximum_number_of_tails = 0,                                   &
1217                number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
1218                number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
1219                number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
1220                offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
1221                particle_file_count = 0, radius_classes = 20,                  &
1222                skip_particles_for_tail = 100, sort_count = 0,                 &
1223                total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0,          &
1224                trlp_count_sum, trlp_count_recv_sum, trrp_count_sum,           &
1225                trrp_count_recv_sum, trsp_count_sum, trsp_count_recv_sum,      &
1226                trnp_count_sum, trnp_count_recv_sum
1227
1228    INTEGER, PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
1229
1230    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
1231    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
1232
1233    LOGICAL ::  hall_kernel = .FALSE., palm_kernel = .FALSE.,                  &
1234                particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
1235                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
1236                uniform_particles = .TRUE., use_kernel_tables = .FALSE.,       &
1237                use_particle_tails = .FALSE., use_sgs_for_particles = .FALSE., &
1238                wang_kernel = .FALSE., write_particle_statistics = .FALSE.
1239
1240    LOGICAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::                       &
1241                vertical_particle_advection = .TRUE.
1242
1243    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
1244
1245    REAL    ::  c_0 = 3.0, dt_min_part = 0.0002, dt_prel = 9999999.9,          &
1246                dt_sort_particles = 0.0, dt_write_particle_data = 9999999.9,   &
1247                dvrp_psize = 9999999.9, end_time_prel = 9999999.9,             &
1248                initial_weighting_factor = 1.0,                                &
1249                maximum_tailpoint_age = 100000.0,                              &
1250                minimum_tailpoint_distance = 0.0,                              &
1251                particle_advection_start = 0.0, sgs_wfu_part = 0.3333333,      &
1252                sgs_wfv_part = 0.3333333, sgs_wfw_part = 0.3333333,            &
1253                time_prel = 0.0, time_sort_particles = 0.0,                    &
1254                time_write_particle_data = 0.0
1255
1256    REAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
1257                density_ratio = 9999999.9, pdx = 9999999.9, pdy = 9999999.9, &
1258                pdz = 9999999.9, psb = 9999999.9, psl = 9999999.9,           &
1259                psn = 9999999.9, psr = 9999999.9, pss = 9999999.9,           &
1260                pst = 9999999.9, radius = 9999999.9
1261
1262    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
1263
1264
1265    TYPE particle_type
1266       SEQUENCE
1267       REAL    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
1268                   origin_z, radius, rvar1, rvar2, rvar3, speed_x, speed_y, &
1269                   speed_z, weight_factor, x, y, z
1270       INTEGER ::  class, group, tailpoints, tail_id
1271    END TYPE particle_type
1272
1273    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles
1274    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE, TARGET ::  part_1, part_2
1275    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), POINTER  ::  particles
1276
1277    TYPE particle_groups_type
1278       SEQUENCE
1279       REAL    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
1280    END TYPE particle_groups_type
1281
1282    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
1283                   particle_groups
1284
1285    SAVE
1286
1287 END MODULE particle_attributes
1288
1289
1290
1291
1292
1293 MODULE pegrid
1294
1295!------------------------------------------------------------------------------!
1296! Description:
1297! ------------
1298! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1299! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1300! MPI-calls.
1301!------------------------------------------------------------------------------!
1302
1303#if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
1304#if defined( __lc )
1305    USE MPI
1306#else
1307    INCLUDE "mpif.h"
1308#endif
1309#endif
1310    CHARACTER(LEN=5)       ::  myid_char = ''
1311    INTEGER                ::  id_inflow = 0, id_recycling = 0, myid = 0,      &
1312                               target_id, npex = -1, npey = -1, numprocs = 1,  &
1313                               numprocs_previous_run = -1,                     &
1314                               tasks_per_node = -9999, threads_per_task = 1
1315
1316    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1317                                             hor_index_bounds_previous_run
1318
1319    LOGICAL ::  collective_wait = .FALSE.
1320
1321#if defined( __parallel )
1322#if defined( __mpi2 )
1323    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1324#endif
1325
1326    INTEGER ::  comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter, comm_palm, ierr, myidx,  &
1327                myidy, ndim = 2, ngp_a, ngp_o, ngp_xy, ngp_y, pleft, pnorth,   &
1328                pright, psouth, sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz,            &
1329                sendrecvcount_zx, sendrecvcount_zyd, sendrecvcount_yxd,        &
1330                type_x, type_x_int, type_xy, type_y, type_y_int
1331
1332    INTEGER ::  ibuf(12), pcoord(2), pdims(2)
1333
1334#if ! defined ( __check )
1335    INTEGER ::  status(MPI_STATUS_SIZE)
1336#endif
1337
1338
1339    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz, type_yz
1340
1341    LOGICAL ::  left_border_pe  = .FALSE., north_border_pe = .FALSE., &
1342                reorder = .TRUE., right_border_pe = .FALSE.,          &
1343                south_border_pe = .FALSE.
1344
1345    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1346                              remain_dims
1347#endif
1348
1349    SAVE
1350
1351 END MODULE pegrid
1352
1353
1354
1355
1356 MODULE profil_parameter
1357
1358!------------------------------------------------------------------------------!
1359! Description:
1360! ------------
1361! Definition of variables which control PROFIL-output
1362!------------------------------------------------------------------------------!
1363
1364    INTEGER, PARAMETER ::  crmax = 100
1365
1366    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  dopr_label = ' '
1367
1368    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(crmax) ::  cross_normalized_x = ' ', &
1369                                             cross_normalized_y = ' '
1370
1371    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1372                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1373                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1374                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1375                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1376                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1377                              ' L                  ',                         &
1378                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1379
1380    CHARACTER (LEN=40), DIMENSION(crmax) ::  cross_xtext = &
1381                           (/ 'windspeed in ms>->1         ', &
1382                              'pot. temperature in K       ', &
1383                              'heat flux in K ms>->1       ', &
1384                              'momentum flux in m>2s>2     ', &
1385                              'eddy diffusivity in m>2s>->1', &
1386                              'mixing length in m          ', &
1387                            ( '                            ', i9 = 1, 94 ) /)
1388
1389    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1390                           (/ ' u v                           ', &
1391                              ' pt                            ', &
1392                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1393                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1394                              ' km kh                         ', &
1395                              ' l                             ', &
1396                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1397
1398    INTEGER ::  profile_columns = 3, profile_rows = 2, profile_number = 0
1399
1400    INTEGER ::  cross_linecolors(100,crmax) = 1, &
1401                cross_linestyles(100,crmax) = 0, &
1402                cross_profile_numbers(100,crmax) = 0, &
1403                cross_pnc_local(crmax), cross_profile_number_count(crmax) = 0, &
1404                cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1405                cross_ts_number_count(crmax) = 0, dopr_crossindex(100) = 0, &
1406                dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1407                dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0, &
1408                linecolors(10) = (/ 2, 3, 4,  5, 7, 8, 12, 15, 16, 23 /), &
1409                linestyles(11) = (/ 0, 7, 3, 10, 4, 1,  9,  2,  5,  8, 6 /)
1410               
1411
1412    REAL ::  cross_normx_factor(100,crmax) = 1.0, &
1413             cross_normy_factor(100,crmax) = 1.0, &
1414             cross_ts_uymax(20) = &
1415                             (/ 999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1416                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1417                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1418                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1419             cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999, &
1420             cross_ts_uymin(20) = &
1421                             (/ 999.999, 999.999, 999.999,  -5.000, 999.999,   &
1422                                999.999,   0.000, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1423                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1424                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1425             cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999, &
1426             cross_uxmax(crmax) = 0.0, cross_uxmax_computed(crmax) = -1.0, &
1427             cross_uxmax_normalized(crmax) = 0.0, &
1428             cross_uxmax_normalized_computed(crmax) = -1.0, &
1429             cross_uxmin(crmax) = 0.0, cross_uxmin_computed(crmax) =  1.0, &
1430             cross_uxmin_normalized(crmax) = 0.0, &
1431             cross_uxmin_normalized_computed(crmax) = 1.0, &
1432             cross_uymax(crmax), cross_uymin(crmax)
1433
1434    SAVE
1435
1436 END MODULE profil_parameter
1437
1438
1439
1440
1441 MODULE spectrum
1442
1443!------------------------------------------------------------------------------!
1444! Description:
1445! ------------
1446! Definition of quantities used for computing spectra
1447!------------------------------------------------------------------------------!
1448
1449    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1450                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1451    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1452    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1453    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1454                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1455                                              '-power spectrum of v     ', &
1456                                              '-power spectrum of w     ', &
1457                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1458                                              '-power spectrum of q     ' /)
1459    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1460                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1461                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1462                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1463                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1464                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1465
1466    INTEGER ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1467
1468    INTEGER ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1469                lstyles(100) = (/ 0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1470                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1471                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1472                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1473                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1474                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1475                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1476                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1477                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1478                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1479                plot_spectra_level(100) = 999999
1480
1481    REAL    ::  time_to_start_sp = 0.0
1482
1483    SAVE
1484
1485 END MODULE spectrum
1486
1487
1488
1489
1490 MODULE statistics
1491
1492!------------------------------------------------------------------------------!
1493! Description:
1494! ------------
1495! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1496!------------------------------------------------------------------------------!
1497
1498    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1499    INTEGER ::  pr_palm = 80, statistic_regions = 0
1500    INTEGER ::  u_max_ijk(3), v_max_ijk(3), w_max_ijk(3)
1501    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1502    REAL ::     u_max, v_max, w_max
1503    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l,   &
1504                                              weight_substep, weight_pres
1505    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value, &
1506                                              sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, &
1507                                              sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,   &
1508                                              sums_ws2_ws_l,                  &
1509                                              sums_wspts_ws_l,                &
1510                                              sums_wssas_ws_l,sums_wsqs_ws_l
1511    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1512                                              spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1513                                              sums_up_fraction_l
1514    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1515
1516    SAVE
1517
1518 END MODULE statistics
1519
1520
1521
1522
1523 MODULE transpose_indices
1524
1525!------------------------------------------------------------------------------!
1526! Description:
1527! ------------
1528! Definition of indices for transposed arrays
1529!------------------------------------------------------------------------------!
1530
1531    INTEGER ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_ya, nxr_yd, nxr_yda, nxr_z, &
1532                nxr_za, nyn_x, nyn_xa, nyn_z, nyn_za, nys_x, nys_z, nzb_x,   &
1533                nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_xa, nzt_y, nzt_ya, nzt_yd, nzt_yda
1534               
1535
1536    SAVE
1537
1538 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.