source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 957

Last change on this file since 957 was 952, checked in by hoffmann, 12 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 67.4 KB
Line 
1 MODULE advection
2
3!------------------------------------------------------------------------------!
4! Current revisions:
5! -----------------
6!
7!
8! Former revisions:
9! -----------------
10! $Id: modules.f90 952 2012-07-19 14:40:44Z heinze $
11!
12! 951 2012-07-19 14:22:52Z hoffmann
13! changing profile_columns and profile_rows
14!
15! 940 2012-07-09 14:31:00Z raasch
16! +neutral
17!
18! 927 2012-06-06 19:15:04Z raasch
19! +masking_method
20!
21! 880 2012-04-13 06:28:59Z raasch
22! gathered_size, subdomain_size moved to control_parameters
23!
24! 866 2012-03-28 06:44:41Z raasch
25! interface for global_min_max changed
26!
27! 861 2012-03-26 14:18:34Z suehring
28! +wall_flags_0
29! -boundary_flags
30! +nzb_max
31! +adv_sca_1, +adv_mom_1
32!
33! 849 2012-03-15 10:35:09Z raasch
34! +deleted_particles, deleted_tails, tr.._count_sum, tr.._count_recv_sum in
35! particle_attributes,
36! +de_dx, de_dy, de_dz in arrays_3d,
37! first_call_advec_particles renamed first_call_lpm
38!
39! 828 2012-02-21 12:00:36Z raasch
40! +dissipation_classes, radius_classes, use_kernel_tables,
41! particle feature color renamed class
42!
43! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
44! +bfactor, curvature_solution_effects, eps_ros, molecular_weight_of_water,
45! vanthoff, -b_cond in cloud_parameters,
46! dopts_num increased to 29, particle attributes speed_x|y|z_sgs renamed
47! rvar1|2|3
48! wang_collision_kernel and turbulence_effects_on_collision replaced by
49! collision_kernel, hall_kernel, palm_kernel, wang_kernel
50!
51! 809 2012-01-30 13:32:58Z marongas
52! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
53!
54! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
55! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files.
56! New parameter check_restart has been defined which is needed by
57! check_namelist_files only.
58!
59! 805 2012-01-17 15:53:28Z franke
60! Bugfix collective_wait must be out of parallel branch for runs in serial mode
61!
62! 801 2012-01-10 17:30:36Z suehring
63! Dimesion of sums_wsus_ws_l, ! sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
64! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l increased.
65! for thread-safe summation in advec_ws.
66!
67! 792 2011-12-01 01:23:23Z raasch
68! particle arrays (particles, parrticles_temp) implemented as pointers,
69! +particles_1, particles_2, sort_count
70!
71! 790 2011-11-29 03:11:20Z raasch
72! +turbulence_effects_on_collision, wang_collision_kernel
73!
74! 785 2011-11-28 09:47:19Z raasch
75! +scalar_rayleigh_damping, rdf_sc
76!
77! 778 2011-11-07 14:18:25Z fricke
78! +gathered_size, subdomain_size
79!
80! 771 2011-10-27 10:56:21Z heinze
81! +lpt_av
82!
83! 767 2011-10-14 06:39:12Z raasch
84! +u_profile, v_profile, uv_heights, use_prescribed_profile_data
85!
86! 759 2011-09-15 13:58:31Z raasch
87! +io_blocks, io_group, maximum_parallel_io_streams,
88! synchronous_exchange moved to control_parameters
89!
90! 743 2011-08-18 16:10:16Z suehring
91! Dimension of sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
92! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wssas_ws_l,sums_wsqs_ws_l needed for
93! statistical evaluation of turbulent fluxes in WS-scheme decreased.
94! 736 2011-08-17 14:13:26Z suehring
95! Dimension of fluxes needed for WS-scheme increased.
96!
97! 722 2011-04-11 06:21:09Z raasch
98! Bugfix: default value for south_border_pe changed to .F.
99!
100! 707 2011-03-29 11:39:40Z raasch
101! +bc_lr_dirrad, bc_lr_raddir, bc_ns_dirrad, bc_ns_raddir, left_border_pe,
102! north_border_pe, right_border_pe, south_border_pe
103! p_sub renamed p_loc
104!
105! 683 2011-02-09 14:25:15Z raasch
106! +synchronous_exchange
107!
108! 673 2011-01-18 16:19:48Z suehring
109! +weight_pres to weight the respective contribution of the Runge-Kutta
110! substeps. +p_sub to buffer the intermediate contributions for Multigrid and
111! SOR.
112!
113! 667 2010-12-23 12:06:00Z suehring/gryschka
114! Removed u_nzb_p1_for_vfc and v_nzb_p1_for_vfc
115! For coupling with different resolution in ocean and atmophere:
116! +nx_a, +nx_o, ny_a, +ny_o, ngp_a, ngp_o, +total_2d_o, +total_2d_a,
117! +coupling_topology
118! Buffer arrays for the left sided advective fluxes added in arrays_3d.
119! +flux_s_u, +flux_s_v, +flux_s_w, +diss_s_u, +diss_s_v, +diss_s_w,
120! +flux_s_pt, +diss_s_pt, +flux_s_e, +diss_s_e, +flux_s_q, +diss_s_q,
121! +flux_s_sa, +diss_s_sa
122! 3d arrays for dissipation control added. (only necessary for vector arch.)
123! +var_x, +var_y, +var_z, +gamma_x, +gamma_y, +gamma_z
124! Default of momentum_advec and scalar_advec changed to 'ws-scheme' .
125! +exchange_mg added in control_parameters to steer the data exchange.
126! Parameters +nbgp, +nxlg, +nxrg, +nysg, +nyng added in indices.
127! flag array +boundary_flags added in indices to steer the degradation of order
128! of the advective fluxes when non-cyclic boundaries are used.
129! MPI-datatypes +type_y, +type_y_int and +type_yz for data_exchange added in
130! pegrid.
131! +sums_wsus_ws_l, +sums_wsvs_ws_l, +sums_us2_ws_l, +sums_vs2_ws_l,
132! +sums_ws2_ws_l, +sums_wspts_ws_l, +sums_wssas_ws_l, +sums_wsqs_ws_l
133! and +weight_substep added in statistics to steer the statistical evaluation
134! of turbulent fluxes in the advection routines.
135! LOGICALS +ws_scheme_sca and +ws_scheme_mom added to get a better performance
136! in prognostic_equations.
137! LOGICAL +dissipation_control control added to steer numerical dissipation
138! in ws-scheme.
139! Changed length of string run_description_header
140!
141! 622 2010-12-10 08:08:13Z raasch
142! +collective_wait in pegrid
143!
144! 600 2010-11-24 16:10:51Z raasch
145! default values of surface_scalarflux and surface_waterflux changed
146! to 9999999.9
147!
148! 580 2010-10-05 13:59:11Z heinze
149! Renaming of ws_vertical_gradient to subs_vertical_gradient,
150! ws_vertical_gradient_level to subs_vertical_gradient_level and
151! ws_vertical_gradient_level_ind to subs_vertical_gradient_level_i
152!
153! 564 2010-09-30 13:18:59Z helmke
154! nc_precision and netcdf_precision dimension changed to 11, all default
155! values of mask_xyz_loop changed to -1.0, dimension of openfile changed to
156! 200+2*max_masks, max_masks changed to 50
157!
158! 553 2010-09-01 14:09:06Z weinreis
159! parameters for masked output are replaced by arrays
160!
161! 531 2010-04-21 06:47:21Z heinze
162! character length of dopr_unit enlarged
163!
164! 519 2010-03-19 05:30:02Z raasch
165! -replace_char, replace_by
166!
167! 493 2010-03-01 08:30:24Z raasch
168! +netcdf_data_format, -netcdf_64bit, -netcdf_64bit_3d, -netcdf_format_mask*,
169! -nc_format_mask, -format_parallel_io
170!
171! 485 2010-02-05 10:57:51Z raasch
172! ngp_3d, ngp_3d_inner changed to 64 bit
173!
174! 449 2010-02-02 11:23:59Z raasch
175! -var_ts: replaced by dots_max,
176! initial data assignments to some dvrp arrays changed due to error messages
177! from gfortran compiler
178! +large_scale_subsidence, ws_vertical_gradient, ws_vertical_gradient_level,
179! ws_vertical_gradient_level_ind, w_subs
180!
181! 388 2009-09-23 09:40:33Z raasch
182! +prho, prho_1
183! +bc_lr_cyc, bc_ns_cyc
184! +output_for_t0
185! translation error of actual -> current revisions fixed
186! +q* in dots_label, dots_unit. increased dots_num respectively
187! typographical error in dots_unit fixed
188! +clip_dvrp_*, cluster_size, color_interval, dvrpsize_interval, dvrp_overlap,
189! dvrp_total_overlap, groundplate_color, local_dvrserver_running, n*_dvrp,
190! interval_*_dvrp_prt, isosurface_color, particle_color, particle_dvrpsize,
191! topography color in dvrp_variables,
192! vertical_particle_advection is a 1d-array,
193! +canyon_height, canyon_width_x, canyon_width_y, canyon_wall_left,
194! canyon_wall_south, conserve_volume_flow_mode, coupling_start_time,
195! dp_external, dp_level_b, dp_level_ind_b, dp_smooth, dp_smooth_factor, dpdxy,
196! run_coupled, time_since_reference_point, u_bulk, v_bulk in control_parameters,
197! default value of grid_matching changed to strict
198! +shf_av, qsws_av
199!
200! 217 2008-12-09 18:00:48Z letzel
201! +topography_grid_convention
202! some dvrp-variables changed to single precision, variables for dvrp-mode
203! pathlines added, +target_id, abort_mode, message_string
204!
205! 197 2008-09-16 15:29:03Z raasch
206! allow 100 spectra levels instead of 10 for consistency with
207! define_netcdf_header, +canopy_heat_flux, cthf, lai,
208! +leaf_surface_concentration, scalar_exchange_coefficient, sec, sls
209! +hor_index_bounds, hor_index_bounds_previous_run, id_inflow, id_recycling,
210! inflow_damping_*, mean_inflow_profiles, numprocs_previous_run, nx_on_file,
211! ny_on_file, offset_ocean_*, recycling_plane, recycling_width, turbulent_inflow
212! -myid_char_14
213!
214! 138 2007-11-28 10:03:58Z letzel
215! +drag_coefficient, pch_index, lad_surface, lad_vertical_gradient,
216! lad_vertical_gradient_level, plant_canopy, lad, lad_s, lad_u, lad_v,
217! lad_w, cdc, lad_vertical_gradient_level_ind, canopy_mode
218! +dt_sort_particles, ngp_2dh_s_inner, time_sort_particles, flags,
219! wall_flags_1..10, wall_humidityflux(0:4), wall_qflux(0:4),
220! wall_salinityflux(0:4), wall_scalarflux(0:4)
221!
222! 108 2007-08-24 15:10:38Z letzel
223! +comm_inter, constant_top_momentumflux, coupling_char, coupling_mode,
224! coupling_mode_remote, c_u, c_v, c_w, dt_coupling, e_init, humidity_remote,
225! ngp_xy, nxlu, nysv, port_name, qswst_remote, terminate_coupled,
226! terminate_coupled_remote, time_coupling, top_momentumflux_u|v, type_xy,
227! uswst*, vswst*
228!
229! 97 2007-06-21 08:23:15Z raasch
230! +atmos_ocean_sign, ocean, r, + salinity variables
231! defaults of .._vertical_gradient_levels changed from -1.0 to -9999999.9
232! hydro_press renamed hyp, use_pt_reference renamed use_reference
233!
234! 89 2007-05-25 12:08:31Z raasch
235! +data_output_pr_user, max_pr_user, size of data_output_pr, dopr_index,
236! dopr_initial_index and dopr_unit enlarged,
237! var_hom and var_sum renamed pr_palm
238!
239! 82 2007-04-16 15:40:52Z raasch
240! +return_addres, return_username
241! Cpp-directive lcmuk renamed lc
242!
243! 75 2007-03-22 09:54:05Z raasch
244! +arrays precipitation_amount, precipitation_rate, precipitation_rate_av,
245! rif_wall, z0_av, +arrays u_m_l, u_m_r, etc. for radiation boundary conditions,
246! +loop_optimization, netcdf_64bit_3d, zu_s_inner, zw_w_inner, id_var_zusi_*,
247! id_var_zwwi_*, ts_value, u_nzb_p1_for_vfc, v_nzb_p1_for_vfc, pt_reference,
248! use_pt_reference, precipitation_amount_interval, revision
249! +age_m in particle_type, moisture renamed humidity,
250! -data_output_ts, dots_n, uvmean_outflow, uxrp, vynp,
251! arrays dots_label and dots_unit now dimensioned with dots_max,
252! setting of palm version moved to main program
253!
254! 37 2007-03-01 08:33:54Z raasch
255! +constant_top_heatflux, top_heatflux, use_top_fluxes, +arrays for top fluxes,
256! +nzt_diff, default of bc_pt_t renamed "initial_gradient"
257! Bugfix: p is not a pointer
258!
259! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
260!
261! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
262! version 3.1b (last under RCS control)
263!
264! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
265! Initial revision
266!
267!
268! Description:
269! ------------
270! Definition of variables for special advection schemes
271!------------------------------------------------------------------------------!
272
273    REAL ::  spl_gamma_x, spl_gamma_y
274
275    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex, spl_z_x, spl_z_y
276    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  spl_tri_x, spl_tri_y, spl_tri_zu, &
277                                          spl_tri_zw
278
279    SAVE
280
281 END MODULE advection
282
283
284
285
286 MODULE array_kind
287
288!------------------------------------------------------------------------------!
289! Description:
290! ------------
291! Definition of type parameters (used for the definition of single or double
292! precision variables)
293!------------------------------------------------------------------------------!
294
295    INTEGER, PARAMETER ::  dpk = SELECTED_REAL_KIND( 12 ), &
296                           spk = SELECTED_REAL_KIND( 6 )
297
298    SAVE
299
300 END MODULE array_kind
301
302
303
304
305 MODULE arrays_3d
306
307!------------------------------------------------------------------------------!
308! Description:
309! ------------
310! Definition of all arrays defined on the computational grid
311!------------------------------------------------------------------------------!
312
313    USE array_kind
314
315    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                         &
316          ddzu, ddzu_pres, dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor,  &
317          km_damp_x, km_damp_y, lad, l_grid, pt_init, q_init, rdf, rdf_sc,     &
318          sa_init, ug, u_init, u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init, v_nzb_p1_for_vfc, &
319          w_subs, zu, zw
320
321    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                       &
322          c_u, c_v, c_w, dzu_mg, dzw_mg, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                  &
323          mean_inflow_profiles, pt_slope_ref, qs, qswst_remote, ts, us, z0,    &
324          flux_s_pt, diss_s_pt, flux_s_e, diss_s_e, flux_s_q, diss_s_q,        &
325          flux_s_sa, diss_s_sa, flux_s_u, flux_s_v, flux_s_w, diss_s_u,        &
326          diss_s_v, diss_s_w, total_2d_o, total_2d_a
327
328    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                               &
329          qsws_1, qsws_2, qswst_1, qswst_2, rif_1, rif_2, saswsb_1, saswst_1,  &
330          shf_1, shf_2, tswst_1, tswst_2, usws_1, usws_2, uswst_1, uswst_2,    &
331          vsws_1, vsws_2, vswst_1, vswst_2
332
333    REAL, DIMENSION(:,:), POINTER ::                                           &
334          qsws, qsws_m, qswst, qswst_m, rif, rif_m, saswsb, saswst, shf,       &
335          shf_m, tswst, tswst_m, usws, uswst, usws_m, uswst_m, vsws, vswst,    &
336          vsws_m, vswst_m
337
338    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                     &
339          canopy_heat_flux, cdc, d, de_dx, de_dy, de_dz, diss, lad_s, lad_u,   &
340          lad_v, lad_w, lai, l_wall, p_loc, sec, sls, tend, u_m_l, u_m_n,      &
341          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,       &
342          w_m_s, flux_l_pt, diss_l_pt, flux_l_e, diss_l_e, flux_l_q, diss_l_q, &
343          flux_l_sa, diss_l_sa, flux_l_u, flux_l_v, flux_l_w, diss_l_u,        &
344          diss_l_v, diss_l_w
345
346    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
347          ql_v, ql_vp
348
349    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                             &
350          e_1, e_2, e_3, kh_1, kh_2, km_1, km_2, p, prho_1, pt_1, pt_2, pt_3,  &
351          q_1, q_2, q_3, ql_1, ql_2, rho_1, sa_1, sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3,   &
352          v_1, v_2, v_3, vpt_1, vpt_2, w_1, w_2, w_3
353
354    REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                         &
355          e, e_m, e_p, kh, kh_m, km, km_m, prho, pt, pt_m, pt_p, q, q_m, q_p,  &
356          ql, ql_c, rho, sa, sa_p, te_m, tpt_m, tq_m, tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, &
357          u, u_m, u_p, v, v_m, v_p, vpt, vpt_m, w, w_m, w_p
358
359    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall
360
361    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: var_x, var_y, var_z, gamma_x,       &
362                                           gamma_y, gamma_z
363
364    SAVE
365
366 END MODULE arrays_3d
367
368
369
370
371 MODULE averaging
372
373!------------------------------------------------------------------------------!
374! Description:
375! ------------
376! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
377!------------------------------------------------------------------------------!
378
379    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,       &
380                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av
381
382    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET :: &
383          e_av, lpt_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, q_av, ql_av, ql_c_av,     &
384          ql_v_av, ql_vp_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av, u_av, v_av, vpt_av, &
385          w_av
386 END MODULE averaging
387
388
389
390 MODULE cloud_parameters
391
392!------------------------------------------------------------------------------!
393! Description:
394! ------------
395! Definition of variables and constants for cloud physics
396!------------------------------------------------------------------------------!
397
398    LOGICAL ::  curvature_solution_effects = .FALSE.
399
400    REAL  ::  bfactor, cp = 1005.0, diff_coeff_l = 0.23E-4,                    &
401              effective_coll_efficiency,                                       &
402              eps_ros = 1.0E-4,             &  ! accuracy of Rosenbrock method
403              l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, l_v = 2.5E+06,                            &
404              mass_of_solute = 1.0E-17,              & ! soluted NaCl in kg
405              molecular_weight_of_solute = 0.05844,  & ! mol. mass NaCl (kg/mol)
406              molecular_weight_of_water = 0.01801528,& ! mol. mass H2O (kg/mol)
407              prec_time_const = 0.001, ql_crit = 0.0005, rho_l = 1.0E3,        &
408              r_d = 287.0, r_v = 461.51, thermal_conductivity_l = 2.43E-2,     &
409              vanthoff = 2.0                        ! van't Hoff factor (NaCl)
410
411    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  pt_d_t, t_d_pt
412
413    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  precipitation_amount, &
414                                          precipitation_rate
415
416    SAVE
417
418 END MODULE cloud_parameters
419
420
421
422
423 MODULE constants
424
425!------------------------------------------------------------------------------!
426! Description:
427! ------------
428! Definition of general constants
429!------------------------------------------------------------------------------!
430
431    REAL    ::  pi = 3.141592654
432    REAL    ::  adv_mom_1, adv_mom_3, adv_mom_5, adv_sca_1, adv_sca_3, adv_sca_5
433   
434
435    SAVE
436
437 END MODULE constants
438
439
440
441
442 MODULE control_parameters
443
444!------------------------------------------------------------------------------!
445! Description:
446! ------------
447! Definition of parameters for program control
448!------------------------------------------------------------------------------!
449
450    TYPE plot_precision
451       CHARACTER (LEN=6) ::  variable
452       INTEGER           ::  precision
453    END TYPE plot_precision
454
455    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
456                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
457                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
458                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
459                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
460
461    TYPE file_status
462       LOGICAL ::  opened, opened_before
463    END TYPE file_status
464   
465    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
466
467    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
468                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
469
470    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
471    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
472    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
473    CHARACTER (LEN=6)    ::  grid_matching = 'strict'
474    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
475    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
476    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
477    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
478    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
479                             loop_optimization = 'default', &
480                             momentum_advec = 'ws-scheme', &
481                             psolver = 'poisfft', &
482                             scalar_advec = 'ws-scheme'
483    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
484                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
485                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
486                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
487                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
488                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
489                             bc_sa_t = 'neumann', &
490                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
491                             canopy_mode = 'block', &
492                             coupling_mode = 'uncoupled', &
493                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
494                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
495                             fft_method = 'system-specific', &
496                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
497                             random_generator = 'numerical-recipes', &
498                             return_addres, return_username, &
499                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'
500    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, topography = 'flat'
501    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
502    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
503    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ' 
504    CHARACTER (LEN=110)  ::  run_description_header
505    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
506
507    CHARACTER (LEN=7),  DIMENSION(100) ::  do3d_comp_prec = ' '
508    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_format = ' '
509    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
510                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
511    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
512         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
513
514    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
515    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
516    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
517
518    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
519    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
520
521    INTEGER ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
522                average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
523                coupling_topology = 0, &
524                dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
525                disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
526                dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
527                dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
528                do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
529                dp_level_ind_b = 0, dvrp_filecount = 0, &
530                dz_stretch_level_index, gamma_mg, gathered_size, &
531                grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, ibc_pt_b, ibc_pt_t, &
532                ibc_q_b, ibc_q_t, ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, &
533                inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
534                intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
535                io_group = 0, io_blocks = 1, iran = -1234567, &
536                last_dt_change = 0, masks = 0, maximum_grid_level, &
537                maximum_parallel_io_streams = -1, max_pr_user = 0, &
538                mgcycles = 0, mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
539                netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, nsor = 20, &
540                nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
541                nz_do1d, nz_do3d = -9999, outflow_damping_width = -1, &
542                pch_index = 0, prt_time_count = 0, recycling_plane, runnr = 0, &
543                skip_do_avs = 0, subdomain_size, terminate_coupled = 0, &
544                terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
545
546    INTEGER ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
547                do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
548                do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
549                do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
550                domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
551                lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
552                mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
553                mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
554                pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
555                q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
556                sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
557                section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
558                section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
559                ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
560                vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
561                subs_vertical_gradient_level_i(10) = -9999
562
563#if defined ( __check )
564    INTEGER :: check_restart = 0
565#endif
566
567    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
568
569    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
570    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
571                mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
572
573    LOGICAL ::  adjust_mixing_length = .FALSE., avs_output = .FALSE., &
574                bc_lr_cyc =.TRUE., bc_lr_dirrad = .FALSE., &
575                bc_lr_raddir = .FALSE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
576                bc_ns_dirrad = .FALSE., bc_ns_raddir = .FALSE., &
577                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
578                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
579                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
580                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
581                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
582                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
583                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
584                cut_spline_overshoot = .TRUE., &
585                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., & 
586                dissipation_control = .FALSE., disturbance_created = .FALSE., &
587                do2d_at_begin = .FALSE., do3d_at_begin = .FALSE., &
588                do3d_compress = .FALSE., do_sum = .FALSE., &
589                dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
590                dt_changed = .FALSE., dt_fixed = .FALSE., &
591                dt_3d_reached, dt_3d_reached_l, exchange_mg = .FALSE., &
592                first_call_lpm = .TRUE., &
593                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
594                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
595                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
596                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
597                iso2d_output = .FALSE., large_scale_subsidence = .FALSE., &
598                masking_method = .FALSE., mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
599                netcdf_output = .FALSE., neutral = .FALSE., ocean = .FALSE., &
600                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
601                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
602                plant_canopy = .FALSE., prandtl_layer = .TRUE., &
603                precipitation = .FALSE., profil_output = .FALSE., &
604                radiation = .FALSE., random_heatflux = .FALSE., &
605                run_control_header = .FALSE., run_coupled = .TRUE., &
606                scalar_rayleigh_damping = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
607                stop_dt = .FALSE., synchronous_exchange = .FALSE., &
608                terminate_run = .FALSE., turbulent_inflow = .FALSE., &
609                use_prescribed_profile_data = .FALSE., &
610                use_prior_plot1d_parameters = .FALSE., use_reference = .FALSE.,&
611                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
612                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
613                wall_adjustment = .TRUE., ws_scheme_sca = .FALSE., &
614                ws_scheme_mom = .FALSE.
615
616    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
617                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
618
619    REAL ::  advected_distance_x = 0.0, advected_distance_y = 0.0, &
620             alpha_surface = 0.0, asselin_filter_factor = 0.1, &
621             atmos_ocean_sign = 1.0, &
622             averaging_interval = 0.0, averaging_interval_pr = 9999999.9, &
623             averaging_interval_sp = 9999999.9, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
624             bottom_salinityflux = 0.0, &
625             building_height = 50.0, building_length_x = 50.0, &
626             building_length_y = 50.0, building_wall_left = 9999999.9, &
627             building_wall_south = 9999999.9, canyon_height = 50.0, &
628             canyon_width_x = 9999999.9, canyon_width_y = 9999999.9, &
629             canyon_wall_left = 9999999.9, canyon_wall_south = 9999999.9, &
630             cthf = 0.0, cfl_factor = -1.0, cos_alpha_surface, &
631             coupling_start_time, disturbance_amplitude = 0.25, &
632             disturbance_energy_limit = 0.01, &
633             disturbance_level_b = -9999999.9, &
634             disturbance_level_t = -9999999.9, &
635             dp_level_b = 0.0, drag_coefficient = 0.0, &
636             dt = -1.0, dt_averaging_input = 0.0, &
637             dt_averaging_input_pr = 9999999.9, dt_coupling = 9999999.9, &
638             dt_data_output = 9999999.9, &
639             dt_data_output_av = 9999999.9, dt_disturb = 9999999.9, &
640             dt_dopr = 9999999.9, dt_dopr_listing = 9999999.9, &
641             dt_dopts = 9999999.9, dt_dosp = 9999999.9, dt_dots = 9999999.9, &
642             dt_do2d_xy = 9999999.9, dt_do2d_xz = 9999999.9, &
643             dt_do2d_yz = 9999999.9, dt_do3d = 9999999.9, dt_dvrp = 9999999.9, &
644             dt_max = 20.0, dt_restart = 9999999.9, &
645             dt_run_control = 60.0, dt_3d = -1.0, dz = -1.0, &
646             dz_max = 9999999.9, dz_stretch_factor = 1.08, &
647             dz_stretch_level = 100000.0, e_init = 0.0, e_min = 0.0, &
648             end_time = 0.0, &
649             f = 0.0, fs = 0.0, g = 9.81, inflow_damping_height = 9999999.9, &
650             inflow_damping_width = 9999999.9, kappa = 0.4, km_constant = -1.0,&
651             km_damp_max = -1.0, lad_surface = 0.0,  &
652             leaf_surface_concentration = 0.0, long_filter_factor = 0.0, &
653             mask_scale_x = 1.0, mask_scale_y = 1.0, mask_scale_z = 1.0, &
654             maximum_cpu_time_allowed = 0.0,  &
655             molecular_viscosity = 1.461E-5, &
656             old_dt = 1.0E-10, omega = 7.29212E-5, omega_sor = 1.8, &
657             overshoot_limit_e = 0.0, overshoot_limit_pt = 0.0, &
658             overshoot_limit_u = 0.0, overshoot_limit_v = 0.0, &
659             overshoot_limit_w = 0.0, particle_maximum_age = 9999999.9, &
660             phi = 55.0, prandtl_number = 1.0, &
661             precipitation_amount_interval = 9999999.9, prho_reference, &
662             pt_reference = 9999999.9, pt_slope_offset = 0.0, &
663             pt_surface = 300.0, pt_surface_initial_change = 0.0, &
664             q_surface = 0.0, q_surface_initial_change = 0.0, &
665             rayleigh_damping_factor = -1.0, rayleigh_damping_height = -1.0, &
666             recycling_width = 9999999.9, residual_limit = 1.0E-4, &
667             restart_time = 9999999.9, rho_reference, rho_surface, &
668             rif_max = 1.0, rif_min = -5.0, roughness_length = 0.1, &
669             sa_surface = 35.0, scalar_exchange_coefficient = 0.0, &
670             simulated_time = 0.0, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
671             skip_time_data_output = 0.0, skip_time_data_output_av = 9999999.9,&
672             skip_time_dopr = 9999999.9, skip_time_dosp = 9999999.9, &
673             skip_time_do2d_xy = 9999999.9, skip_time_do2d_xz = 9999999.9, &
674             skip_time_do2d_yz = 9999999.9, skip_time_do3d = 9999999.9, &
675             surface_heatflux = 9999999.9, surface_pressure = 1013.25, &
676             surface_scalarflux = 9999999.9, surface_waterflux = 9999999.9, &
677             s_surface = 0.0, s_surface_initial_change = 0.0, &
678             termination_time_needed = -1.0, time_coupling = 0.0, &
679             time_disturb = 0.0, time_dopr = 0.0, time_dopr_av = 0.0, &
680             time_dopr_listing = 0.0, time_dopts = 0.0, time_dosp = 0.0, &
681             time_dosp_av = 0.0, time_dots = 0.0, time_do2d_xy = 0.0, &
682             time_do2d_xz = 0.0, time_do2d_yz = 0.0, time_do3d = 0.0, &
683             time_do_av = 0.0, time_do_sla = 0.0, time_dvrp = 0.0, &
684             time_restart = 9999999.9, time_run_control = 0.0,&
685             time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9, &
686             top_momentumflux_u = 9999999.9, &
687             top_momentumflux_v = 9999999.9, top_salinityflux = 9999999.9, &
688             ug_surface = 0.0, u_bulk = 0.0, u_gtrans = 0.0, &
689             ups_limit_e = 0.0, ups_limit_pt = 0.0, ups_limit_u = 0.0, &
690             ups_limit_v = 0.0, ups_limit_w = 0.0, vg_surface = 0.0, &
691             v_bulk = 0.0, v_gtrans = 0.0, wall_adjustment_factor = 1.8, &
692             z_max_do1d = -1.0, z_max_do1d_normalized = -1.0, z_max_do2d = -1.0
693
694    REAL ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0, &
695             do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0, dpdxy(1:2) = 0.0, &
696             dt_domask(max_masks) = 9999999.9, lad_vertical_gradient(10) = 0.0,&
697             lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
698             mask_scale(3), &
699             pt_vertical_gradient(10) = 0.0, &
700             pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
701             q_vertical_gradient(10) = 0.0, &
702             q_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
703             s_vertical_gradient(10) = 0.0, &
704             s_vertical_gradient_level(10) = -1.0, &
705             sa_vertical_gradient(10) = 0.0, &
706             sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
707             skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9, threshold(20) = 0.0, &
708             time_domask(max_masks) = 0.0, &
709             tsc(10) = (/ 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 /), &
710             u_profile(100) = 9999999.9, uv_heights(100) = 9999999.9, &
711             v_profile(100) = 9999999.9, &
712             ug_vertical_gradient(10) = 0.0, &
713             ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
714             vg_vertical_gradient(10) = 0.0, &
715             vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9, &
716             volume_flow(1:2) = 0.0, volume_flow_area(1:2) = 0.0, &
717             volume_flow_initial(1:2) = 0.0, wall_heatflux(0:4) = 0.0, &
718             wall_humidityflux(0:4) = 0.0, wall_qflux(0:4) = 0.0, &
719             wall_salinityflux(0:4) = 0.0, wall_scalarflux(0:4) = 0.0, &
720             subs_vertical_gradient(10) = 0.0, &
721             subs_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9
722
723    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
724
725    REAL, DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
726        mask_x = -1.0, mask_y = -1.0, mask_z = -1.0
727    REAL, DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
728        mask_x_loop = -1.0, mask_y_loop = -1.0, mask_z_loop = -1.0
729   
730!
731!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
732       REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
733
734    SAVE
735
736 END MODULE control_parameters
737
738
739
740
741 MODULE cpulog
742
743!------------------------------------------------------------------------------!
744! Description:
745! ------------
746! Definition of variables for cpu-time measurements
747!------------------------------------------------------------------------------!
748
749    REAL ::  initial_wallclock_time
750
751    TYPE logpoint
752       REAL               ::  isum, ivect, mean, mtime, mtimevec, sum, vector
753       INTEGER            ::  counts
754       CHARACTER (LEN=20) ::  place
755    END TYPE logpoint
756
757    TYPE(logpoint), DIMENSION(100) ::  log_point = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0,   &
758                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' ),          &
759                                       log_point_s = logpoint( 0.0, 0.0, 0.0, &
760                                       0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0, ' ' )
761
762    SAVE
763
764 END MODULE cpulog
765
766
767
768
769 MODULE dvrp_variables
770
771!------------------------------------------------------------------------------!
772! Description:
773! ------------
774! Definition of variables used with dvrp-software
775!------------------------------------------------------------------------------!
776
777    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
778                           particle_dvrpsize = 'none'
779
780    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
781                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
782
783    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
784                           dvrp_file      = 'default',                    &
785                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
786                           dvrp_password  = '********',                   &
787                           dvrp_username  = ' '
788
789    INTEGER ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
790                dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
791                nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
792                nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
793                pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
794                pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
795                vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
796                vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
797
798    INTEGER, DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
799
800    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
801                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
802                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
803
804    REAL    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9, clip_dvrp_n = 9999999.9, &
805                clip_dvrp_r = 9999999.9, clip_dvrp_s = 9999999.9, &
806                superelevation = 1.0, superelevation_x = 1.0,     &
807                superelevation_y = 1.0, vc_alpha = 38.0
808
809    REAL, DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0, 1.0 /), &
810                           dvrpsize_interval = (/ 0.0, 1.0 /)
811
812    REAL, DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0, 0.6, 0.0 /), &
813                           topography_color = (/ 0.8, 0.7, 0.6 /)
814
815#if defined( __decalpha )
816    REAL, DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/       &
817                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
818                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
819                                -1.0, 1.0, -1.0, 1.0 /), (/ 2, 10 /) )
820
821    REAL, DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                  &
822                                0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
823                                0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
824                                0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
825                                0.1, 0.4, 0.1 /), (/ 3, 10 /) )
826
827    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
828                                  RESHAPE( (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0,      &
829                                               70.0,  25.0,  25.0, -25.0,      &
830                                              ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),         &
831                                           (/ 2, 100 /) ),                     &
832                                  interval_l_dvrp = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0,&
833                                  interval_a_dvrp = 0.0,                       &
834                                  interval_values_dvrp_prt,                    &
835                                  interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
836                                  (/ 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0,   &
837                                     25.0, -25.0, ( 0.0, i9 = 1, 192 ) /),     &
838                                                  (/ 2, 100 /) ),              &
839                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5,                   &
840                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0,                   &
841                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
842#else
843    REAL, DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
844
845    REAL, DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
846
847    REAL(4), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
848                                  interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
849                                  interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5, &
850                                  interval_l_dvrp_prt = 0.5, interval_s_dvrp = 1.0, &
851                                  interval_s_dvrp_prt = 1.0, interval_a_dvrp = 0.0, &
852                                  interval_a_dvrp_prt = 0.0
853
854    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
855                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
856                                     -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, &
857                                     -1.0, 1.0 /
858
859    DATA  isosurface_color / 0.9, 0.9, 0.9,  0.8, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.8, &
860                             0.1, 0.8, 0.1,  0.6, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.6, &
861                             0.1, 0.6, 0.1,  0.4, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.4, &
862                             0.1, 0.4, 0.1 /
863
864    DATA  interval_h_dvrp / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
865                            25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
866
867    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0, 225.0, 225.0, 180.0, 70.0, 25.0, &
868                                25.0, -25.0, 192 * 0.0 /
869#endif
870
871    REAL(4), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
872
873    TYPE steering
874       CHARACTER (LEN=20) ::  name
875       REAL(4)            ::  min, max
876       INTEGER            ::  imin, imax
877    END TYPE steering
878
879    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
880
881    SAVE
882
883 END MODULE dvrp_variables
884
885
886
887
888 MODULE grid_variables
889
890!------------------------------------------------------------------------------!
891! Description:
892! ------------
893! Definition of grid spacings
894!------------------------------------------------------------------------------!
895
896    REAL ::  ddx, ddx2, dx = 1.0, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0, dy2
897
898    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
899
900    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
901                                          fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
902                                          wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
903                                          zu_s_inner, zw_w_inner
904
905    SAVE
906
907 END MODULE grid_variables
908
909
910
911
912 MODULE indices
913
914!------------------------------------------------------------------------------!
915! Description:
916! ------------
917! Definition of array bounds and number of gridpoints
918!------------------------------------------------------------------------------!
919
920    INTEGER ::  nbgp = 3, ngp_sums, nnx, nx = 0, nx_a, nx_o, nxa, nxl, nxlg,   &
921                nxlu, nxr, nxra, nxrg, nx_on_file, nny, ny = 0, ny_a, ny_o,    &
922                nya, nyn, nyna, nyng, nys, nysg, nysv, ny_on_file, nnz, nz = 0,&
923                nza, nzb, nzb_diff, nzb_max, nzt, nzta, nzt_diff
924
925
926    INTEGER( KIND = SELECTED_INT_KIND(18) ), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
927                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
928
929    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                      &
930                ngp_2dh, nnx_pe, nny_pe, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
931
932
933    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE :: ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner,    &
934                mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner, nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u,    &
935                nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer, nzb_s_inner, nzb_s_outer,    &
936                nzb_u_inner, nzb_u_outer, nzb_v_inner, nzb_v_outer,            &
937                nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
938
939    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
940
941    INTEGER( KIND = SELECTED_INT_KIND(11) ), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  &
942                wall_flags_0  ! need to have 34 Bit
943
944    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE,  TARGET ::                         &
945                wall_flags_1, wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4,        &
946                wall_flags_5, wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8,        &
947                wall_flags_9, wall_flags_10
948
949
950    SAVE
951
952 END MODULE indices
953
954
955
956
957 MODULE interfaces
958
959!------------------------------------------------------------------------------!
960! Description:
961! ------------
962! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
963!------------------------------------------------------------------------------!
964
965    INTERFACE
966
967       SUBROUTINE cpu_log( log_event, place, modus, barrierwait )
968
969          USE cpulog
970
971          CHARACTER (LEN=*)           ::  modus, place
972          CHARACTER (LEN=*), OPTIONAL ::  barrierwait
973          TYPE(logpoint)              ::  log_event
974
975       END SUBROUTINE cpu_log
976
977    END INTERFACE
978
979
980
981    INTERFACE
982
983       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, offset, &
984                                   wert, wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
985          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  mode
986          INTEGER, INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
987          INTEGER                       ::  wert_ijk(3)
988          INTEGER, OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
989          REAL                          ::  offset, wert
990          REAL, OPTIONAL                ::  wert1
991          REAL, INTENT(IN)              ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
992
993       END SUBROUTINE global_min_max
994
995    END INTERFACE
996
997    SAVE
998
999 END MODULE interfaces
1000
1001
1002
1003 MODULE pointer_interfaces
1004
1005!------------------------------------------------------------------------------!
1006! Description:
1007! ------------
1008! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
1009! prognostic_equations
1010!------------------------------------------------------------------------------!
1011
1012    INTERFACE
1013
1014       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
1015
1016          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
1017          REAL, DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
1018
1019       END SUBROUTINE advec_s_bc
1020
1021    END INTERFACE
1022
1023
1024    SAVE
1025
1026 END MODULE pointer_interfaces
1027
1028
1029
1030
1031 MODULE model_1d
1032
1033!------------------------------------------------------------------------------!
1034! Description:
1035! ------------
1036! Definition of variables for the 1D-model
1037!------------------------------------------------------------------------------!
1038
1039    INTEGER ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d, &
1040                last_dt_change_1d = 0 
1041
1042    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
1043
1044    REAL ::     damp_level_1d = -1.0, dt_1d = 60.0, dt_max_1d = 300.0, &
1045                dt_pr_1d = 9999999.9, dt_run_control_1d = 60.0, &
1046                end_time_1d = 864000.0, old_dt_1d = 1.0E-10, &
1047                qs1d, simulated_time_1d = 0.0, time_pr_1d = 0.0, &
1048                time_run_control_1d = 0.0, ts1d, us1d, usws1d, usws1d_m, &
1049                vsws1d, vsws1d_m, z01d
1050
1051
1052    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_m, e1d_p, kh1d, kh1d_m, km1d, &
1053                                        km1d_m, l_black, l1d, l1d_m, rif1d,    &
1054                                        te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, te_vm, &
1055                                        u1d, u1d_m, u1d_p, v1d, v1d_m, v1d_p
1056
1057    SAVE
1058
1059 END MODULE model_1d
1060
1061
1062
1063
1064 MODULE netcdf_control
1065
1066!------------------------------------------------------------------------------!
1067! Description:
1068! ------------
1069! Definition of parameters and variables for netcdf control.
1070!------------------------------------------------------------------------------!
1071
1072    USE control_parameters
1073#if defined( __netcdf )
1074    USE netcdf
1075#endif
1076
1077    INTEGER, PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 29, dots_max = 100
1078
1079    INTEGER ::  dots_num = 23
1080
1081    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
1082         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
1083            'z_i   ' /)
1084
1085    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
1086         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
1087            'z_i   ' /)
1088
1089    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
1090          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
1091             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
1092             'w_up   ', 'w_down ', 'radius ', 'r_min  ', 'r_max  ', 'npt_max', &
1093             'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', 'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', &
1094             'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', 'w"2    ', 'npt*2  ' /)
1095
1096    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
1097          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
1098             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
1099             'm/s    ', 'm/s    ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'number ', &
1100             'number ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
1101             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'number2' /)
1102
1103    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
1104          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
1105             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
1106             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
1107             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ', 'q*     ',            &
1108             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1109
1110    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
1111          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
1112             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
1113             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
1114             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ', 'kg/kg  ',            &
1115             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1116
1117    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
1118
1119    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
1120
1121    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
1122          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
1123             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
1124             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
1125             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
1126             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
1127             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
1128             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
1129             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1130             'not_used        ' /)
1131
1132    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
1133          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
1134             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1135             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
1136             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1137             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
1138             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
1139             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
1140             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1141             'not_used        ' /)
1142
1143    INTEGER ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
1144                id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
1145                id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
1146                id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
1147                id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
1148                id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
1149                id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
1150
1151    INTEGER, DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
1152                id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
1153                id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
1154                id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
1155                id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
1156                id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
1157                id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
1158                id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
1159                id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
1160                id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
1161                id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
1162                id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
1163                id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
1164                id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
1165                id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
1166                id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
1167                id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
1168                id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
1169
1170    INTEGER, DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
1171    INTEGER, DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
1172    INTEGER, DIMENSION(11)  ::  nc_precision
1173    INTEGER, DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1174
1175    INTEGER, DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1176    INTEGER, DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1177    INTEGER, DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1178                                           id_var_z_pr
1179    INTEGER, DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1180
1181!
1182!-- masked output
1183    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1184
1185    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1186
1187    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1188                id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1189                id_dim_zw_mask, &
1190                id_set_mask, &
1191                id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1192                id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1193                id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1194
1195    INTEGER, DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1196
1197    SAVE
1198
1199 END MODULE netcdf_control
1200
1201
1202
1203 MODULE particle_attributes
1204
1205!------------------------------------------------------------------------------!
1206! Description:
1207! ------------
1208! Definition of variables used to compute particle transport
1209!------------------------------------------------------------------------------!
1210
1211    USE array_kind
1212
1213    CHARACTER (LEN=15)  ::  bc_par_lr = 'cyclic',  bc_par_ns = 'cyclic', &
1214                            bc_par_b  = 'reflect', bc_par_t  = 'absorb', &
1215                            collision_kernel = 'none'
1216
1217#if defined( __parallel )
1218    INTEGER ::  mpi_particle_type
1219#endif
1220    INTEGER ::  deleted_particles = 0, deleted_tails = 0,                      &
1221                dissipation_classes = 10, ibc_par_lr,                          &
1222                ibc_par_ns, ibc_par_b, ibc_par_t, iran_part = -1234567,        &
1223                maximum_number_of_particles = 1000,                            &
1224                maximum_number_of_tailpoints = 100,                            &
1225                maximum_number_of_tails = 0,                                   &
1226                number_of_initial_particles = 0, number_of_particles = 0,      &
1227                number_of_particle_groups = 1, number_of_tails = 0,            &
1228                number_of_initial_tails = 0, offset_ocean_nzt = 0,             &
1229                offset_ocean_nzt_m1 = 0, particles_per_point = 1,              &
1230                particle_file_count = 0, radius_classes = 20,                  &
1231                skip_particles_for_tail = 100, sort_count = 0,                 &
1232                total_number_of_particles, total_number_of_tails = 0,          &
1233                trlp_count_sum, trlp_count_recv_sum, trrp_count_sum,           &
1234                trrp_count_recv_sum, trsp_count_sum, trsp_count_recv_sum,      &
1235                trnp_count_sum, trnp_count_recv_sum
1236
1237    INTEGER, PARAMETER ::  max_number_of_particle_groups = 10
1238
1239    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  new_tail_id
1240    INTEGER, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prt_count, prt_start_index
1241
1242    LOGICAL ::  hall_kernel = .FALSE., palm_kernel = .FALSE.,                  &
1243                particle_advection = .FALSE., random_start_position = .FALSE., &
1244                read_particles_from_restartfile = .TRUE.,                      &
1245                uniform_particles = .TRUE., use_kernel_tables = .FALSE.,       &
1246                use_particle_tails = .FALSE., use_sgs_for_particles = .FALSE., &
1247                wang_kernel = .FALSE., write_particle_statistics = .FALSE.
1248
1249    LOGICAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::                       &
1250                vertical_particle_advection = .TRUE.
1251
1252    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  particle_mask, tail_mask
1253
1254    REAL    ::  c_0 = 3.0, dt_min_part = 0.0002, dt_prel = 9999999.9,          &
1255                dt_sort_particles = 0.0, dt_write_particle_data = 9999999.9,   &
1256                dvrp_psize = 9999999.9, end_time_prel = 9999999.9,             &
1257                initial_weighting_factor = 1.0,                                &
1258                maximum_tailpoint_age = 100000.0,                              &
1259                minimum_tailpoint_distance = 0.0,                              &
1260                particle_advection_start = 0.0, sgs_wfu_part = 0.3333333,      &
1261                sgs_wfv_part = 0.3333333, sgs_wfw_part = 0.3333333,            &
1262                time_prel = 0.0, time_sort_particles = 0.0,                    &
1263                time_write_particle_data = 0.0
1264
1265    REAL, DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::  &
1266                density_ratio = 9999999.9, pdx = 9999999.9, pdy = 9999999.9, &
1267                pdz = 9999999.9, psb = 9999999.9, psl = 9999999.9,           &
1268                psn = 9999999.9, psr = 9999999.9, pss = 9999999.9,           &
1269                pst = 9999999.9, radius = 9999999.9
1270
1271    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  particle_tail_coordinates
1272
1273
1274    TYPE particle_type
1275       SEQUENCE
1276       REAL    ::  age, age_m, dt_sum, dvrp_psize, e_m, origin_x, origin_y, &
1277                   origin_z, radius, rvar1, rvar2, rvar3, speed_x, speed_y, &
1278                   speed_z, weight_factor, x, y, z
1279       INTEGER ::  class, group, tailpoints, tail_id
1280    END TYPE particle_type
1281
1282    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  initial_particles
1283    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE, TARGET ::  part_1, part_2
1284    TYPE(particle_type), DIMENSION(:), POINTER  ::  particles
1285
1286    TYPE particle_groups_type
1287       SEQUENCE
1288       REAL    ::  density_ratio, radius, exp_arg, exp_term
1289    END TYPE particle_groups_type
1290
1291    TYPE(particle_groups_type), DIMENSION(max_number_of_particle_groups) ::&
1292                   particle_groups
1293
1294    SAVE
1295
1296 END MODULE particle_attributes
1297
1298
1299
1300
1301
1302 MODULE pegrid
1303
1304!------------------------------------------------------------------------------!
1305! Description:
1306! ------------
1307! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1308! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1309! MPI-calls.
1310!------------------------------------------------------------------------------!
1311
1312#if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
1313#if defined( __lc )
1314    USE MPI
1315#else
1316    INCLUDE "mpif.h"
1317#endif
1318#endif
1319    CHARACTER(LEN=5)       ::  myid_char = ''
1320    INTEGER                ::  id_inflow = 0, id_recycling = 0, myid = 0,      &
1321                               target_id, npex = -1, npey = -1, numprocs = 1,  &
1322                               numprocs_previous_run = -1,                     &
1323                               tasks_per_node = -9999, threads_per_task = 1
1324
1325    INTEGER, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1326                                             hor_index_bounds_previous_run
1327
1328    LOGICAL ::  collective_wait = .FALSE.
1329
1330#if defined( __parallel )
1331#if defined( __mpi2 )
1332    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1333#endif
1334
1335    INTEGER ::  comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter, comm_palm, ierr, myidx,  &
1336                myidy, ndim = 2, ngp_a, ngp_o, ngp_xy, ngp_y, pleft, pnorth,   &
1337                pright, psouth, sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz,            &
1338                sendrecvcount_zx, sendrecvcount_zyd, sendrecvcount_yxd,        &
1339                type_x, type_x_int, type_xy, type_y, type_y_int
1340
1341    INTEGER ::  ibuf(12), pcoord(2), pdims(2)
1342
1343#if ! defined ( __check )
1344    INTEGER ::  status(MPI_STATUS_SIZE)
1345#endif
1346
1347
1348    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz, type_yz
1349
1350    LOGICAL ::  left_border_pe  = .FALSE., north_border_pe = .FALSE., &
1351                reorder = .TRUE., right_border_pe = .FALSE.,          &
1352                south_border_pe = .FALSE.
1353
1354    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1355                              remain_dims
1356#endif
1357
1358    SAVE
1359
1360 END MODULE pegrid
1361
1362
1363
1364
1365 MODULE profil_parameter
1366
1367!------------------------------------------------------------------------------!
1368! Description:
1369! ------------
1370! Definition of variables which control PROFIL-output
1371!------------------------------------------------------------------------------!
1372
1373    INTEGER, PARAMETER ::  crmax = 100
1374
1375    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(100) ::  dopr_label = ' '
1376
1377    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(crmax) ::  cross_normalized_x = ' ', &
1378                                             cross_normalized_y = ' '
1379
1380    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1381                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1382                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1383                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1384                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1385                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1386                              ' L                  ',                         &
1387                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1388
1389    CHARACTER (LEN=40), DIMENSION(crmax) ::  cross_xtext = &
1390                           (/ 'windspeed in ms>->1         ', &
1391                              'pot. temperature in K       ', &
1392                              'heat flux in K ms>->1       ', &
1393                              'momentum flux in m>2s>2     ', &
1394                              'eddy diffusivity in m>2s>->1', &
1395                              'mixing length in m          ', &
1396                            ( '                            ', i9 = 1, 94 ) /)
1397
1398    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1399                           (/ ' u v                           ', &
1400                              ' pt                            ', &
1401                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1402                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1403                              ' km kh                         ', &
1404                              ' l                             ', &
1405                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1406
1407    INTEGER ::  profile_columns = 2, profile_rows = 3, profile_number = 0
1408
1409    INTEGER ::  cross_linecolors(100,crmax) = 1, &
1410                cross_linestyles(100,crmax) = 0, &
1411                cross_profile_numbers(100,crmax) = 0, &
1412                cross_pnc_local(crmax), cross_profile_number_count(crmax) = 0, &
1413                cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1414                cross_ts_number_count(crmax) = 0, dopr_crossindex(100) = 0, &
1415                dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1416                dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0, &
1417                linecolors(10) = (/ 2, 3, 4,  5, 7, 8, 12, 15, 16, 23 /), &
1418                linestyles(11) = (/ 0, 7, 3, 10, 4, 1,  9,  2,  5,  8, 6 /)
1419               
1420
1421    REAL ::  cross_normx_factor(100,crmax) = 1.0, &
1422             cross_normy_factor(100,crmax) = 1.0, &
1423             cross_ts_uymax(20) = &
1424                             (/ 999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1425                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1426                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1427                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1428             cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999, &
1429             cross_ts_uymin(20) = &
1430                             (/ 999.999, 999.999, 999.999,  -5.000, 999.999,   &
1431                                999.999,   0.000, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1432                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999,   &
1433                                999.999, 999.999, 999.999, 999.999, 999.999 /),&
1434             cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999, &
1435             cross_uxmax(crmax) = 0.0, cross_uxmax_computed(crmax) = -1.0, &
1436             cross_uxmax_normalized(crmax) = 0.0, &
1437             cross_uxmax_normalized_computed(crmax) = -1.0, &
1438             cross_uxmin(crmax) = 0.0, cross_uxmin_computed(crmax) =  1.0, &
1439             cross_uxmin_normalized(crmax) = 0.0, &
1440             cross_uxmin_normalized_computed(crmax) = 1.0, &
1441             cross_uymax(crmax), cross_uymin(crmax)
1442
1443    SAVE
1444
1445 END MODULE profil_parameter
1446
1447
1448
1449
1450 MODULE spectrum
1451
1452!------------------------------------------------------------------------------!
1453! Description:
1454! ------------
1455! Definition of quantities used for computing spectra
1456!------------------------------------------------------------------------------!
1457
1458    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1459                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1460    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1461    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1462    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1463                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1464                                              '-power spectrum of v     ', &
1465                                              '-power spectrum of w     ', &
1466                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1467                                              '-power spectrum of q     ' /)
1468    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1469                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1470                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1471                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1472                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1473                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1474
1475    INTEGER ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1476
1477    INTEGER ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1478                lstyles(100) = (/ 0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1479                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1480                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1481                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1482                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1483                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1484                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1485                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1486                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1487                                  0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1488                plot_spectra_level(100) = 999999
1489
1490    REAL    ::  time_to_start_sp = 0.0
1491
1492    SAVE
1493
1494 END MODULE spectrum
1495
1496
1497
1498
1499 MODULE statistics
1500
1501!------------------------------------------------------------------------------!
1502! Description:
1503! ------------
1504! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1505!------------------------------------------------------------------------------!
1506
1507    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1508    INTEGER ::  pr_palm = 80, statistic_regions = 0
1509    INTEGER ::  u_max_ijk(3), v_max_ijk(3), w_max_ijk(3)
1510    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1511    REAL ::     u_max, v_max, w_max
1512    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l,   &
1513                                              weight_substep, weight_pres
1514    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value, &
1515                                              sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, &
1516                                              sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,   &
1517                                              sums_ws2_ws_l,                  &
1518                                              sums_wspts_ws_l,                &
1519                                              sums_wssas_ws_l,sums_wsqs_ws_l
1520    REAL, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1521                                              spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1522                                              sums_up_fraction_l
1523    REAL, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1524
1525    SAVE
1526
1527 END MODULE statistics
1528
1529
1530
1531
1532 MODULE transpose_indices
1533
1534!------------------------------------------------------------------------------!
1535! Description:
1536! ------------
1537! Definition of indices for transposed arrays
1538!------------------------------------------------------------------------------!
1539
1540    INTEGER ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_ya, nxr_yd, nxr_yda, nxr_z, &
1541                nxr_za, nyn_x, nyn_xa, nyn_z, nyn_za, nys_x, nys_z, nzb_x,   &
1542                nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_xa, nzt_y, nzt_ya, nzt_yd, nzt_yda
1543               
1544
1545    SAVE
1546
1547 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.