source: palm/trunk/SOURCE/netcdf_data_input_mod.f90 @ 3655

Last change on this file since 3655 was 3655, checked in by knoop, 3 years ago

Bugfix: made "unit" and "found" intend INOUT in module interface subroutines + automatic copyright update

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 268.6 KB
Line 
1!> @file netcdf_data_input_mod.f90
2!------------------------------------------------------------------------------!
3! This file is part of the PALM model system.
4!
5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the
6! terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
7! Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later
8! version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2019 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: netcdf_data_input_mod.f90 3655 2019-01-07 16:51:22Z knoop $
27! unused variables removed
28!
29! 3560 2018-11-23 09:20:21Z raasch
30! Some formatting adjustment
31!
32! 3556 2018-11-22 14:11:57Z suehring
33! variables documented and unused variables removed
34!
35! 3552 2018-11-22 10:28:35Z suehring
36! Revise ghost point exchange and resizing of input variables
37!
38! 3542 2018-11-20 17:04:13Z suehring
39! - read optional attributes from file
40! - set default origin_time
41!
42! 3518 2018-11-12 18:10:23Z suehring
43! Additional checks
44!
45! 3516 2018-11-12 15:49:39Z gronemeier
46! bugfix: - difference in z coordinate between file and PALM must be <1e-6
47!         - output of error 553 for all PEs
48!
49! 3498 2018-11-07 10:53:03Z gronemeier
50! Bugfix: print error message by processor which encounters the error
51!
52! 3485 2018-11-03 17:09:40Z gronemeier
53! - get central meridian from origin_lon if crs does not exist
54! - set default origin_lon to 0
55!
56! 3483 2018-11-02 14:19:26Z raasch
57! bugfix: misplaced directives for netCDF fixed
58!
59! 3474 2018-10-30 21:07:39Z kanani
60! Add UV exposure model input (Schrempf)
61!
62! 3472 2018-10-30 20:43:50Z suehring
63! Salsa implemented
64!
65! 3464 2018-10-30 18:08:55Z kanani
66! Define coordinate reference system (crs) and read from input dataset
67! Revise default values for reference coordinates
68!
69! 3459 2018-10-30 15:04:11Z gronemeier
70! from chemistry branch r3443, banzhafs, Russo:
71! Uncommented lines on dimension of surface_fractions
72! Removed par_emis_time_factor variable, moved to chem_emissions_mod
73! Initialized nspec and other emission variables at time of declaration
74! Modified EXPERT mode to PRE-PROCESSED mode
75! Introduced Chemistry static netcdf file
76! Added the routine for reading-in netcdf data for chemistry
77! Added routines to get_variable interface specific for chemistry files
78!
79! 3429 2018-10-25 13:04:23Z knoop
80! add default values of origin_x/y/z
81!
82! 3404 2018-10-23 13:29:11Z suehring
83! Consider time-dependent geostrophic wind components in offline nesting
84!
85! 3376 2018-10-19 10:15:32Z suehring
86! Additional check for consistent building initialization implemented
87!
88! 3347 2018-10-15 14:21:08Z suehring
89! Subroutine renamed
90!
91! 3257 2018-09-17 17:11:46Z suehring
92! (from branch resler)
93! Formatting
94!
95! 3298 2018-10-02 12:21:11Z kanani
96! Modified EXPERT mode to PRE-PROCESSED mode (Russo)
97! Introduced Chemistry static netcdf file (Russo)
98! Added the routine for reading-in netcdf data for chemistry (Russo)
99! Added routines to get_variable interface specific for chemistry files (Russo)
100!
101! 3257 2018-09-17 17:11:46Z suehring
102! Adjust checks for building_type and building_id, which is necessary after
103! topography filtering (building_type and id can be modified by the filtering).
104!
105! 3254 2018-09-17 10:53:57Z suehring
106! Additional check for surface_fractions and and checks for building_id and
107! building_type extended.
108!
109! 3241 2018-09-12 15:02:00Z raasch
110! unused variables removed
111!
112! 3215 2018-08-29 09:58:59Z suehring
113! - Separate input of soil properties from input of atmospheric data. This
114!   enables input of soil properties also in child domains without any
115!   dependence on atmospheric input
116! - Check for missing initial 1D/3D data in dynamic input file
117! - Revise checks for matching grid spacing in model and input file
118! - Bugfix, add netcdf4_parallel directive for collective read operation
119! - Revise error message numbers
120!
121! 3209 2018-08-27 16:58:37Z suehring
122! Read zsoil dimension length only if soil variables are provided
123!
124! 3183 2018-07-27 14:25:55Z suehring
125! Adjust input of dynamic driver according to revised Inifor version.
126! Replace simulated_time by time_since_reference_point.
127! Rename variables in mesoscale-offline nesting mode.
128!
129! 3182 2018-07-27 13:36:03Z suehring
130! Slightly revise check for surface_fraction in order to check only the relevant
131! fractions
132!
133! 3103 2018-07-04 17:30:52Z suehring
134! New check for negative terrain heights
135!
136! 3089 2018-06-27 13:20:38Z suehring
137! Revise call for message routine in case of local data inconsistencies.
138!
139! 3054 2018-06-01 16:08:59Z gronemeier
140! Bugfix: force an MPI abort if errors occur while reading building heights
141! from ASCII file
142!
143! 3053 2018-06-01 12:59:07Z suehring
144! Revise checks for variable surface_fraction
145!
146! 3051 2018-05-30 17:43:55Z suehring
147! - Speed-up NetCDF input
148! - Revise input routines and remove NetCDF input via IO-blocks since this is
149!   not working in parallel mode in case blocking collective read operations
150!   are done
151! - Temporarily revoke renaming of input variables in dynamic driver (tend_ug,
152!   tend_vg, zsoil) in order to keep dynamic input file working with current
153!   model version
154! - More detailed error messages created
155!
156! 3045 2018-05-28 07:55:41Z Giersch
157! Error messages revised
158!
159! 3041 2018-05-25 10:39:54Z gronemeier
160! Add data type for global file attributes
161! Add read of global attributes of static driver
162!
163! 3037 2018-05-24 10:39:29Z gronemeier
164! renamed 'depth' to 'zsoil'
165!
166! 3036 2018-05-24 10:18:26Z gronemeier
167! Revision of input vars according to UC2 data standard
168!  - renamed 'orography_2D' to 'zt'
169!  - renamed 'buildings_2D' to 'buildings_2d'
170!  - renamed 'buildings_3D' to 'buildings_3d'
171!  - renamed 'leaf_are_density' to 'lad'
172!  - renamed 'basal_are_density' to 'bad'
173!  - renamed 'root_are_density_lad' to 'root_area_dens_r'
174!  - renamed 'root_are_density_lsm' to 'root_area_dens_s'
175!  - renamed 'ls_forcing_ug' to 'tend_ug'
176!  - renamed 'ls_forcing_vg' to 'tend_vg'
177!
178! 3019 2018-05-13 07:05:43Z maronga
179! Improved reading speed of large NetCDF files
180!
181! 2963 2018-04-12 14:47:44Z suehring
182! - Revise checks for static input variables.
183! - Introduce index for vegetation/wall, pavement/green-wall and water/window
184!   surfaces, for clearer access of surface fraction, albedo, emissivity, etc. .
185!
186! 2958 2018-04-11 15:38:13Z suehring
187! Synchronize longitude and latitude between nested model domains, values are
188! taken from the root model.
189!
190! 2955 2018-04-09 15:14:01Z suehring
191! Extend checks for consistent setting of buildings, its ID and type.
192! Add log-points to measure CPU time of NetCDF data input.
193!
194! 2953 2018-04-09 11:26:02Z suehring
195! Bugfix in checks for initialization data
196!
197! 2947 2018-04-04 18:01:41Z suehring
198! Checks for dynamic input revised
199!
200! 2946 2018-04-04 17:01:23Z suehring
201! Bugfix for revision 2945, perform checks only if dynamic input file is
202! available.
203!
204! 2945 2018-04-04 16:27:14Z suehring
205! - Mimic for topography input slightly revised, in order to enable consistency
206!   checks
207! - Add checks for dimensions in dynamic input file and move already existing
208!   checks
209!
210! 2938 2018-03-27 15:52:42Z suehring
211! Initial read of geostrophic wind components from dynamic driver.
212!
213! 2773 2018-01-30 14:12:54Z suehring
214! Revise checks for surface_fraction.
215!
216! 2925 2018-03-23 14:54:11Z suehring
217! Check for further inconsistent settings of surface_fractions.
218! Some messages slightly rephrased and error numbers renamed.
219!
220! 2898 2018-03-15 13:03:01Z suehring
221! Check if each building has a type. Further, check if dimensions in static
222! input file match the model dimensions.
223!
224! 2897 2018-03-15 11:47:16Z suehring
225! Relax restrictions for topography input, terrain and building heights can be
226! input separately and are not mandatory any more.
227!
228! 2874 2018-03-13 10:55:42Z knoop
229! Bugfix: wrong placement of netcdf cpp-macros fixed
230!
231! 2794 2018-02-07 14:09:43Z knoop
232! Check if 3D building input is consistent to numeric grid.
233!
234! 2773 2018-01-30 14:12:54Z suehring
235! - Enable initialization with 3D topography.
236! - Move check for correct initialization in nesting mode to check_parameters.
237!
238! 2772 2018-01-29 13:10:35Z suehring
239! Initialization of simulation independent on land-surface model.
240!
241! 2746 2018-01-15 12:06:04Z suehring
242! Read plant-canopy variables independently on land-surface model usage
243!
244! 2718 2018-01-02 08:49:38Z maronga
245! Corrected "Former revisions" section
246!
247! 2711 2017-12-20 17:04:49Z suehring
248! Rename subroutine close_file to avoid double-naming.
249!
250! 2700 2017-12-15 14:12:35Z suehring
251!
252! 2696 2017-12-14 17:12:51Z kanani
253! Initial revision (suehring)
254!
255!
256!
257!
258! Authors:
259! --------
260! @author Matthias Suehring
261!
262! Description:
263! ------------
264!> Modulue contains routines to input data according to Palm input data
265!> standart using dynamic and static input files.
266!> @todo - Chemistry: revise reading of netcdf file and ajdust formatting according to standard!!!
267!> @todo - Order input alphabetically
268!> @todo - Revise error messages and error numbers
269!> @todo - Input of missing quantities (chemical species, emission rates)
270!> @todo - Defninition and input of still missing variable attributes
271!> @todo - Input of initial geostrophic wind profiles with cyclic conditions.
272!------------------------------------------------------------------------------!
273 MODULE netcdf_data_input_mod
274
275    USE control_parameters,                                                    &
276        ONLY:  coupling_char, io_blocks, io_group
277
278    USE cpulog,                                                                &
279        ONLY:  cpu_log, log_point_s
280
281    USE indices,                                                               &
282        ONLY:  nbgp
283
284    USE kinds
285
286#if defined ( __netcdf )
287    USE NETCDF
288#endif
289
290    USE pegrid
291
292    USE surface_mod,                                                           &
293        ONLY:  ind_pav_green, ind_veg_wall, ind_wat_win
294!
295!-- Define type for dimensions.
296    TYPE dims_xy
297       INTEGER(iwp) :: nx                             !< dimension length in x
298       INTEGER(iwp) :: ny                             !< dimension length in y
299       INTEGER(iwp) :: nz                             !< dimension length in z
300       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: x       !< dimension array in x
301       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: y       !< dimension array in y
302       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: z       !< dimension array in z
303    END TYPE dims_xy
304!
305!-- Define data type for nesting in larger-scale models like COSMO.
306!-- Data type comprises u, v, w, pt, and q at lateral and top boundaries.
307    TYPE nest_offl_type
308
309       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names
310
311       INTEGER(iwp) ::  nt     !< number of time levels in dynamic input file
312       INTEGER(iwp) ::  nzu    !< number of vertical levels on scalar grid in dynamic input file
313       INTEGER(iwp) ::  nzw    !< number of vertical levels on w grid in dynamic input file
314       INTEGER(iwp) ::  tind   !< time index for reference time in mesoscale-offline nesting
315       INTEGER(iwp) ::  tind_p !< time index for following time in mesoscale-offline nesting
316
317       LOGICAL      ::  init         = .FALSE. !< flag indicating that offline nesting is already initialized
318
319       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  surface_pressure !< time dependent surface pressure
320       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  time             !< time levels in dynamic input file
321       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zu_atmos         !< vertical levels at scalar grid in dynamic input file
322       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zw_atmos         !< vertical levels at w grid in dynamic input file
323
324       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  ug         !< domain-averaged geostrophic component
325       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  vg         !< domain-averaged geostrophic component
326
327       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_left   !< u-component at left boundary
328       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  v_left   !< v-component at left boundary
329       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  w_left   !< w-component at left boundary
330       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_left   !< mixing ratio at left boundary
331       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_left  !< potentital temperautre at left boundary
332
333       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_north  !< u-component at north boundary
334       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  v_north  !< v-component at north boundary
335       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  w_north  !< w-component at north boundary
336       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_north  !< mixing ratio at north boundary
337       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_north !< potentital temperautre at north boundary
338
339       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_right  !< u-component at right boundary
340       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  v_right  !< v-component at right boundary
341       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  w_right  !< w-component at right boundary
342       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_right  !< mixing ratio at right boundary
343       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_right !< potentital temperautre at right boundary
344
345       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_south  !< u-component at south boundary
346       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  v_south  !< v-component at south boundary
347       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  w_south  !< w-component at south boundary
348       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_south  !< mixing ratio at south boundary
349       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_south !< potentital temperautre at south boundary
350
351       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_top    !< u-component at top boundary
352       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  v_top    !< v-component at top boundary
353       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  w_top    !< w-component at top boundary
354       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_top    !< mixing ratio at top boundary
355       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_top   !< potentital temperautre at top boundary
356
357    END TYPE nest_offl_type
358
359    TYPE init_type
360
361       CHARACTER(LEN=23) ::  origin_time = '2000-01-01 00:00:00 +00' !< reference time of input data
362
363       INTEGER(iwp) ::  lod_msoil !< level of detail - soil moisture
364       INTEGER(iwp) ::  lod_pt    !< level of detail - pt
365       INTEGER(iwp) ::  lod_q     !< level of detail - q
366       INTEGER(iwp) ::  lod_tsoil !< level of detail - soil temperature
367       INTEGER(iwp) ::  lod_u     !< level of detail - u-component
368       INTEGER(iwp) ::  lod_v     !< level of detail - v-component
369       INTEGER(iwp) ::  lod_w     !< level of detail - w-component
370       INTEGER(iwp) ::  nx        !< number of scalar grid points along x in dynamic input file
371       INTEGER(iwp) ::  nxu       !< number of u grid points along x in dynamic input file
372       INTEGER(iwp) ::  ny        !< number of scalar grid points along y in dynamic input file
373       INTEGER(iwp) ::  nyv       !< number of v grid points along y in dynamic input file
374       INTEGER(iwp) ::  nzs       !< number of vertical soil levels in dynamic input file
375       INTEGER(iwp) ::  nzu       !< number of vertical levels on scalar grid in dynamic input file
376       INTEGER(iwp) ::  nzw       !< number of vertical levels on w grid in dynamic input file
377
378       LOGICAL ::  from_file_msoil  = .FALSE. !< flag indicating whether soil moisture is already initialized from file
379       LOGICAL ::  from_file_pt     = .FALSE. !< flag indicating whether pt is already initialized from file
380       LOGICAL ::  from_file_q      = .FALSE. !< flag indicating whether q is already initialized from file
381       LOGICAL ::  from_file_tsoil  = .FALSE. !< flag indicating whether soil temperature is already initialized from file
382       LOGICAL ::  from_file_u      = .FALSE. !< flag indicating whether u is already initialized from file
383       LOGICAL ::  from_file_ug     = .FALSE. !< flag indicating whether ug is already initialized from file
384       LOGICAL ::  from_file_v      = .FALSE. !< flag indicating whether v is already initialized from file
385       LOGICAL ::  from_file_vg     = .FALSE. !< flag indicating whether ug is already initialized from file
386       LOGICAL ::  from_file_w      = .FALSE. !< flag indicating whether w is already initialized from file
387
388       REAL(wp) ::  fill_msoil              !< fill value for soil moisture
389       REAL(wp) ::  fill_pt                 !< fill value for pt
390       REAL(wp) ::  fill_q                  !< fill value for q
391       REAL(wp) ::  fill_tsoil              !< fill value for soil temperature
392       REAL(wp) ::  fill_u                  !< fill value for u
393       REAL(wp) ::  fill_v                  !< fill value for v
394       REAL(wp) ::  fill_w                  !< fill value for w
395       REAL(wp) ::  latitude = 0.0_wp       !< latitude of the lower left corner
396       REAL(wp) ::  longitude = 0.0_wp      !< longitude of the lower left corner
397       REAL(wp) ::  origin_x = 500000.0_wp  !< UTM easting of the lower left corner
398       REAL(wp) ::  origin_y = 0.0_wp       !< UTM northing of the lower left corner
399       REAL(wp) ::  origin_z = 0.0_wp       !< reference height of input data
400       REAL(wp) ::  rotation_angle = 0.0_wp !< rotation angle of input data
401
402       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  msoil_1d     !< initial vertical profile of soil moisture
403       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  pt_init      !< initial vertical profile of pt
404       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  q_init       !< initial vertical profile of q
405       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  tsoil_1d     !< initial vertical profile of soil temperature
406       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  u_init       !< initial vertical profile of u
407       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ug_init      !< initial vertical profile of ug
408       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  v_init       !< initial vertical profile of v
409       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  vg_init      !< initial vertical profile of ug
410       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  w_init       !< initial vertical profile of w
411       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  z_soil       !< vertical levels in soil in dynamic input file, used for interpolation
412       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zu_atmos     !< vertical levels at scalar grid in dynamic input file, used for interpolation
413       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zw_atmos     !< vertical levels at w grid in dynamic input file, used for interpolation
414
415
416       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  msoil_3d !< initial 3d soil moisture provide by Inifor and interpolated onto soil grid
417       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  tsoil_3d !< initial 3d soil temperature provide by Inifor and interpolated onto soil grid
418
419    END TYPE init_type
420
421!-- Data type for the general information of chemistry emissions, do not dependent on the particular chemical species
422    TYPE chem_emis_att_type
423
424       !-DIMENSIONS
425       INTEGER(iwp)                                 :: nspec=0                   !< number of chem species for which emission values are provided
426       INTEGER(iwp)                                 :: ncat=0                    !< number of emission categories
427       INTEGER(iwp)                                 :: nvoc=0                    !< number of VOCs components
428       INTEGER(iwp)                                 :: npm=0                     !< number of PMs components
429       INTEGER(iwp)                                 :: nnox=2                    !< number of NOx components: NO and NO2
430       INTEGER(iwp)                                 :: nsox=2                    !< number of SOx components: SO and SO4
431       INTEGER(iwp)                                 :: nhoursyear                !< number of hours of a specific year in the HOURLY mode
432                                                                                 !  of the default mode
433       INTEGER(iwp)                                 :: nmonthdayhour             !< number of month days and hours in the MDH mode
434                                                                                 !  of the default mode
435       INTEGER(iwp)                                 :: dt_emission               !< Number of emissions timesteps for one year
436                                                                                 !  in the pre-processed emissions case
437       !-- 1d emission input variables
438       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: pm_name                   !< Names of PMs components
439       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: cat_name                  !< Emission categories names
440       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: species_name              !< Names of emission chemical species
441       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: voc_name                  !< Names of VOCs components
442       CHARACTER (LEN=25)                           :: units                     !< Units
443
444       INTEGER(iwp)                                 :: i_hour                    !< indices for assigning the emission values at different timesteps
445       INTEGER(iwp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:)       :: cat_index                 !< Index of emission categories
446       INTEGER(iwp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:)       :: species_index             !< Index of emission chem species
447
448       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:)           :: xm                        !< Molecular masses of emission chem species
449
450       !-- 2d emission input variables
451       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: hourly_emis_time_factor   !< Time factors for HOURLY emissions (DEFAULT mode)
452       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: mdh_emis_time_factor      !< Time factors for MDH emissions (DEFAULT mode)
453       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: nox_comp                  !< Composition of NO and NO2
454       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: sox_comp                  !< Composition of SO2 and SO4
455       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: voc_comp                  !< Composition of different VOC components (number not fixed)
456
457       !-- 3d emission input variables
458       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:)       :: pm_comp                   !< Composition of different PMs components (number not fixed)
459 
460    END TYPE chem_emis_att_type
461
462
463!-- Data type for the values of chemistry emissions ERUSSO
464    TYPE chem_emis_val_type
465
466       !REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: stack_height              !< stack height
467
468       !-- 3d emission input variables
469       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:)     :: default_emission_data     !< Input Values emissions DEFAULT mode
470
471       !-- 4d emission input variables
472       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:)   :: preproc_emission_data      !< Input Values emissions PRE-PROCESSED mode
473
474    END TYPE chem_emis_val_type
475
476!
477!-- Define data structures for different input data types.
478!-- 8-bit Integer 2D
479    TYPE int_2d_8bit
480       INTEGER(KIND=1) ::  fill = -127                      !< fill value
481       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var !< respective variable
482
483       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
484    END TYPE int_2d_8bit
485!
486!-- 8-bit Integer 3D
487    TYPE int_3d_8bit
488       INTEGER(KIND=1) ::  fill = -127                           !< fill value
489       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_3d !< respective variable
490
491       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
492    END TYPE int_3d_8bit
493!
494!-- 32-bit Integer 2D
495    TYPE int_2d_32bit
496       INTEGER(iwp) ::  fill = -9999                      !< fill value
497       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var  !< respective variable
498
499       LOGICAL ::  from_file = .FALSE. !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
500    END TYPE int_2d_32bit
501
502!
503!-- Define data type to read 2D real variables
504    TYPE real_2d
505       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
506
507       REAL(wp) ::  fill = -9999.9_wp                !< fill value
508       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var !< respective variable
509    END TYPE real_2d
510
511!
512!-- Define data type to read 3D real variables
513    TYPE real_3d
514       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
515
516       INTEGER(iwp) ::  nz   !< number of grid points along vertical dimension
517
518       REAL(wp) ::  fill = -9999.9_wp                  !< fill value
519       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var !< respective variable
520    END TYPE real_3d
521!
522!-- Define data structure where the dimension and type of the input depends
523!-- on the given level of detail.
524!-- For buildings, the input is either 2D float, or 3d byte.
525    TYPE build_in
526       INTEGER(iwp)    ::  lod = 1                               !< level of detail
527       INTEGER(KIND=1) ::  fill2 = -127                          !< fill value for lod = 2
528       INTEGER(iwp)    ::  nz                                    !< number of vertical layers in file
529       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_3d !< 3d variable (lod = 2)
530
531       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  z                 !< vertical coordinate for 3D building, used for consistency check
532
533       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
534
535       REAL(wp)                              ::  fill1 = -9999.9_wp !< fill values for lod = 1
536       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var_2d             !< 2d variable (lod = 1)
537    END TYPE build_in
538
539!
540!-- For soil_type, the input is either 2D or 3D one-byte integer.
541    TYPE soil_in
542       INTEGER(iwp)                                   ::  lod = 1      !< level of detail
543       INTEGER(KIND=1)                                ::  fill = -127  !< fill value for lod = 2
544       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  var_2d       !< 2d variable (lod = 1)
545       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_3d       !< 3d variable (lod = 2)
546
547       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
548    END TYPE soil_in
549
550!
551!-- Define data type for fractions between surface types
552    TYPE fracs
553       INTEGER(iwp)                            ::  nf             !< total number of fractions
554       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nfracs         !< dimension array for fraction
555
556       LOGICAL ::  from_file = .FALSE. !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
557
558       REAL(wp)                                ::  fill = -9999.9_wp !< fill value
559       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  frac              !< respective fraction between different surface types
560    END TYPE fracs
561!
562!-- Data type for parameter lists, Depending on the given level of detail,
563!-- the input is 3D or 4D
564    TYPE pars
565       INTEGER(iwp)                            ::  lod = 1         !< level of detail
566       INTEGER(iwp)                            ::  np              !< total number of parameters
567       INTEGER(iwp)                            ::  nz              !< vertical dimension - number of soil layers
568       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  layers          !< dimension array for soil layers
569       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  pars            !< dimension array for parameters
570
571       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
572
573       REAL(wp)                                  ::  fill = -9999.9_wp !< fill value
574       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  pars_xy           !< respective parameters, level of detail = 1
575       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  pars_xyz          !< respective parameters, level of detail = 2
576    END TYPE pars
577!
578!-- Define type for global file attributes
579!-- Please refer to the PALM data standard for a detailed description of each
580!-- attribute.
581    TYPE global_atts_type
582       CHARACTER(LEN=12 ) ::  acronym                            !< acronym of institution
583       CHARACTER(LEN=7)   ::  acronym_char = 'acronym'           !< name of attribute
584       CHARACTER(LEN=200) ::  author                             !< first name, last name, email adress
585       CHARACTER(LEN=6)   ::  author_char = 'author'             !< name of attribute
586       CHARACTER(LEN=12 ) ::  campaign = 'PALM-4U'               !< name of campaign
587       CHARACTER(LEN=8)   ::  campaign_char = 'campaign'         !< name of attribute
588       CHARACTER(LEN=200) ::  comment                            !< comment to data
589       CHARACTER(LEN=7)   ::  comment_char = 'comment'           !< name of attribute
590       CHARACTER(LEN=200) ::  contact_person                     !< first name, last name, email adress
591       CHARACTER(LEN=14)  ::  contact_person_char = 'contact_person'  !< name of attribute
592       CHARACTER(LEN=200) ::  conventions = 'CF-1.7'             !< netCDF convention
593       CHARACTER(LEN=11)  ::  conventions_char = 'Conventions'   !< name of attribute
594       CHARACTER(LEN=23 ) ::  creation_time                      !< creation time of data set
595       CHARACTER(LEN=13)  ::  creation_time_char = 'creation_time'  !< name of attribute
596       CHARACTER(LEN=16 ) ::  data_content                       !< content of data set
597       CHARACTER(LEN=12)  ::  data_content_char = 'data_content' !< name of attribute
598       CHARACTER(LEN=200) ::  dependencies                       !< dependencies of data set
599       CHARACTER(LEN=12)  ::  dependencies_char = 'dependencies' !< name of attribute
600       CHARACTER(LEN=200) ::  history                            !< information about data processing
601       CHARACTER(LEN=7)   ::  history_char = 'history'           !< name of attribute
602       CHARACTER(LEN=200) ::  institution                        !< name of responsible institution
603       CHARACTER(LEN=11)  ::  institution_char = 'institution'   !< name of attribute
604       CHARACTER(LEN=200) ::  keywords                           !< keywords of data set
605       CHARACTER(LEN=8)   ::  keywords_char = 'keywords'         !< name of attribute
606       CHARACTER(LEN=200) ::  licence                            !< licence of data set
607       CHARACTER(LEN=7)   ::  licence_char = 'licence'           !< name of attribute
608       CHARACTER(LEN=200) ::  location                           !< place which refers to data set
609       CHARACTER(LEN=8)   ::  location_char = 'location'         !< name of attribute
610       CHARACTER(LEN=10)  ::  origin_lat_char = 'origin_lat'     !< name of attribute
611       CHARACTER(LEN=10)  ::  origin_lon_char = 'origin_lon'     !< name of attribute
612       CHARACTER(LEN=23 ) ::  origin_time = '2000-01-01 00:00:00 +00'  !< reference time
613       CHARACTER(LEN=11)  ::  origin_time_char = 'origin_time'   !< name of attribute
614       CHARACTER(LEN=8)   ::  origin_x_char = 'origin_x'         !< name of attribute
615       CHARACTER(LEN=8)   ::  origin_y_char = 'origin_y'         !< name of attribute
616       CHARACTER(LEN=8)   ::  origin_z_char = 'origin_z'         !< name of attribute
617       CHARACTER(LEN=12)  ::  palm_version_char = 'palm_version' !< name of attribute
618       CHARACTER(LEN=200) ::  references                         !< literature referring to data set
619       CHARACTER(LEN=10)  ::  references_char = 'references'     !< name of attribute
620       CHARACTER(LEN=14)  ::  rotation_angle_char = 'rotation_angle'  !< name of attribute
621       CHARACTER(LEN=12 ) ::  site                               !< name of model domain
622       CHARACTER(LEN=4)   ::  site_char = 'site'                 !< name of attribute
623       CHARACTER(LEN=200) ::  source                             !< source of data set
624       CHARACTER(LEN=6)   ::  source_char = 'source'             !< name of attribute
625       CHARACTER(LEN=200) ::  title                              !< title of data set
626       CHARACTER(LEN=5)   ::  title_char = 'title'               !< name of attribute
627       CHARACTER(LEN=7)   ::  version_char = 'version'           !< name of attribute
628
629       INTEGER(iwp) ::  version              !< version of data set
630
631       REAL(wp) ::  origin_lat               !< latitude of lower left corner
632       REAL(wp) ::  origin_lon               !< longitude of lower left corner
633       REAL(wp) ::  origin_x                 !< easting (UTM coordinate) of lower left corner
634       REAL(wp) ::  origin_y                 !< northing (UTM coordinate) of lower left corner
635       REAL(wp) ::  origin_z                 !< reference height
636       REAL(wp) ::  palm_version             !< PALM version of data set
637       REAL(wp) ::  rotation_angle           !< rotation angle of coordinate system of data set
638    END TYPE global_atts_type
639!
640!-- Define type for coordinate reference system (crs)
641    TYPE crs_type
642       CHARACTER(LEN=200) ::  epsg_code = 'EPSG:25831'                   !< EPSG code
643       CHARACTER(LEN=200) ::  grid_mapping_name = 'transverse_mercator'  !< name of grid mapping
644       CHARACTER(LEN=200) ::  long_name = 'coordinate reference system'  !< name of variable crs
645       CHARACTER(LEN=200) ::  units = 'm'                                !< unit of crs
646
647       REAL(wp) ::  false_easting = 500000.0_wp                  !< false easting
648       REAL(wp) ::  false_northing = 0.0_wp                      !< false northing
649       REAL(wp) ::  inverse_flattening = 298.257223563_wp        !< 1/f (default for WGS84)
650       REAL(wp) ::  latitude_of_projection_origin = 0.0_wp       !< latitude of projection origin
651       REAL(wp) ::  longitude_of_central_meridian = 3.0_wp       !< longitude of central meridian of UTM zone (default: zone 31)
652       REAL(wp) ::  longitude_of_prime_meridian = 0.0_wp         !< longitude of prime meridian
653       REAL(wp) ::  scale_factor_at_central_meridian = 0.9996_wp !< scale factor of UTM coordinates
654       REAL(wp) ::  semi_major_axis = 6378137.0_wp               !< length of semi major axis (default for WGS84)
655    END TYPE crs_type
656
657!
658!-- Define variables
659    TYPE(crs_type)   ::  coord_ref_sys  !< coordinate reference system
660
661    TYPE(dims_xy)    ::  dim_static     !< data structure for x, y-dimension in static input file
662
663    TYPE(nest_offl_type) ::  nest_offl  !< data structure for data input at lateral and top boundaries (provided by Inifor) 
664
665    TYPE(init_type) ::  init_3d    !< data structure for the initialization of the 3D flow and soil fields
666    TYPE(init_type) ::  init_model !< data structure for the initialization of the model
667
668!
669!-- Define 2D variables of type NC_BYTE
670    TYPE(int_2d_8bit)  ::  albedo_type_f     !< input variable for albedo type
671    TYPE(int_2d_8bit)  ::  building_type_f   !< input variable for building type
672    TYPE(int_2d_8bit)  ::  pavement_type_f   !< input variable for pavenment type
673    TYPE(int_2d_8bit)  ::  street_crossing_f !< input variable for water type
674    TYPE(int_2d_8bit)  ::  street_type_f     !< input variable for water type
675    TYPE(int_2d_8bit)  ::  vegetation_type_f !< input variable for vegetation type
676    TYPE(int_2d_8bit)  ::  water_type_f      !< input variable for water type
677!
678!-- Define 3D variables of type NC_BYTE
679    TYPE(int_3d_8bit)  ::  building_obstruction_f    !< input variable for building obstruction
680    TYPE(int_3d_8bit)  ::  building_obstruction_full !< input variable for building obstruction
681!
682!-- Define 2D variables of type NC_INT
683    TYPE(int_2d_32bit) ::  building_id_f     !< input variable for building ID
684!
685!-- Define 2D variables of type NC_FLOAT
686    TYPE(real_2d) ::  terrain_height_f       !< input variable for terrain height
687    TYPE(real_2d) ::  uvem_irradiance_f      !< input variable for uvem irradiance lookup table
688    TYPE(real_2d) ::  uvem_integration_f     !< input variable for uvem integration
689!
690!-- Define 3D variables of type NC_FLOAT
691    TYPE(real_3d) ::  basal_area_density_f    !< input variable for basal area density - resolved vegetation
692    TYPE(real_3d) ::  leaf_area_density_f     !< input variable for leaf area density - resolved vegetation
693    TYPE(real_3d) ::  root_area_density_lad_f !< input variable for root area density - resolved vegetation
694    TYPE(real_3d) ::  root_area_density_lsm_f !< input variable for root area density - parametrized vegetation
695    TYPE(real_3d) ::  uvem_radiance_f         !< input variable for uvem radiance lookup table
696    TYPE(real_3d) ::  uvem_projarea_f         !< input variable for uvem projection area lookup table
697!
698!-- Define input variable for buildings
699    TYPE(build_in) ::  buildings_f           !< input variable for buildings
700!
701!-- Define input variables for soil_type
702    TYPE(soil_in)  ::  soil_type_f           !< input variable for soil type
703
704    TYPE(fracs) ::  surface_fraction_f       !< input variable for surface fraction
705
706    TYPE(pars)  ::  albedo_pars_f              !< input variable for albedo parameters
707    TYPE(pars)  ::  building_pars_f            !< input variable for building parameters
708    TYPE(pars)  ::  pavement_pars_f            !< input variable for pavement parameters
709    TYPE(pars)  ::  pavement_subsurface_pars_f !< input variable for pavement parameters
710    TYPE(pars)  ::  soil_pars_f                !< input variable for soil parameters
711    TYPE(pars)  ::  vegetation_pars_f          !< input variable for vegetation parameters
712    TYPE(pars)  ::  water_pars_f               !< input variable for water parameters
713
714    TYPE(chem_emis_att_type)                             ::  chem_emis_att    !< Input Information of Chemistry Emission Data from netcdf 
715    TYPE(chem_emis_val_type), ALLOCATABLE, DIMENSION(:)  ::  chem_emis        !< Input Chemistry Emission Data from netcdf 
716
717    CHARACTER(LEN=3)  ::  char_lod  = 'lod'         !< name of level-of-detail attribute in NetCDF file
718
719    CHARACTER(LEN=10) ::  char_fill = '_FillValue'        !< name of fill value attribute in NetCDF file
720
721    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_static  = 'PIDS_STATIC'  !< Name of file which comprises static input data
722    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_dynamic = 'PIDS_DYNAMIC' !< Name of file which comprises dynamic input data
723    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_chem    = 'PIDS_CHEM'    !< Name of file which comprises chemistry input data
724    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_uvem    = 'PIDS_UVEM'    !< Name of file which comprises static uv_exposure model input data
725    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_vm      = 'PIDS_VM'      !< Name of file which comprises virtual measurement data
726
727    CHARACTER (LEN=25), ALLOCATABLE, DIMENSION(:)    ::  string_values  !< output of string variables read from netcdf input files
728
729    INTEGER(iwp)                                     ::  id_emis        !< NetCDF id of input file for chemistry emissions: TBD: It has to be removed
730
731    INTEGER(iwp) ::  nc_stat         !< return value of nf90 function call
732
733    LOGICAL ::  input_pids_static  = .FALSE.   !< Flag indicating whether Palm-input-data-standard file containing static information exists
734    LOGICAL ::  input_pids_dynamic = .FALSE.   !< Flag indicating whether Palm-input-data-standard file containing dynamic information exists
735    LOGICAL ::  input_pids_chem    = .FALSE.   !< Flag indicating whether Palm-input-data-standard file containing chemistry information exists
736    LOGICAL ::  input_pids_uvem    = .FALSE.   !< Flag indicating whether uv-expoure-model input file containing static information exists
737    LOGICAL ::  input_pids_vm      = .FALSE.   !< Flag indicating whether input file for virtual measurements exist
738
739    LOGICAL ::  collective_read = .FALSE.      !< Enable NetCDF collective read
740
741    TYPE(global_atts_type) ::  input_file_atts !< global attributes of input file
742
743    SAVE
744
745    PRIVATE
746
747    INTERFACE netcdf_data_input_interpolate
748       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_interpolate_1d
749       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_interpolate_1d_soil
750       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_interpolate_2d
751       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_interpolate_3d
752    END INTERFACE netcdf_data_input_interpolate
753
754    INTERFACE netcdf_data_input_check_dynamic
755       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_check_dynamic
756    END INTERFACE netcdf_data_input_check_dynamic
757
758    INTERFACE netcdf_data_input_check_static
759       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_check_static
760    END INTERFACE netcdf_data_input_check_static
761
762    INTERFACE netcdf_data_input_chemistry_data                       
763       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_chemistry_data
764    END INTERFACE netcdf_data_input_chemistry_data
765   
766    INTERFACE netcdf_data_input_get_dimension_length                       
767       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_get_dimension_length
768    END INTERFACE netcdf_data_input_get_dimension_length
769
770    INTERFACE netcdf_data_input_inquire_file
771       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_inquire_file
772    END INTERFACE netcdf_data_input_inquire_file
773
774    INTERFACE netcdf_data_input_init
775       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_init
776    END INTERFACE netcdf_data_input_init
777   
778    INTERFACE netcdf_data_input_att
779       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_int
780       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_real
781       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_string
782    END INTERFACE netcdf_data_input_att
783
784    INTERFACE netcdf_data_input_init_3d
785       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_init_3d
786    END INTERFACE netcdf_data_input_init_3d
787   
788    INTERFACE netcdf_data_input_init_lsm
789       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_init_lsm
790    END INTERFACE netcdf_data_input_init_lsm
791
792    INTERFACE netcdf_data_input_offline_nesting
793       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_offline_nesting
794    END INTERFACE netcdf_data_input_offline_nesting
795
796    INTERFACE netcdf_data_input_surface_data
797       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_surface_data
798    END INTERFACE netcdf_data_input_surface_data
799
800    INTERFACE netcdf_data_input_var
801       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_var_char
802       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_var_real_1d
803       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_var_real_2d
804    END INTERFACE netcdf_data_input_var
805
806    INTERFACE netcdf_data_input_uvem
807       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_uvem
808    END INTERFACE netcdf_data_input_uvem
809
810    INTERFACE get_variable
811       MODULE PROCEDURE get_variable_1d_char
812       MODULE PROCEDURE get_variable_1d_int
813       MODULE PROCEDURE get_variable_1d_real
814       MODULE PROCEDURE get_variable_2d_int8
815       MODULE PROCEDURE get_variable_2d_int32
816       MODULE PROCEDURE get_variable_2d_real
817       MODULE PROCEDURE get_variable_3d_int8
818       MODULE PROCEDURE get_variable_3d_real
819       MODULE PROCEDURE get_variable_3d_real_dynamic
820       MODULE PROCEDURE get_variable_4d_to_3d_real
821       MODULE PROCEDURE get_variable_4d_real
822       MODULE PROCEDURE get_variable_5d_to_4d_real
823       MODULE PROCEDURE get_variable_string       
824    END INTERFACE get_variable
825
826    INTERFACE get_variable_pr
827       MODULE PROCEDURE get_variable_pr
828    END INTERFACE get_variable_pr
829
830    INTERFACE get_attribute
831       MODULE PROCEDURE get_attribute_real
832       MODULE PROCEDURE get_attribute_int8
833       MODULE PROCEDURE get_attribute_int32
834       MODULE PROCEDURE get_attribute_string
835    END INTERFACE get_attribute
836
837!
838!-- Public variables
839    PUBLIC albedo_pars_f, albedo_type_f, basal_area_density_f, buildings_f,    &
840           building_id_f, building_pars_f, building_type_f,                    &
841           chem_emis, chem_emis_att, chem_emis_att_type, chem_emis_val_type,   &
842           coord_ref_sys,                                                      &
843           init_3d, init_model, input_file_atts, input_file_static,            &
844           input_pids_static,                                                  &
845           input_pids_dynamic, input_pids_vm, input_file_vm,                   &
846           leaf_area_density_f, nest_offl,                                     &
847           pavement_pars_f, pavement_subsurface_pars_f, pavement_type_f,       &
848           root_area_density_lad_f, root_area_density_lsm_f, soil_pars_f,      &
849           soil_type_f, street_crossing_f, street_type_f, surface_fraction_f,  &
850           terrain_height_f, vegetation_pars_f, vegetation_type_f,             &
851           water_pars_f, water_type_f
852!
853!-- Public uv exposure variables
854    PUBLIC building_obstruction_f, input_file_uvem, input_pids_uvem,           &
855           netcdf_data_input_uvem,                                             &
856           uvem_integration_f, uvem_irradiance_f,                              &
857           uvem_projarea_f, uvem_radiance_f
858
859!
860!-- Public subroutines
861    PUBLIC netcdf_data_input_check_dynamic, netcdf_data_input_check_static,    &
862           netcdf_data_input_chemistry_data,                                   &
863           netcdf_data_input_get_dimension_length,                             &
864           netcdf_data_input_inquire_file,                                     &
865           netcdf_data_input_init, netcdf_data_input_init_lsm,                 &
866           netcdf_data_input_init_3d, netcdf_data_input_att,                   &
867           netcdf_data_input_interpolate, netcdf_data_input_offline_nesting,   &
868           netcdf_data_input_surface_data, netcdf_data_input_topo,             &
869           netcdf_data_input_var, get_attribute, get_variable, open_read_file
870
871
872 CONTAINS
873
874!------------------------------------------------------------------------------!
875! Description:
876! ------------
877!> Inquires whether NetCDF input files according to Palm-input-data standard
878!> exist. Moreover, basic checks are performed.
879!------------------------------------------------------------------------------!
880    SUBROUTINE netcdf_data_input_inquire_file
881
882       USE control_parameters,                                                 &
883           ONLY:  topo_no_distinct
884
885       IMPLICIT NONE
886
887#if defined ( __netcdf )
888       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_static )   // TRIM( coupling_char ),   &
889                EXIST = input_pids_static  )
890       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_dynamic ) // TRIM( coupling_char ),    &
891                EXIST = input_pids_dynamic )
892       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_chem )    // TRIM( coupling_char ),    &
893                EXIST = input_pids_chem )
894       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_uvem ) // TRIM( coupling_char ),       &
895                EXIST = input_pids_uvem  )
896       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_vm )      // TRIM( coupling_char ),    &
897                EXIST = input_pids_vm )
898#endif
899
900!
901!--    As long as topography can be input via ASCII format, no distinction
902!--    between building and terrain can be made. This case, classify all
903!--    surfaces as default type. Same in case land-surface and urban-surface
904!--    model are not applied.
905       IF ( .NOT. input_pids_static )  THEN
906          topo_no_distinct = .TRUE.
907       ENDIF
908
909    END SUBROUTINE netcdf_data_input_inquire_file
910
911!------------------------------------------------------------------------------!
912! Description:
913! ------------
914!> Reads global attributes and coordinate reference system required for
915!> initialization of the model.
916!------------------------------------------------------------------------------!
917    SUBROUTINE netcdf_data_input_init
918
919       IMPLICIT NONE
920
921       INTEGER(iwp) ::  id_mod     !< NetCDF id of input file
922       INTEGER(iwp) ::  var_id_crs !< NetCDF id of variable crs
923
924       IF ( .NOT. input_pids_static )  RETURN
925
926#if defined ( __netcdf )
927!
928!--    Open file in read-only mode
929       CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                       &
930                            TRIM( coupling_char ), id_mod )
931!
932!--    Read global attributes
933       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_lat_char,            &
934                           input_file_atts%origin_lat, .TRUE. )
935
936       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_lon_char,            &
937                           input_file_atts%origin_lon, .TRUE. )
938
939       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_time_char,           &
940                           input_file_atts%origin_time, .TRUE. )
941
942       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_x_char,              &
943                           input_file_atts%origin_x, .TRUE. )
944
945       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_y_char,              &
946                           input_file_atts%origin_y, .TRUE. )
947
948       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_z_char,              &
949                           input_file_atts%origin_z, .TRUE. )
950
951       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%rotation_angle_char,        &
952                           input_file_atts%rotation_angle, .TRUE. )
953
954       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%author_char,                &
955                           input_file_atts%author, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
956       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%contact_person_char,        &
957                           input_file_atts%contact_person, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
958       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%institution_char,           &
959                           input_file_atts%institution,    .TRUE., no_abort=.FALSE. )
960       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%acronym_char,               &
961                           input_file_atts%acronym,        .TRUE., no_abort=.FALSE. )
962
963       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%campaign_char,              &
964                           input_file_atts%campaign, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
965       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%location_char,              &
966                           input_file_atts%location, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
967       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%site_char,                  &
968                           input_file_atts%site,     .TRUE., no_abort=.FALSE. )
969
970       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%source_char,                &
971                           input_file_atts%source,     .TRUE., no_abort=.FALSE. )
972       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%references_char,            &
973                           input_file_atts%references, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
974       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%keywords_char,              &
975                           input_file_atts%keywords,   .TRUE., no_abort=.FALSE. )
976       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%licence_char,               &
977                           input_file_atts%licence,    .TRUE., no_abort=.FALSE. )
978       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%comment_char,               &
979                           input_file_atts%comment,    .TRUE., no_abort=.FALSE. )
980!
981!--    Read coordinate reference system if available
982       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id_mod, 'crs', var_id_crs )
983       IF ( nc_stat == NF90_NOERR )  THEN
984          CALL get_attribute( id_mod, 'epsg_code',                             &
985                              coord_ref_sys%epsg_code,                         &
986                              .FALSE., 'crs' )
987          CALL get_attribute( id_mod, 'false_easting',                         &
988                              coord_ref_sys%false_easting,                     &
989                              .FALSE., 'crs' )
990          CALL get_attribute( id_mod, 'false_northing',                        &
991                              coord_ref_sys%false_northing,                    &
992                              .FALSE., 'crs' )
993          CALL get_attribute( id_mod, 'grid_mapping_name',                     &
994                              coord_ref_sys%grid_mapping_name,                 &
995                              .FALSE., 'crs' )
996          CALL get_attribute( id_mod, 'inverse_flattening',                    &
997                              coord_ref_sys%inverse_flattening,                &
998                              .FALSE., 'crs' )
999          CALL get_attribute( id_mod, 'latitude_of_projection_origin',         &
1000                              coord_ref_sys%latitude_of_projection_origin,     &
1001                              .FALSE., 'crs' )
1002          CALL get_attribute( id_mod, 'long_name',                             &
1003                              coord_ref_sys%long_name,                         &
1004                              .FALSE., 'crs' )
1005          CALL get_attribute( id_mod, 'longitude_of_central_meridian',         &
1006                              coord_ref_sys%longitude_of_central_meridian,     &
1007                              .FALSE., 'crs' )
1008          CALL get_attribute( id_mod, 'longitude_of_prime_meridian',           &
1009                              coord_ref_sys%longitude_of_prime_meridian,       &
1010                              .FALSE., 'crs' )
1011          CALL get_attribute( id_mod, 'scale_factor_at_central_meridian',      &
1012                              coord_ref_sys%scale_factor_at_central_meridian,  &
1013                              .FALSE., 'crs' )
1014          CALL get_attribute( id_mod, 'semi_major_axis',                       &
1015                              coord_ref_sys%semi_major_axis,                   &
1016                              .FALSE., 'crs' )
1017          CALL get_attribute( id_mod, 'units',                                 &
1018                              coord_ref_sys%units,                             &
1019                              .FALSE., 'crs' )
1020       ELSE
1021!
1022!--       Calculate central meridian from origin_lon
1023          coord_ref_sys%longitude_of_central_meridian = &
1024             CEILING( input_file_atts%origin_lon / 6.0_wp ) * 6.0_wp - 3.0_wp
1025       ENDIF
1026!
1027!--    Finally, close input file
1028       CALL close_input_file( id_mod )
1029#endif
1030!
1031!--    Copy latitude, longitude, origin_z, rotation angle on init type
1032       init_model%latitude        = input_file_atts%origin_lat
1033       init_model%longitude       = input_file_atts%origin_lon
1034       init_model%origin_time     = input_file_atts%origin_time 
1035       init_model%origin_x        = input_file_atts%origin_x
1036       init_model%origin_y        = input_file_atts%origin_y
1037       init_model%origin_z        = input_file_atts%origin_z 
1038       init_model%rotation_angle  = input_file_atts%rotation_angle 
1039           
1040!
1041!--    In case of nested runs, each model domain might have different longitude
1042!--    and latitude, which would result in different Coriolis parameters and
1043!--    sun-zenith angles. To avoid this, longitude and latitude in each model
1044!--    domain will be set to the values of the root model. Please note, this
1045!--    synchronization is required already here.
1046#if defined( __parallel )
1047       CALL MPI_BCAST( init_model%latitude,  1, MPI_REAL, 0,                   &
1048                       MPI_COMM_WORLD, ierr )
1049       CALL MPI_BCAST( init_model%longitude, 1, MPI_REAL, 0,                   &
1050                       MPI_COMM_WORLD, ierr )
1051#endif
1052
1053    END SUBROUTINE netcdf_data_input_init
1054   
1055!------------------------------------------------------------------------------!
1056! Description:
1057! ------------
1058!> Read an array of characters.
1059!------------------------------------------------------------------------------!
1060    SUBROUTINE netcdf_data_input_var_char( val, search_string, id_mod )
1061
1062       IMPLICIT NONE
1063
1064       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string     !< name of the variable
1065       CHARACTER(LEN=*), DIMENSION(:) ::  val !< variable which should be read
1066       
1067       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1068
1069#if defined ( __netcdf )
1070!
1071!--    Read variable
1072       CALL get_variable( id_mod, search_string, val )
1073#endif           
1074
1075    END SUBROUTINE netcdf_data_input_var_char
1076   
1077!------------------------------------------------------------------------------!
1078! Description:
1079! ------------
1080!> Read an 1D array of REAL values.
1081!------------------------------------------------------------------------------!
1082    SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_1d( val, search_string, id_mod )
1083
1084       IMPLICIT NONE
1085
1086       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string     !< name of the variable     
1087       
1088       INTEGER(iwp) ::  id_mod        !< NetCDF id of input file
1089       
1090       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  val !< variable which should be read
1091
1092#if defined ( __netcdf )
1093!
1094!--    Read variable
1095       CALL get_variable( id_mod, search_string, val )
1096#endif           
1097
1098    END SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_1d
1099   
1100!------------------------------------------------------------------------------!
1101! Description:
1102! ------------
1103!> Read an 1D array of REAL values.
1104!------------------------------------------------------------------------------!
1105    SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_2d( val, search_string,              &
1106                                              id_mod, d1s, d1e, d2s, d2e )
1107
1108       IMPLICIT NONE
1109
1110       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string     !< name of the variable     
1111       
1112       INTEGER(iwp) ::  id_mod  !< NetCDF id of input file
1113       INTEGER(iwp) ::  d1e     !< end index of first dimension to be read
1114       INTEGER(iwp) ::  d2e     !< end index of second dimension to be read
1115       INTEGER(iwp) ::  d1s     !< start index of first dimension to be read
1116       INTEGER(iwp) ::  d2s     !< start index of second dimension to be read
1117       
1118       REAL(wp), DIMENSION(:,:) ::  val !< variable which should be read
1119
1120#if defined ( __netcdf )
1121!
1122!--    Read character variable
1123       CALL get_variable( id_mod, search_string, val, d1s, d1e, d2s, d2e )
1124#endif           
1125
1126    END SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_2d
1127   
1128!------------------------------------------------------------------------------!
1129! Description:
1130! ------------
1131!> Read a global string attribute
1132!------------------------------------------------------------------------------!
1133    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_string( val, search_string, id_mod,       &
1134                                             input_file, global, openclose,    &
1135                                             variable_name )
1136
1137       IMPLICIT NONE
1138
1139       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1140       CHARACTER(LEN=*) ::  val           !< attribute
1141       
1142       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1143       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1144       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed 
1145       
1146       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1147       
1148       LOGICAL ::  global                 !< flag indicating a global or a variable's attribute
1149
1150#if defined ( __netcdf )
1151!
1152!--    Open file in read-only mode if necessary
1153       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1154          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1155                                  id_mod )
1156       ENDIF
1157!
1158!--    Read global attribute
1159       IF ( global )  THEN
1160          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1161!
1162!--    Read variable attribute
1163       ELSE
1164          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1165       ENDIF
1166!
1167!--    Close input file
1168       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1169#endif           
1170
1171    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_string
1172   
1173!------------------------------------------------------------------------------!
1174! Description:
1175! ------------
1176!> Read a global integer attribute
1177!------------------------------------------------------------------------------!
1178    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int( val, search_string, id_mod,          &
1179                                          input_file, global, openclose,       &
1180                                          variable_name )
1181
1182       IMPLICIT NONE
1183
1184       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1185       
1186       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1187       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1188       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1189       
1190       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1191       INTEGER(iwp) ::  val      !< value of the attribute
1192       
1193       LOGICAL ::  global        !< flag indicating a global or a variable's attribute
1194
1195#if defined ( __netcdf )
1196!
1197!--    Open file in read-only mode
1198       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1199          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1200                                  id_mod )
1201       ENDIF
1202!
1203!--    Read global attribute
1204       IF ( global )  THEN
1205          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1206!
1207!--    Read variable attribute
1208       ELSE
1209          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1210       ENDIF
1211!
1212!--    Finally, close input file
1213       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1214#endif           
1215
1216    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int
1217   
1218!------------------------------------------------------------------------------!
1219! Description:
1220! ------------
1221!> Read a global real attribute
1222!------------------------------------------------------------------------------!
1223    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_real( val, search_string, id_mod,         &
1224                                           input_file, global, openclose,      &
1225                                           variable_name )
1226
1227       IMPLICIT NONE
1228
1229       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1230       
1231       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1232       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1233       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1234       
1235       INTEGER(iwp) ::  id_mod            !< NetCDF id of input file
1236       
1237       LOGICAL ::  global                 !< flag indicating a global or a variable's attribute
1238       
1239       REAL(wp) ::  val                   !< value of the attribute
1240
1241#if defined ( __netcdf )
1242!
1243!--    Open file in read-only mode
1244       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1245          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1246                                  id_mod )
1247       ENDIF
1248!
1249!--    Read global attribute
1250       IF ( global )  THEN
1251          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1252!
1253!--    Read variable attribute
1254       ELSE
1255          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1256       ENDIF
1257!
1258!--    Finally, close input file
1259       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1260#endif           
1261
1262    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_real
1263
1264!------------------------------------------------------------------------------!
1265! Description:
1266! ------------
1267!> Reads Chemistry NETCDF Input data, such as emission values, emission species, etc. .
1268!------------------------------------------------------------------------------!
1269    SUBROUTINE netcdf_data_input_chemistry_data(emt_att,emt)
1270
1271       USE chem_modules,                                       &
1272           ONLY:  mode_emis, time_fac_type, surface_csflux_name
1273
1274       USE control_parameters,                                 &
1275           ONLY:  message_string
1276
1277       USE indices,                                            &
1278           ONLY:  nx, ny, nxl, nxr, nys, nyn
1279
1280       IMPLICIT NONE
1281
1282       TYPE(chem_emis_att_type), INTENT(INOUT)                                        :: emt_att
1283       TYPE(chem_emis_val_type), ALLOCATABLE, DIMENSION(:), INTENT(INOUT)             :: emt
1284   
1285       INTEGER(iwp)                                     :: ispec                 !< index for number of emission species in input
1286
1287       INTEGER(iwp)                                     :: num_vars              !< number of variables in netcdf input file
1288       INTEGER(iwp)                                     :: len_dims              !< Length of dimension
1289
1290       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:)          :: dum_var_3d            !< variable for storing temporary data of 3-dimensional
1291                                                                                 !  variables read from netcdf for chemistry emissions
1292
1293       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:)        :: dum_var_4d            !< variable for storing temporary data of 5-dimensional
1294                                                                                 !< variables read from netcdf for chemistry emissions
1295!--
1296       !> Start the processing of the data
1297       CALL location_message( 'starting allocation of chemistry emissions arrays', .FALSE. )
1298
1299       !> Parameterized mode of the emissions
1300       IF (TRIM(mode_emis)=="PARAMETERIZED" .OR. TRIM(mode_emis)=="parameterized") THEN
1301
1302           ispec=1
1303           emt_att%nspec=0
1304
1305          !number of species
1306           DO  WHILE (TRIM( surface_csflux_name( ispec ) ) /= 'novalue' )
1307
1308             emt_att%nspec=emt_att%nspec+1
1309             ispec=ispec+1
1310
1311           ENDDO
1312
1313          !-- allocate emission values data type arrays
1314          ALLOCATE(emt(emt_att%nspec))
1315
1316          !-- Read EMISSION SPECIES NAMES
1317
1318          !Assign values
1319          ALLOCATE(emt_att%species_name(emt_att%nspec))
1320 
1321         DO ispec=1,emt_att%nspec
1322            emt_att%species_name(ispec) = TRIM(surface_csflux_name(ispec))
1323         ENDDO
1324
1325
1326       !> DEFAULT AND PRE-PROCESSED MODE
1327       ELSE
1328
1329#if defined ( __netcdf )       
1330          IF ( .NOT. input_pids_chem )  RETURN
1331
1332          !-- Open file in read-only mode
1333          CALL open_read_file( TRIM( input_file_chem ) //                       &
1334                               TRIM( coupling_char ), id_emis )
1335          !-- inquire number of variables
1336          CALL inquire_num_variables( id_emis, num_vars )
1337
1338          !-- Get General Dimension Lengths: only number of species and number of categories.
1339          !                                  the other dimensions depend on the mode of the emissions or on the presence of specific components
1340          !nspecies
1341          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_emis, emt_att%nspec, 'nspecies' )
1342
1343 
1344          !-- Allocate emission values data type arrays
1345          ALLOCATE(emt(1:emt_att%nspec))
1346
1347
1348          !-- Read EMISSION SPECIES NAMES
1349          !Allocate Arrays
1350          ALLOCATE(emt_att%species_name(emt_att%nspec)) 
1351
1352          !Call get Variable
1353          CALL get_variable( id_emis, 'emission_name', string_values, emt_att%nspec )
1354          emt_att%species_name=string_values
1355          ! If allocated, Deallocate var_string, an array only used for reading-in strings
1356          IF (ALLOCATED(string_values)) DEALLOCATE(string_values) 
1357
1358          !-- Read EMISSION SPECIES INDEX
1359          !Allocate Arrays
1360          ALLOCATE(emt_att%species_index(emt_att%nspec))
1361          !Call get Variable
1362          CALL get_variable( id_emis, 'emission_index', emt_att%species_index )
1363
1364
1365          !-- Now the routine has to distinguish between DEFAULT and PRE-PROCESSED chemistry emission modes
1366
1367          IF (TRIM(mode_emis)=="DEFAULT" .OR. TRIM(mode_emis)=="default") THEN
1368 
1369             !number of categories
1370             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_emis, emt_att%ncat, 'ncat' )
1371
1372             !-- Read EMISSION CATEGORIES INDEX
1373             !Allocate Arrays
1374             ALLOCATE(emt_att%cat_index(emt_att%ncat))
1375             !Call get Variable
1376             CALL get_variable( id_emis, 'emission_cat_index', emt_att%cat_index )
1377
1378 
1379             DO ispec=1,emt_att%nspec
1380                !-- EMISSION_VOC_NAME (1-DIMENSIONAL)
1381                IF (TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="VOC" .OR. TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="voc") THEN
1382                   !Allocate Array
1383                   CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_emis, emt_att%nvoc, 'nvoc' )
1384                   ALLOCATE(emt_att%voc_name(1:emt_att%nvoc))
1385                   !Read-in Variable
1386                   CALL get_variable( id_emis,"emission_voc_name",string_values, emt_att%nvoc)
1387                   emt_att%voc_name=string_values
1388                   IF (ALLOCATED(string_values)) DEALLOCATE(string_values)
1389 
1390                !-- COMPOSITION VOC (2-DIMENSIONAL)
1391                   !Allocate Array
1392                   ALLOCATE(emt_att%voc_comp(1:emt_att%ncat,1:emt_att%nvoc))
1393                   !Read-in Variable
1394!               CALL get_variable(id_emis,"composition_voc",emt%voc_comp,1,1,emt%ncat,emt%nvoc)
1395                   CALL get_variable(id_emis,"composition_voc",emt_att%voc_comp,1,emt_att%ncat,1,emt_att%nvoc)
1396                ENDIF
1397
1398                !-- EMISSION_PM_NAME (1-DIMENSIONAL)
1399                IF (TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="PM" .OR. TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="pm") THEN
1400                   CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_emis, emt_att%npm, 'npm' )
1401                   ALLOCATE(emt_att%pm_name(1:emt_att%npm))
1402                   !Read-in Variable
1403                   CALL get_variable( id_emis,"pm_name",string_values, emt_att%npm)
1404                   emt_att%pm_name=string_values
1405                   IF (ALLOCATED(string_values)) DEALLOCATE(string_values)     
1406
1407                !-- COMPOSITION PM (3-DIMENSIONAL)
1408                   !Allocate
1409                   len_dims=3  !> number of PMs: PM1, PM2.5 and PM10
1410                   ALLOCATE(emt_att%pm_comp(1:emt_att%ncat,1:emt_att%npm,1:len_dims))
1411                   !Read-in Variable
1412                   CALL get_variable(id_emis,"composition_pm",emt_att%pm_comp,1,emt_att%ncat,1,emt_att%npm,1,len_dims)                   
1413                ENDIF
1414
1415                !-- COMPOSITION_NOX (2-DIMENSIONAL)
1416                IF (TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="NOx" .OR. TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="nox") THEN
1417                   !Allocate array
1418                   ALLOCATE(emt_att%nox_comp(1:emt_att%ncat,1:emt_att%nnox))
1419                   !Read-in Variable
1420                   CALL get_variable(id_emis,"composition_nox",emt_att%nox_comp,1,emt_att%ncat,1,emt_att%nnox)
1421                ENDIF
1422
1423                !-- COMPOSITION-SOX (2-DIMENSIONAL)
1424                IF (TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="SOx" .OR. TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="sox") THEN
1425                   ALLOCATE(emt_att%sox_comp(1:emt_att%ncat,1:emt_att%nsox))
1426                   !Read-in Variable
1427                   CALL get_variable(id_emis,"composition_sox",emt_att%sox_comp,1,emt_att%ncat,1,emt_att%nsox)
1428                ENDIF
1429             ENDDO !>ispec
1430
1431!-- For reading the emission time factors, the distinction between HOUR and MDH data is necessary
1432     
1433             !-- EMISSION_TIME_SCALING_FACTORS
1434                !-- HOUR   
1435             IF (TRIM(time_fac_type)=="HOUR" .OR. TRIM(time_fac_type)=="hour") THEN
1436                !-- Allocate Array
1437                CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_emis, emt_att%nhoursyear, 'nhoursyear' )
1438                ALLOCATE(emt_att%hourly_emis_time_factor(1:emt_att%ncat,1:emt_att%nhoursyear))
1439                !Read-in Variable
1440                CALL get_variable(id_emis,"emission_time_factors",emt_att%hourly_emis_time_factor,1,   &
1441                                  emt_att%ncat,1,emt_att%nhoursyear)
1442
1443                !-- MDH
1444             ELSE IF (TRIM(time_fac_type) == "MDH" .OR. TRIM(time_fac_type) == "mdh") THEN
1445                !-- Allocate Array
1446                CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_emis, emt_att%nmonthdayhour, 'nmonthdayhour' )
1447                ALLOCATE(emt_att%mdh_emis_time_factor(1:emt_att%ncat,1:emt_att%nmonthdayhour))
1448                !-- Read-in Variable
1449                CALL get_variable(id_emis,"emission_time_factors",emt_att%mdh_emis_time_factor,1,       &
1450                                  emt_att%ncat,1,emt_att%nmonthdayhour)
1451
1452             ELSE
1453
1454             message_string = 'We are in the DEFAULT chemistry emissions mode: '            //          &
1455                              '     !no time-factor type specified!'                        //          &
1456                              'Please, specify the value of time_fac_type:'                 //          &
1457                              '         either "MDH" or "HOUR"'                 
1458             CALL message( 'netcdf_data_input_chemistry_data', 'CM0200', 2, 2, 0, 6, 0 ) 
1459 
1460
1461             ENDIF
1462
1463             !-- Finally read-in the emission values and their units (DEFAULT mode)
1464
1465             DO ispec=1,emt_att%nspec
1466
1467                IF ( .NOT. ALLOCATED( emt(ispec)%default_emission_data ) )                              &
1468                    ALLOCATE(emt(ispec)%default_emission_data(1:emt_att%ncat,1:ny+1,1:nx+1))
1469
1470                ALLOCATE(dum_var_3d(1:emt_att%ncat,nys+1:nyn+1,nxl+1:nxr+1))
1471
1472                CALL get_variable(id_emis,"emission_values",dum_var_3d,ispec,1,emt_att%ncat,nys,nyn,nxl,nxr)         
1473
1474                emt(ispec)%default_emission_data(:,nys+1:nyn+1,nxl+1:nxr+1) =                           &
1475                    dum_var_3d(1:emt_att%ncat,nys+1:nyn+1,nxl+1:nxr+1)
1476
1477                DEALLOCATE (dum_var_3d)
1478
1479             ENDDO
1480
1481             !-- UNITS
1482             CALL get_attribute(id_emis,"units",emt_att%units,.FALSE.,"emission_values")
1483
1484
1485          !-- PRE-PROCESSED MODE --
1486
1487          ELSE IF (TRIM(mode_emis)=="PRE-PROCESSED" .OR. TRIM(mode_emis)=="pre-processed") THEN
1488          !-- In the PRE-PROCESSED mode, only the VOC names, the VOC_composition, the emission values and their units remain to be read at this point
1489
1490             DO ispec=1,emt_att%nspec
1491
1492             !-- EMISSION_VOC_NAME (1-DIMENSIONAL)
1493                IF (TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="VOC" .OR. TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="voc") THEN
1494                   !Allocate Array
1495                   CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_emis, emt_att%nvoc, 'nvoc' )
1496                   ALLOCATE(emt_att%voc_name(1:emt_att%nvoc))
1497                   !Read-in Variable
1498                   CALL get_variable( id_emis,"emission_voc_name",string_values, emt_att%nvoc)
1499                   emt_att%voc_name=string_values
1500                   IF (ALLOCATED(string_values)) DEALLOCATE(string_values)
1501 
1502             !-- COMPOSITION VOC (2-DIMENSIONAL)
1503                   !Allocate Array
1504                   ALLOCATE(emt_att%voc_comp(1:emt_att%ncat,1:emt_att%nvoc))
1505                   !Read-in Variable
1506                   CALL get_variable(id_emis,"composition_voc",emt_att%voc_comp,1,emt_att%ncat,1,emt_att%nvoc)
1507                ENDIF
1508 
1509             ENDDO !> ispec
1510
1511             !-- EMISSION_VALUES (4-DIMENSIONAL)
1512             !Calculate temporal dimension length
1513             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_emis, emt_att%dt_emission, 'time' )   
1514         
1515
1516             DO ispec=1,emt_att%nspec
1517
1518                !Allocation for the entire domain has to be done only for the first processor between all the subdomains     
1519                IF ( .NOT. ALLOCATED( emt(ispec)%preproc_emission_data ) )                              &
1520                    ALLOCATE(emt(ispec)%preproc_emission_data(emt_att%dt_emission,1,1:ny+1,1:nx+1))
1521
1522                !> allocate variable where to pass emission values read from netcdf
1523                ALLOCATE(dum_var_4d(1:emt_att%dt_emission,1,nys+1:nyn+1,nxl+1:nxr+1))
1524
1525                !Read-in Variable
1526                CALL get_variable(id_emis,"emission_values",dum_var_4d,ispec,1,emt_att%dt_emission,1,1,nys,nyn,nxl,nxr)         
1527
1528     
1529                emt(ispec)%preproc_emission_data(:,1,nys+1:nyn+1,nxl+1:nxr+1) =                         &
1530                      dum_var_4d(1:emt_att%dt_emission,1,nys+1:nyn+1,nxl+1:nxr+1)
1531
1532                DEALLOCATE ( dum_var_4d )
1533
1534             ENDDO
1535
1536             !-- UNITS
1537             CALL get_attribute(id_emis,"units",emt_att%units,.FALSE.,"emission_values")
1538       
1539          ENDIF
1540
1541       CALL close_input_file( id_emis )
1542
1543#endif
1544       ENDIF
1545
1546    END SUBROUTINE netcdf_data_input_chemistry_data
1547
1548!------------------------------------------------------------------------------!
1549! Description:
1550! ------------
1551!> Reads surface classification data, such as vegetation and soil type, etc. .
1552!------------------------------------------------------------------------------!
1553    SUBROUTINE netcdf_data_input_surface_data
1554
1555       USE control_parameters,                                                 &
1556           ONLY:  land_surface, plant_canopy, urban_surface
1557
1558       USE indices,                                                            &
1559           ONLY:  nbgp, nxl, nxr, nyn, nys
1560
1561
1562       IMPLICIT NONE
1563
1564       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names  !< variable names in static input file
1565
1566       INTEGER(iwp) ::  id_surf   !< NetCDF id of input file
1567       INTEGER(iwp) ::  k         !< running index along z-direction
1568       INTEGER(iwp) ::  k2        !< running index
1569       INTEGER(iwp) ::  num_vars  !< number of variables in input file
1570       INTEGER(iwp) ::  nz_soil   !< number of soil layers in file
1571
1572!
1573!--    If not static input file is available, skip this routine
1574       IF ( .NOT. input_pids_static )  RETURN
1575!
1576!--    Measure CPU time
1577       CALL cpu_log( log_point_s(82), 'NetCDF input', 'start' )
1578!
1579!--    Read plant canopy variables.
1580       IF ( plant_canopy )  THEN
1581#if defined ( __netcdf )
1582!
1583!--       Open file in read-only mode
1584          CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                    &
1585                               TRIM( coupling_char ) , id_surf )
1586!
1587!--       At first, inquire all variable names.
1588!--       This will be used to check whether an optional input variable
1589!--       exist or not.
1590          CALL inquire_num_variables( id_surf, num_vars )
1591
1592          ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
1593          CALL inquire_variable_names( id_surf, var_names )
1594
1595!
1596!--       Read leaf area density - resolved vegetation
1597          IF ( check_existence( var_names, 'lad' ) )  THEN
1598             leaf_area_density_f%from_file = .TRUE.
1599             CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
1600                                 leaf_area_density_f%fill,                     &
1601                                 .FALSE., 'lad' )
1602!
1603!--          Inquire number of vertical vegetation layer
1604             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,             &
1605                                                 leaf_area_density_f%nz,       &
1606                                                 'zlad' )
1607!
1608!--          Allocate variable for leaf-area density
1609             ALLOCATE( leaf_area_density_f%var( 0:leaf_area_density_f%nz-1,    &
1610                                                nys:nyn,nxl:nxr) )
1611
1612             CALL get_variable( id_surf, 'lad', leaf_area_density_f%var,       &
1613                                nxl, nxr, nys, nyn,                            &
1614                                0, leaf_area_density_f%nz-1 )
1615
1616          ELSE
1617             leaf_area_density_f%from_file = .FALSE.
1618          ENDIF
1619
1620!
1621!--       Read basal area density - resolved vegetation
1622          IF ( check_existence( var_names, 'bad' ) )  THEN
1623             basal_area_density_f%from_file = .TRUE.
1624             CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
1625                                 basal_area_density_f%fill,                    &
1626                                 .FALSE., 'bad' )
1627!
1628!--          Inquire number of vertical vegetation layer
1629             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,             &
1630                                                 basal_area_density_f%nz,      &
1631                                                 'zlad' )
1632!
1633!--          Allocate variable
1634             ALLOCATE( basal_area_density_f%var(0:basal_area_density_f%nz-1,   &
1635                                                nys:nyn,nxl:nxr) )
1636
1637             CALL get_variable( id_surf, 'bad', basal_area_density_f%var,      &
1638                                nxl, nxr, nys, nyn,                            &
1639                                0,  basal_area_density_f%nz-1 )
1640          ELSE
1641             basal_area_density_f%from_file = .FALSE.
1642          ENDIF
1643
1644!
1645!--       Read root area density - resolved vegetation
1646          IF ( check_existence( var_names, 'root_area_dens_r' ) )  THEN
1647             root_area_density_lad_f%from_file = .TRUE.
1648             CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
1649                                 root_area_density_lad_f%fill,                 &
1650                                 .FALSE., 'root_area_dens_r' )
1651!
1652!--          Inquire number of vertical soil layers
1653             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,             &
1654                                                   root_area_density_lad_f%nz, &
1655                                                  'zsoil' )
1656!
1657!--          Allocate variable
1658             ALLOCATE( root_area_density_lad_f%var                             &
1659                                         (0:root_area_density_lad_f%nz-1,      &
1660                                          nys:nyn,nxl:nxr) )
1661
1662             CALL get_variable( id_surf, 'root_area_dens_r',                   &
1663                                root_area_density_lad_f%var,                   &
1664                                nxl, nxr, nys, nyn,                            &
1665                                0,  root_area_density_lad_f%nz-1 )
1666          ELSE
1667             root_area_density_lad_f%from_file = .FALSE.
1668          ENDIF
1669!
1670!--       Finally, close input file
1671          CALL close_input_file( id_surf )
1672#endif
1673       ENDIF
1674!
1675!--    Deallocate variable list. Will be re-allocated in case further
1676!--    variables are read from file.
1677       IF ( ALLOCATED( var_names ) )  DEALLOCATE( var_names )
1678!
1679!--    Skip the following if no land-surface or urban-surface module are
1680!--    applied. This case, no one of the following variables is used anyway.
1681       IF (  .NOT. land_surface  .AND.  .NOT. urban_surface )  RETURN
1682
1683#if defined ( __netcdf )
1684!
1685!--    Open file in read-only mode
1686       CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                       &
1687                            TRIM( coupling_char ) , id_surf )
1688!
1689!--    Inquire all variable names.
1690!--    This will be used to check whether an optional input variable exist
1691!--    or not.
1692       CALL inquire_num_variables( id_surf, num_vars )
1693
1694       ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
1695       CALL inquire_variable_names( id_surf, var_names )
1696!
1697!--    Read vegetation type and required attributes
1698       IF ( check_existence( var_names, 'vegetation_type' ) )  THEN
1699          vegetation_type_f%from_file = .TRUE.
1700          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1701                              vegetation_type_f%fill,                          &
1702                              .FALSE., 'vegetation_type' )
1703
1704          ALLOCATE ( vegetation_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1705
1706          CALL get_variable( id_surf, 'vegetation_type',                       &
1707                             vegetation_type_f%var, nxl, nxr, nys, nyn )
1708       ELSE
1709          vegetation_type_f%from_file = .FALSE.
1710       ENDIF
1711
1712!
1713!--    Read soil type and required attributes
1714       IF ( check_existence( var_names, 'soil_type' ) )  THEN
1715             soil_type_f%from_file = .TRUE.
1716!
1717!--       Note, lod is currently not on file; skip for the moment
1718!           CALL get_attribute( id_surf, char_lod,                       &
1719!                                      soil_type_f%lod,                  &
1720!                                      .FALSE., 'soil_type' )
1721          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1722                              soil_type_f%fill,                                &
1723                              .FALSE., 'soil_type' )
1724
1725          IF ( soil_type_f%lod == 1 )  THEN
1726
1727             ALLOCATE ( soil_type_f%var_2d(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1728
1729             CALL get_variable( id_surf, 'soil_type', soil_type_f%var_2d,      &
1730                                nxl, nxr, nys, nyn )
1731
1732          ELSEIF ( soil_type_f%lod == 2 )  THEN
1733!
1734!--          Obtain number of soil layers from file.
1735             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf, nz_soil,    &
1736                                                          'zsoil' )
1737
1738             ALLOCATE ( soil_type_f%var_3d(0:nz_soil,nys:nyn,nxl:nxr) )
1739
1740             CALL get_variable( id_surf, 'soil_type', soil_type_f%var_3d,      &
1741                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, nz_soil )
1742 
1743          ENDIF
1744       ELSE
1745          soil_type_f%from_file = .FALSE.
1746       ENDIF
1747
1748!
1749!--    Read pavement type and required attributes
1750       IF ( check_existence( var_names, 'pavement_type' ) )  THEN
1751          pavement_type_f%from_file = .TRUE.
1752          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1753                              pavement_type_f%fill, .FALSE.,                   &
1754                              'pavement_type' )
1755
1756          ALLOCATE ( pavement_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1757
1758          CALL get_variable( id_surf, 'pavement_type', pavement_type_f%var,    &
1759                             nxl, nxr, nys, nyn )
1760       ELSE
1761          pavement_type_f%from_file = .FALSE.
1762       ENDIF
1763
1764!
1765!--    Read water type and required attributes
1766       IF ( check_existence( var_names, 'water_type' ) )  THEN
1767          water_type_f%from_file = .TRUE.
1768          CALL get_attribute( id_surf, char_fill, water_type_f%fill,           &
1769                              .FALSE., 'water_type' )
1770
1771          ALLOCATE ( water_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1772
1773          CALL get_variable( id_surf, 'water_type', water_type_f%var,          &
1774                             nxl, nxr, nys, nyn )
1775
1776       ELSE
1777          water_type_f%from_file = .FALSE.
1778       ENDIF
1779!
1780!--    Read relative surface fractions of vegetation, pavement and water.
1781       IF ( check_existence( var_names, 'surface_fraction' ) )  THEN
1782          surface_fraction_f%from_file = .TRUE.
1783          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1784                              surface_fraction_f%fill,                         &
1785                              .FALSE., 'surface_fraction' )
1786!
1787!--       Inquire number of surface fractions
1788          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
1789                                                       surface_fraction_f%nf,  &
1790                                                       'nsurface_fraction' )
1791!
1792!--       Allocate dimension array and input array for surface fractions
1793          ALLOCATE( surface_fraction_f%nfracs(0:surface_fraction_f%nf-1) )
1794          ALLOCATE( surface_fraction_f%frac(0:surface_fraction_f%nf-1,         &
1795                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
1796!
1797!--       Get dimension of surface fractions
1798          CALL get_variable( id_surf, 'nsurface_fraction',                     &
1799                             surface_fraction_f%nfracs )
1800!
1801!--       Read surface fractions
1802          CALL get_variable( id_surf, 'surface_fraction',                      &
1803                             surface_fraction_f%frac, nxl, nxr, nys, nyn,      &
1804                             0, surface_fraction_f%nf-1 )
1805       ELSE
1806          surface_fraction_f%from_file = .FALSE.
1807       ENDIF
1808!
1809!--    Read building parameters and related information
1810       IF ( check_existence( var_names, 'building_pars' ) )  THEN
1811          building_pars_f%from_file = .TRUE.
1812          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1813                              building_pars_f%fill,                            &
1814                              .FALSE., 'building_pars' )
1815!
1816!--       Inquire number of building parameters
1817          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
1818                                                       building_pars_f%np,     &
1819                                                       'nbuilding_pars' )
1820!
1821!--       Allocate dimension array and input array for building parameters
1822          ALLOCATE( building_pars_f%pars(0:building_pars_f%np-1) )
1823          ALLOCATE( building_pars_f%pars_xy(0:building_pars_f%np-1,            &
1824                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
1825!
1826!--       Get dimension of building parameters
1827          CALL get_variable( id_surf, 'nbuilding_pars',                        &
1828                             building_pars_f%pars )
1829!
1830!--       Read building_pars
1831          CALL get_variable( id_surf, 'building_pars',                         &
1832                             building_pars_f%pars_xy, nxl, nxr, nys, nyn,      &
1833                             0, building_pars_f%np-1 )
1834       ELSE
1835          building_pars_f%from_file = .FALSE.
1836       ENDIF
1837
1838!
1839!--    Read albedo type and required attributes
1840       IF ( check_existence( var_names, 'albedo_type' ) )  THEN
1841          albedo_type_f%from_file = .TRUE.
1842          CALL get_attribute( id_surf, char_fill, albedo_type_f%fill,          &
1843                              .FALSE.,  'albedo_type' )
1844
1845          ALLOCATE ( albedo_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1846         
1847          CALL get_variable( id_surf, 'albedo_type', albedo_type_f%var,        &
1848                             nxl, nxr, nys, nyn )
1849       ELSE
1850          albedo_type_f%from_file = .FALSE.
1851       ENDIF
1852!
1853!--    Read albedo parameters and related information
1854       IF ( check_existence( var_names, 'albedo_pars' ) )  THEN
1855          albedo_pars_f%from_file = .TRUE.
1856          CALL get_attribute( id_surf, char_fill, albedo_pars_f%fill,          &
1857                              .FALSE., 'albedo_pars' )
1858!
1859!--       Inquire number of albedo parameters
1860          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
1861                                                       albedo_pars_f%np,       &
1862                                                       'nalbedo_pars' )
1863!
1864!--       Allocate dimension array and input array for albedo parameters
1865          ALLOCATE( albedo_pars_f%pars(0:albedo_pars_f%np-1) )
1866          ALLOCATE( albedo_pars_f%pars_xy(0:albedo_pars_f%np-1,                &
1867                                          nys:nyn,nxl:nxr) )
1868!
1869!--       Get dimension of albedo parameters
1870          CALL get_variable( id_surf, 'nalbedo_pars', albedo_pars_f%pars )
1871
1872          CALL get_variable( id_surf, 'albedo_pars', albedo_pars_f%pars_xy,    &
1873                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
1874                             0, albedo_pars_f%np-1 )
1875       ELSE
1876          albedo_pars_f%from_file = .FALSE.
1877       ENDIF
1878
1879!
1880!--    Read pavement parameters and related information
1881       IF ( check_existence( var_names, 'pavement_pars' ) )  THEN
1882          pavement_pars_f%from_file = .TRUE.
1883          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1884                              pavement_pars_f%fill,                            &
1885                              .FALSE., 'pavement_pars' )
1886!
1887!--       Inquire number of pavement parameters
1888          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
1889                                                       pavement_pars_f%np,     &
1890                                                       'npavement_pars' )
1891!
1892!--       Allocate dimension array and input array for pavement parameters
1893          ALLOCATE( pavement_pars_f%pars(0:pavement_pars_f%np-1) )
1894          ALLOCATE( pavement_pars_f%pars_xy(0:pavement_pars_f%np-1,            &
1895                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
1896!
1897!--       Get dimension of pavement parameters
1898          CALL get_variable( id_surf, 'npavement_pars', pavement_pars_f%pars )
1899
1900          CALL get_variable( id_surf, 'pavement_pars', pavement_pars_f%pars_xy,&
1901                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
1902                             0, pavement_pars_f%np-1 )
1903       ELSE
1904          pavement_pars_f%from_file = .FALSE.
1905       ENDIF
1906
1907!
1908!--    Read pavement subsurface parameters and related information
1909       IF ( check_existence( var_names, 'pavement_subsurface_pars' ) )         &
1910       THEN
1911          pavement_subsurface_pars_f%from_file = .TRUE.
1912          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1913                              pavement_subsurface_pars_f%fill,                 &
1914                              .FALSE., 'pavement_subsurface_pars' )
1915!
1916!--       Inquire number of parameters
1917          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
1918                                                pavement_subsurface_pars_f%np, &
1919                                               'npavement_subsurface_pars' )
1920!
1921!--       Inquire number of soil layers
1922          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
1923                                                pavement_subsurface_pars_f%nz, &
1924                                                'zsoil' )
1925!
1926!--       Allocate dimension array and input array for pavement parameters
1927          ALLOCATE( pavement_subsurface_pars_f%pars                            &
1928                            (0:pavement_subsurface_pars_f%np-1) )
1929          ALLOCATE( pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz                        &
1930                            (0:pavement_subsurface_pars_f%np-1,                &
1931                             0:pavement_subsurface_pars_f%nz-1,                &
1932                             nys:nyn,nxl:nxr) )
1933!
1934!--       Get dimension of pavement parameters
1935          CALL get_variable( id_surf, 'npavement_subsurface_pars',             &
1936                             pavement_subsurface_pars_f%pars )
1937
1938          CALL get_variable( id_surf, 'pavement_subsurface_pars',              &
1939                             pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz,              &
1940                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
1941                             0, pavement_subsurface_pars_f%nz-1,               &
1942                             0, pavement_subsurface_pars_f%np-1 )
1943       ELSE
1944          pavement_subsurface_pars_f%from_file = .FALSE.
1945       ENDIF
1946
1947
1948!
1949!--    Read vegetation parameters and related information
1950       IF ( check_existence( var_names, 'vegetation_pars' ) )  THEN
1951          vegetation_pars_f%from_file = .TRUE.
1952          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1953                              vegetation_pars_f%fill,                          &
1954                              .FALSE.,  'vegetation_pars' )
1955!
1956!--       Inquire number of vegetation parameters
1957          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
1958                                                       vegetation_pars_f%np,   &
1959                                                       'nvegetation_pars' )
1960!
1961!--       Allocate dimension array and input array for surface fractions
1962          ALLOCATE( vegetation_pars_f%pars(0:vegetation_pars_f%np-1) )
1963          ALLOCATE( vegetation_pars_f%pars_xy(0:vegetation_pars_f%np-1,        &
1964                                              nys:nyn,nxl:nxr) )
1965!
1966!--       Get dimension of the parameters
1967          CALL get_variable( id_surf, 'nvegetation_pars',                      &
1968                             vegetation_pars_f%pars )
1969
1970          CALL get_variable( id_surf, 'vegetation_pars',                       &
1971                             vegetation_pars_f%pars_xy, nxl, nxr, nys, nyn,    &
1972                             0, vegetation_pars_f%np-1 )
1973       ELSE
1974          vegetation_pars_f%from_file = .FALSE.
1975       ENDIF
1976
1977!
1978!--    Read root parameters/distribution and related information
1979       IF ( check_existence( var_names, 'soil_pars' ) )  THEN
1980          soil_pars_f%from_file = .TRUE.
1981          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1982                              soil_pars_f%fill,                                &
1983                              .FALSE., 'soil_pars' )
1984
1985          CALL get_attribute( id_surf, char_lod,                               &
1986                              soil_pars_f%lod,                                 &
1987                              .FALSE., 'soil_pars' )
1988
1989!
1990!--       Inquire number of soil parameters
1991          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
1992                                                       soil_pars_f%np,         &
1993                                                       'nsoil_pars' )
1994!
1995!--       Read parameters array
1996          ALLOCATE( soil_pars_f%pars(0:soil_pars_f%np-1) )
1997          CALL get_variable( id_surf, 'nsoil_pars', soil_pars_f%pars )
1998
1999!
2000!--       In case of level of detail 2, also inquire number of vertical
2001!--       soil layers, allocate memory and read the respective dimension
2002          IF ( soil_pars_f%lod == 2 )  THEN
2003             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,             &
2004                                                          soil_pars_f%nz,      &
2005                                                          'zsoil' )
2006
2007             ALLOCATE( soil_pars_f%layers(0:soil_pars_f%nz-1) )
2008             CALL get_variable( id_surf, 'zsoil', soil_pars_f%layers )
2009
2010          ENDIF
2011
2012!
2013!--       Read soil parameters, depending on level of detail
2014          IF ( soil_pars_f%lod == 1 )  THEN
2015             ALLOCATE( soil_pars_f%pars_xy(0:soil_pars_f%np-1,                 &
2016                                           nys:nyn,nxl:nxr) )
2017                 
2018             CALL get_variable( id_surf, 'soil_pars', soil_pars_f%pars_xy,     &
2019                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, soil_pars_f%np-1 )
2020
2021          ELSEIF ( soil_pars_f%lod == 2 )  THEN
2022             ALLOCATE( soil_pars_f%pars_xyz(0:soil_pars_f%np-1,                &
2023                                            0:soil_pars_f%nz-1,                &
2024                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
2025             CALL get_variable( id_surf, 'soil_pars',                          &
2026                                soil_pars_f%pars_xyz,                          &
2027                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, soil_pars_f%nz-1,       &
2028                                0, soil_pars_f%np-1 )
2029
2030          ENDIF
2031       ELSE
2032          soil_pars_f%from_file = .FALSE.
2033       ENDIF
2034
2035!
2036!--    Read water parameters and related information
2037       IF ( check_existence( var_names, 'water_pars' ) )  THEN
2038          water_pars_f%from_file = .TRUE.
2039          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2040                              water_pars_f%fill,                               &
2041                              .FALSE., 'water_pars' )
2042!
2043!--       Inquire number of water parameters
2044          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
2045                                                       water_pars_f%np,        &
2046                                                       'nwater_pars' )
2047!
2048!--       Allocate dimension array and input array for water parameters
2049          ALLOCATE( water_pars_f%pars(0:water_pars_f%np-1) )
2050          ALLOCATE( water_pars_f%pars_xy(0:water_pars_f%np-1,                  &
2051                                         nys:nyn,nxl:nxr) )
2052!
2053!--       Get dimension of water parameters
2054          CALL get_variable( id_surf, 'nwater_pars', water_pars_f%pars )
2055
2056          CALL get_variable( id_surf, 'water_pars', water_pars_f%pars_xy,      &
2057                             nxl, nxr, nys, nyn, 0, water_pars_f%np-1 )
2058       ELSE
2059          water_pars_f%from_file = .FALSE.
2060       ENDIF
2061!
2062!--    Read root area density - parametrized vegetation
2063       IF ( check_existence( var_names, 'root_area_dens_s' ) )  THEN
2064          root_area_density_lsm_f%from_file = .TRUE.
2065          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2066                              root_area_density_lsm_f%fill,                    &
2067                              .FALSE., 'root_area_dens_s' )
2068!
2069!--       Obtain number of soil layers from file and allocate variable
2070          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
2071                                                   root_area_density_lsm_f%nz, &
2072                                                   'zsoil' )
2073          ALLOCATE( root_area_density_lsm_f%var                                &
2074                                        (0:root_area_density_lsm_f%nz-1,       &
2075                                         nys:nyn,nxl:nxr) )
2076
2077!
2078!--       Read root-area density
2079          CALL get_variable( id_surf, 'root_area_dens_s',                      &
2080                             root_area_density_lsm_f%var,                      &
2081                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2082                             0, root_area_density_lsm_f%nz-1 )
2083
2084       ELSE
2085          root_area_density_lsm_f%from_file = .FALSE.
2086       ENDIF
2087!
2088!--    Read street type and street crossing
2089       IF ( check_existence( var_names, 'street_type' ) )  THEN
2090          street_type_f%from_file = .TRUE.
2091          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2092                              street_type_f%fill, .FALSE.,                     &
2093                              'street_type' )
2094
2095          ALLOCATE ( street_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2096         
2097          CALL get_variable( id_surf, 'street_type', street_type_f%var,        &
2098                             nxl, nxr, nys, nyn )
2099       ELSE
2100          street_type_f%from_file = .FALSE.
2101       ENDIF
2102
2103       IF ( check_existence( var_names, 'street_crossing' ) )  THEN
2104          street_crossing_f%from_file = .TRUE.
2105          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2106                              street_crossing_f%fill, .FALSE.,                 &
2107                              'street_crossing' )
2108
2109          ALLOCATE ( street_crossing_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2110
2111          CALL get_variable( id_surf, 'street_crossing',                       &
2112                             street_crossing_f%var, nxl, nxr, nys, nyn )
2113
2114       ELSE
2115          street_crossing_f%from_file = .FALSE.
2116       ENDIF
2117!
2118!--    Still missing: root_resolved and building_surface_pars.
2119!--    Will be implemented as soon as they are available.
2120
2121!
2122!--    Finally, close input file
2123       CALL close_input_file( id_surf )
2124#endif
2125!
2126!--    End of CPU measurement
2127       CALL cpu_log( log_point_s(82), 'NetCDF input', 'stop' )
2128!
2129!--    Exchange ghost points for surface variables. Therefore, resize
2130!--    variables.
2131       IF ( albedo_type_f%from_file )  THEN
2132          CALL resize_array_2d_int8( albedo_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2133          CALL exchange_horiz_2d_byte( albedo_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,  &
2134                                       nbgp )
2135       ENDIF
2136       IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
2137          CALL resize_array_2d_int8( pavement_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2138          CALL exchange_horiz_2d_byte( pavement_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,&
2139                                       nbgp )
2140       ENDIF
2141       IF ( soil_type_f%from_file  .AND.  ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
2142          CALL resize_array_2d_int8( soil_type_f%var_2d, nys, nyn, nxl, nxr )
2143          CALL exchange_horiz_2d_byte( soil_type_f%var_2d, nys, nyn, nxl, nxr, &
2144                                       nbgp )
2145       ENDIF
2146       IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
2147          CALL resize_array_2d_int8( vegetation_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2148          CALL exchange_horiz_2d_byte( vegetation_type_f%var, nys, nyn, nxl,   &
2149                                       nxr, nbgp )
2150       ENDIF
2151       IF ( water_type_f%from_file )  THEN
2152          CALL resize_array_2d_int8( water_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2153          CALL exchange_horiz_2d_byte( water_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,   &
2154                                       nbgp )
2155       ENDIF
2156!
2157!--    Exchange ghost points for 3/4-D variables. For the sake of simplicity,
2158!--    loop further dimensions to use 2D exchange routines. Unfortunately this
2159!--    is necessary, else new MPI-data types need to be introduced just for
2160!--    2 variables.
2161       IF ( soil_type_f%from_file  .AND.  ALLOCATED( soil_type_f%var_3d ) )    &
2162       THEN
2163          CALL resize_array_3d_int8( soil_type_f%var_3d, 0, nz_soil,           &
2164                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2165          DO  k = 0, nz_soil
2166             CALL exchange_horiz_2d_int(                                       & 
2167                        soil_type_f%var_3d(k,:,:), nys, nyn, nxl, nxr, nbgp )
2168          ENDDO
2169       ENDIF
2170
2171       IF ( surface_fraction_f%from_file )  THEN
2172          CALL resize_array_3d_real( surface_fraction_f%frac,                  &
2173                                     0, surface_fraction_f%nf-1,               &
2174                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2175          DO  k = 0, surface_fraction_f%nf-1
2176             CALL exchange_horiz_2d( surface_fraction_f%frac(k,:,:), nbgp )
2177          ENDDO
2178       ENDIF
2179
2180       IF ( building_pars_f%from_file )  THEN         
2181          CALL resize_array_3d_real( building_pars_f%pars_xy,                  &
2182                                     0, building_pars_f%np-1,                  &
2183                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2184          DO  k = 0, building_pars_f%np-1
2185             CALL exchange_horiz_2d( building_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2186          ENDDO
2187       ENDIF
2188
2189       IF ( albedo_pars_f%from_file )  THEN         
2190          CALL resize_array_3d_real( albedo_pars_f%pars_xy,                    &
2191                                     0, albedo_pars_f%np-1,                    &
2192                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2193          DO  k = 0, albedo_pars_f%np-1
2194             CALL exchange_horiz_2d( albedo_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2195          ENDDO
2196       ENDIF
2197
2198       IF ( pavement_pars_f%from_file )  THEN         
2199          CALL resize_array_3d_real( pavement_pars_f%pars_xy,                  &
2200                                     0, pavement_pars_f%np-1,                  &
2201                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2202          DO  k = 0, pavement_pars_f%np-1
2203             CALL exchange_horiz_2d( pavement_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2204          ENDDO
2205       ENDIF
2206
2207       IF ( vegetation_pars_f%from_file )  THEN
2208          CALL resize_array_3d_real( vegetation_pars_f%pars_xy,                &
2209                                     0, vegetation_pars_f%np-1,                &
2210                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2211          DO  k = 0, vegetation_pars_f%np-1
2212             CALL exchange_horiz_2d( vegetation_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2213          ENDDO
2214       ENDIF
2215
2216       IF ( water_pars_f%from_file )  THEN
2217          CALL resize_array_3d_real( water_pars_f%pars_xy,                     &
2218                                     0, water_pars_f%np-1,                     &
2219                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2220          DO  k = 0, water_pars_f%np-1
2221             CALL exchange_horiz_2d( water_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2222          ENDDO
2223       ENDIF
2224
2225       IF ( root_area_density_lsm_f%from_file )  THEN
2226          CALL resize_array_3d_real( root_area_density_lsm_f%var,              &
2227                                     0, root_area_density_lsm_f%nz-1,          &
2228                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2229          DO  k = 0, root_area_density_lsm_f%nz-1
2230             CALL exchange_horiz_2d( root_area_density_lsm_f%var(k,:,:), nbgp )
2231          ENDDO
2232       ENDIF
2233
2234       IF ( soil_pars_f%from_file )  THEN
2235          IF ( soil_pars_f%lod == 1 )  THEN
2236         
2237             CALL resize_array_3d_real( soil_pars_f%pars_xy,                   &
2238                                        0, soil_pars_f%np-1,                   &
2239                                        nys, nyn, nxl, nxr )
2240             DO  k = 0, soil_pars_f%np-1
2241                CALL exchange_horiz_2d( soil_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2242             ENDDO
2243             
2244          ELSEIF ( soil_pars_f%lod == 2 )  THEN
2245             CALL resize_array_4d_real( soil_pars_f%pars_xyz,                  &
2246                                        0, soil_pars_f%np-1,                   &
2247                                        0, soil_pars_f%nz-1,                   &
2248                                        nys, nyn, nxl, nxr )
2249
2250             DO  k2 = 0, soil_pars_f%nz-1
2251                DO  k = 0, soil_pars_f%np-1
2252                   CALL exchange_horiz_2d( soil_pars_f%pars_xyz(k,k2,:,:),     &
2253                                           nbgp )
2254                ENDDO
2255             ENDDO
2256          ENDIF
2257       ENDIF
2258
2259       IF ( pavement_subsurface_pars_f%from_file )  THEN         
2260          CALL resize_array_4d_real( pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz,      &
2261                                     0, pavement_subsurface_pars_f%np-1,       &
2262                                     0, pavement_subsurface_pars_f%nz-1,       &
2263                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2264
2265          DO  k2 = 0, pavement_subsurface_pars_f%nz-1
2266             DO  k = 0, pavement_subsurface_pars_f%np-1
2267                CALL exchange_horiz_2d(                                        &
2268                           pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz(k,k2,:,:), nbgp )
2269             ENDDO
2270          ENDDO
2271       ENDIF
2272
2273    END SUBROUTINE netcdf_data_input_surface_data
2274
2275!------------------------------------------------------------------------------!
2276! Description:
2277! ------------
2278!> Reads uvem lookup table information.
2279!------------------------------------------------------------------------------!
2280    SUBROUTINE netcdf_data_input_uvem
2281       
2282       USE indices,                                                            &
2283           ONLY:  nxl, nxr, nyn, nys
2284
2285       IMPLICIT NONE
2286
2287       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names  !< variable names in static input file
2288
2289
2290       INTEGER(iwp) ::  id_uvem       !< NetCDF id of uvem lookup table input file
2291       INTEGER(iwp) ::  nli = 35      !< dimension length of lookup table in x
2292       INTEGER(iwp) ::  nlj =  9      !< dimension length of lookup table in y
2293       INTEGER(iwp) ::  nlk = 90      !< dimension length of lookup table in z
2294       INTEGER(iwp) ::  num_vars      !< number of variables in netcdf input file
2295!
2296!--    Input via uv exposure model lookup table input
2297       IF ( input_pids_uvem )  THEN
2298
2299#if defined ( __netcdf )
2300!
2301!--       Open file in read-only mode
2302          CALL open_read_file( TRIM( input_file_uvem ) //                    &
2303                               TRIM( coupling_char ), id_uvem )
2304!
2305!--       At first, inquire all variable names.
2306!--       This will be used to check whether an input variable exist or not.
2307          CALL inquire_num_variables( id_uvem, num_vars )
2308!
2309!--       Allocate memory to store variable names and inquire them.
2310          ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2311          CALL inquire_variable_names( id_uvem, var_names )
2312!
2313!--       uvem integration
2314          IF ( check_existence( var_names, 'int_factors' ) )  THEN
2315             uvem_integration_f%from_file = .TRUE.
2316!
2317!--          Input 2D uvem integration.
2318             ALLOCATE ( uvem_integration_f%var(0:nlj,0:nli)  )
2319             
2320             CALL get_variable( id_uvem, 'int_factors', uvem_integration_f%var, 0, nli, 0, nlj )
2321          ELSE
2322             uvem_integration_f%from_file = .FALSE.
2323          ENDIF
2324!
2325!--       uvem irradiance
2326          IF ( check_existence( var_names, 'irradiance' ) )  THEN
2327             uvem_irradiance_f%from_file = .TRUE.
2328!
2329!--          Input 2D uvem irradiance.
2330             ALLOCATE ( uvem_irradiance_f%var(0:nlk, 0:2)  )
2331             
2332             CALL get_variable( id_uvem, 'irradiance', uvem_irradiance_f%var, 0, 2, 0, nlk )
2333          ELSE
2334             uvem_irradiance_f%from_file = .FALSE.
2335          ENDIF
2336!
2337!--       uvem porjection areas
2338          IF ( check_existence( var_names, 'projarea' ) )  THEN
2339             uvem_projarea_f%from_file = .TRUE.
2340!
2341!--          Input 3D uvem projection area (human geometgry)
2342             ALLOCATE ( uvem_projarea_f%var(0:2,0:nlj,0:nli)  )
2343           
2344             CALL get_variable( id_uvem, 'projarea', uvem_projarea_f%var, 0, nli, 0, nlj, 0, 2 )
2345          ELSE
2346             uvem_projarea_f%from_file = .FALSE.
2347          ENDIF
2348!
2349!--       uvem radiance
2350          IF ( check_existence( var_names, 'radiance' ) )  THEN
2351             uvem_radiance_f%from_file = .TRUE.
2352!
2353!--          Input 3D uvem radiance
2354             ALLOCATE ( uvem_radiance_f%var(0:nlk,0:nlj,0:nli)  )
2355             
2356             CALL get_variable( id_uvem, 'radiance', uvem_radiance_f%var, 0, nli, 0, nlj, 0, nlk )
2357          ELSE
2358             uvem_radiance_f%from_file = .FALSE.
2359          ENDIF
2360!
2361!--       Read building obstruction
2362          IF ( check_existence( var_names, 'obstruction' ) )  THEN
2363             building_obstruction_full%from_file = .TRUE.
2364!--          Input 3D uvem building obstruction
2365              ALLOCATE ( building_obstruction_full%var_3d(0:44,0:2,0:2) )
2366              CALL get_variable( id_uvem, 'obstruction', building_obstruction_full%var_3d,0, 2, 0, 2, 0, 44 )       
2367          ELSE
2368             building_obstruction_full%from_file = .FALSE.
2369          ENDIF
2370!
2371          IF ( check_existence( var_names, 'obstruction' ) )  THEN
2372             building_obstruction_f%from_file = .TRUE.
2373!
2374!--          Input 3D uvem building obstruction
2375             ALLOCATE ( building_obstruction_f%var_3d(0:44,nys:nyn,nxl:nxr) )
2376!
2377             CALL get_variable( id_uvem, 'obstruction', building_obstruction_f%var_3d,      &
2378                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, 44 )       
2379          ELSE
2380             building_obstruction_f%from_file = .FALSE.
2381          ENDIF
2382!
2383!--       Close uvem lookup table input file
2384          CALL close_input_file( id_uvem )
2385#else
2386          CONTINUE
2387#endif
2388       ENDIF
2389    END SUBROUTINE netcdf_data_input_uvem
2390
2391!------------------------------------------------------------------------------!
2392! Description:
2393! ------------
2394!> Reads orography and building information.
2395!------------------------------------------------------------------------------!
2396    SUBROUTINE netcdf_data_input_topo
2397
2398       USE control_parameters,                                                 &
2399           ONLY:  message_string, topography
2400
2401       USE indices,                                                            &
2402           ONLY:  nbgp, nxl, nxr, ny, nyn, nys, nzb
2403
2404
2405       IMPLICIT NONE
2406
2407       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names  !< variable names in static input file
2408
2409
2410       INTEGER(iwp) ::  i             !< running index along x-direction
2411       INTEGER(iwp) ::  ii            !< running index for IO blocks
2412       INTEGER(iwp) ::  id_topo       !< NetCDF id of topograhy input file
2413       INTEGER(iwp) ::  j             !< running index along y-direction
2414       INTEGER(iwp) ::  num_vars      !< number of variables in netcdf input file
2415       INTEGER(iwp) ::  skip_n_rows   !< counting variable to skip rows while reading topography file
2416
2417       REAL(wp) ::  dum           !< dummy variable to skip columns while reading topography file
2418!
2419!--    CPU measurement
2420       CALL cpu_log( log_point_s(83), 'NetCDF/ASCII input topo', 'start' )
2421
2422!
2423!--    Input via palm-input data standard
2424       IF ( input_pids_static )  THEN
2425#if defined ( __netcdf )
2426!
2427!--       Open file in read-only mode
2428          CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                    &
2429                               TRIM( coupling_char ), id_topo )
2430!
2431!--       At first, inquire all variable names.
2432!--       This will be used to check whether an  input variable exist
2433!--       or not.
2434          CALL inquire_num_variables( id_topo, num_vars )
2435!
2436!--       Allocate memory to store variable names and inquire them.
2437          ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2438          CALL inquire_variable_names( id_topo, var_names )
2439!
2440!--       Read x, y - dimensions. Only required for consistency checks.
2441          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_topo, dim_static%nx, 'x' )
2442          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_topo, dim_static%ny, 'y' )
2443          ALLOCATE( dim_static%x(0:dim_static%nx-1) )
2444          ALLOCATE( dim_static%y(0:dim_static%ny-1) )
2445          CALL get_variable( id_topo, 'x', dim_static%x )
2446          CALL get_variable( id_topo, 'y', dim_static%y )
2447!
2448!--       Terrain height. First, get variable-related _FillValue attribute
2449          IF ( check_existence( var_names, 'zt' ) )  THEN
2450             terrain_height_f%from_file = .TRUE.
2451             CALL get_attribute( id_topo, char_fill, terrain_height_f%fill,    &
2452                                 .FALSE., 'zt' )
2453!
2454!--          Input 2D terrain height.
2455             ALLOCATE ( terrain_height_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2456             
2457             CALL get_variable( id_topo, 'zt', terrain_height_f%var,           &
2458                                nxl, nxr, nys, nyn )
2459
2460          ELSE
2461             terrain_height_f%from_file = .FALSE.
2462          ENDIF
2463
2464!
2465!--       Read building height. First, read its _FillValue attribute,
2466!--       as well as lod attribute
2467          buildings_f%from_file = .FALSE.
2468          IF ( check_existence( var_names, 'buildings_2d' ) )  THEN
2469             buildings_f%from_file = .TRUE.
2470             CALL get_attribute( id_topo, char_lod, buildings_f%lod,           &
2471                                 .FALSE., 'buildings_2d' )
2472
2473             CALL get_attribute( id_topo, char_fill, buildings_f%fill1,        &
2474                                 .FALSE., 'buildings_2d' )
2475
2476!
2477!--          Read 2D buildings
2478             IF ( buildings_f%lod == 1 )  THEN
2479                ALLOCATE ( buildings_f%var_2d(nys:nyn,nxl:nxr) )
2480
2481                CALL get_variable( id_topo, 'buildings_2d',                    &
2482                                   buildings_f%var_2d,                         &
2483                                   nxl, nxr, nys, nyn )
2484             ELSE
2485                message_string = 'NetCDF attribute lod ' //                    &
2486                                 '(level of detail) is not set ' //            &
2487                                 'properly for buildings_2d.'
2488                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0540',               &
2489                               1, 2, 0, 6, 0 )
2490             ENDIF
2491          ENDIF
2492!
2493!--       If available, also read 3D building information. If both are
2494!--       available, use 3D information.
2495          IF ( check_existence( var_names, 'buildings_3d' ) )  THEN
2496             buildings_f%from_file = .TRUE.
2497             CALL get_attribute( id_topo, char_lod, buildings_f%lod,           &
2498                                 .FALSE., 'buildings_3d' )     
2499
2500             CALL get_attribute( id_topo, char_fill, buildings_f%fill2,        &
2501                                 .FALSE., 'buildings_3d' )
2502
2503             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_topo,             &
2504                                                          buildings_f%nz, 'z' )
2505!
2506!--          Read 3D buildings
2507             IF ( buildings_f%lod == 2 )  THEN
2508                ALLOCATE( buildings_f%z(nzb:buildings_f%nz-1) )
2509                CALL get_variable( id_topo, 'z', buildings_f%z )
2510
2511                ALLOCATE( buildings_f%var_3d(nzb:buildings_f%nz-1,             &
2512                                             nys:nyn,nxl:nxr) )
2513                buildings_f%var_3d = 0
2514               
2515                CALL get_variable( id_topo, 'buildings_3d',                    &
2516                                   buildings_f%var_3d,                         &
2517                                   nxl, nxr, nys, nyn, 0, buildings_f%nz-1 )
2518             ELSE
2519                message_string = 'NetCDF attribute lod ' //                    &
2520                                 '(level of detail) is not set ' //            &
2521                                 'properly for buildings_3d.'
2522                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0541',               &
2523                               1, 2, 0, 6, 0 )
2524             ENDIF
2525          ENDIF
2526!
2527!--       Read building IDs and its FillValue attribute. Further required
2528!--       for mapping buildings on top of orography.
2529          IF ( check_existence( var_names, 'building_id' ) )  THEN
2530             building_id_f%from_file = .TRUE.
2531             CALL get_attribute( id_topo, char_fill,                           &
2532                                 building_id_f%fill, .FALSE.,                  &
2533                                 'building_id' )
2534
2535             ALLOCATE ( building_id_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) )
2536             
2537             CALL get_variable( id_topo, 'building_id', building_id_f%var,     &
2538                                nxl, nxr, nys, nyn )
2539          ELSE
2540             building_id_f%from_file = .FALSE.
2541          ENDIF
2542!
2543!--       Read building_type and required attributes.
2544          IF ( check_existence( var_names, 'building_type' ) )  THEN
2545             building_type_f%from_file = .TRUE.
2546             CALL get_attribute( id_topo, char_fill,                           &
2547                                 building_type_f%fill, .FALSE.,                &
2548                                 'building_type' )
2549
2550             ALLOCATE ( building_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) )
2551
2552             CALL get_variable( id_topo, 'building_type', building_type_f%var, &
2553                                nxl, nxr, nys, nyn )
2554
2555          ELSE
2556             building_type_f%from_file = .FALSE.
2557          ENDIF
2558!
2559!--       Close topography input file
2560          CALL close_input_file( id_topo )
2561#else
2562          CONTINUE
2563#endif
2564!
2565!--    ASCII input
2566       ELSEIF ( TRIM( topography ) == 'read_from_file' )  THEN
2567             
2568          DO  ii = 0, io_blocks-1
2569             IF ( ii == io_group )  THEN
2570
2571                OPEN( 90, FILE='TOPOGRAPHY_DATA'//TRIM( coupling_char ),       &
2572                      STATUS='OLD', FORM='FORMATTED', ERR=10 )
2573!
2574!--             Read topography PE-wise. Rows are read from nyn to nys, columns
2575!--             are read from nxl to nxr. At first, ny-nyn rows need to be skipped.
2576                skip_n_rows = 0
2577                DO WHILE ( skip_n_rows < ny - nyn )
2578                   READ( 90, * )
2579                   skip_n_rows = skip_n_rows + 1
2580                ENDDO
2581!
2582!--             Read data from nyn to nys and nxl to nxr. Therefore, skip
2583!--             column until nxl-1 is reached
2584                ALLOCATE ( buildings_f%var_2d(nys:nyn,nxl:nxr) )
2585                DO  j = nyn, nys, -1
2586                   READ( 90, *, ERR=11, END=11 )                               &
2587                                   ( dum, i = 0, nxl-1 ),                      &
2588                                   ( buildings_f%var_2d(j,i), i = nxl, nxr )
2589                ENDDO
2590
2591                GOTO 12
2592
2593 10             message_string = 'file TOPOGRAPHY_DATA'//                      &
2594                                 TRIM( coupling_char )// ' does not exist'
2595                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0208', 1, 2, 0, 6, 0 )
2596
2597 11             message_string = 'errors in file TOPOGRAPHY_DATA'//            &
2598                                 TRIM( coupling_char )
2599                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0209', 2, 2, 0, 6, 0 )
2600
2601 12             CLOSE( 90 )
2602                buildings_f%from_file = .TRUE.
2603
2604             ENDIF
2605#if defined( __parallel )
2606             CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
2607#endif
2608          ENDDO
2609
2610       ENDIF
2611!
2612!--    End of CPU measurement
2613       CALL cpu_log( log_point_s(83), 'NetCDF/ASCII input topo', 'stop' )
2614!
2615!--    Check for minimum requirement to setup building topography. If buildings
2616!--    are provided, also an ID and a type are required.
2617!--    Note, doing this check in check_parameters
2618!--    will be too late (data will be used for grid inititialization before).
2619       IF ( input_pids_static )  THEN
2620          IF ( buildings_f%from_file  .AND.                                    &
2621               .NOT. building_id_f%from_file )  THEN
2622             message_string = 'If building heigths are prescribed in ' //      &
2623                              'static input file, also an ID is required.'
2624             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0542', 1, 2, 0, 6, 0 )
2625          ENDIF
2626       ENDIF
2627!
2628!--    In case no terrain height is provided by static input file, allocate
2629!--    array nevertheless and set terrain height to 0, which simplifies
2630!--    topography initialization.
2631       IF ( .NOT. terrain_height_f%from_file )  THEN
2632          ALLOCATE ( terrain_height_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) )
2633          terrain_height_f%var = 0.0_wp
2634       ENDIF
2635!
2636!--    Finally, exchange 1 ghost point for building ID and type.
2637!--    In case of non-cyclic boundary conditions set Neumann conditions at the
2638!--    lateral boundaries.
2639       IF ( building_id_f%from_file )  THEN
2640          CALL resize_array_2d_int32( building_id_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2641          CALL exchange_horiz_2d_int( building_id_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,   &
2642                                      nbgp )
2643       ENDIF
2644
2645       IF ( building_type_f%from_file )  THEN
2646          CALL resize_array_2d_int8( building_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2647          CALL exchange_horiz_2d_byte( building_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,   &
2648                                       nbgp )
2649       ENDIF
2650
2651    END SUBROUTINE netcdf_data_input_topo
2652
2653!------------------------------------------------------------------------------!
2654! Description:
2655! ------------
2656!> Reads initialization data of u, v, w, pt, q, geostrophic wind components,
2657!> as well as soil moisture and soil temperature, derived from larger-scale
2658!> model (COSMO) by Inifor.
2659!------------------------------------------------------------------------------!
2660    SUBROUTINE netcdf_data_input_init_3d
2661
2662       USE arrays_3d,                                                          &
2663           ONLY:  q, pt, u, v, w, zu, zw
2664
2665       USE control_parameters,                                                 &
2666           ONLY:  bc_lr_cyc, bc_ns_cyc, humidity, message_string, neutral
2667
2668       USE indices,                                                            &
2669           ONLY:  nx, nxl, nxlu, nxr, ny, nyn, nys, nysv, nzb, nz, nzt
2670
2671       IMPLICIT NONE
2672
2673       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names
2674
2675       LOGICAL      ::  dynamic_3d = .TRUE. !< flag indicating that 3D data is read from dynamic file
2676       
2677       INTEGER(iwp) ::  id_dynamic !< NetCDF id of dynamic input file
2678       INTEGER(iwp) ::  num_vars   !< number of variables in netcdf input file
2679
2680       LOGICAL      ::  check_passed !< flag indicating if a check passed
2681
2682!
2683!--    Skip routine if no input file with dynamic input data is available.
2684       IF ( .NOT. input_pids_dynamic )  RETURN
2685!
2686!--    Please note, Inifor is designed to provide initial data for u and v for
2687!--    the prognostic grid points in case of lateral Dirichlet conditions.
2688!--    This means that Inifor provides data from nxlu:nxr (for u) and
2689!--    from nysv:nyn (for v) at the left and south domain boundary, respectively.
2690!--    However, as work-around for the moment, PALM will run with cyclic
2691!--    conditions and will be initialized with data provided by Inifor
2692!--    boundaries in case of Dirichlet.
2693!--    Hence, simply set set nxlu/nysv to 1 (will be reset to its original value
2694!--    at the end of this routine.
2695       IF ( bc_lr_cyc  .AND.  nxl == 0 )  nxlu = 1
2696       IF ( bc_ns_cyc  .AND.  nys == 0 )  nysv = 1
2697
2698!
2699!--    CPU measurement
2700       CALL cpu_log( log_point_s(85), 'NetCDF input init', 'start' )
2701
2702#if defined ( __netcdf )
2703!
2704!--    Open file in read-only mode
2705       CALL open_read_file( TRIM( input_file_dynamic ) //                      &
2706                            TRIM( coupling_char ), id_dynamic )
2707
2708!
2709!--    At first, inquire all variable names.
2710       CALL inquire_num_variables( id_dynamic, num_vars )
2711!
2712!--    Allocate memory to store variable names.
2713       ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2714       CALL inquire_variable_names( id_dynamic, var_names )
2715!
2716!--    Read vertical dimension of scalar und w grid.
2717       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nzu, 'z'     )
2718       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nzw, 'zw'    )
2719!
2720!--    Read also the horizontal dimensions. These are used just used fo
2721!--    checking the compatibility with the PALM grid before reading.
2722       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nx,  'x'  )
2723       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nxu, 'xu' )
2724       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%ny,  'y'  )
2725       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nyv, 'yv' )
2726
2727!
2728!--    Check for correct horizontal and vertical dimension. Please note,
2729!--    checks are performed directly here and not called from
2730!--    check_parameters as some varialbes are still not allocated there.
2731!--    Moreover, please note, u- and v-grid has 1 grid point less on
2732!--    Inifor grid.
2733       IF ( init_3d%nx-1 /= nx  .OR.  init_3d%nxu-1 /= nx - 1  .OR.            &
2734            init_3d%ny-1 /= ny  .OR.  init_3d%nyv-1 /= ny - 1 )  THEN
2735          message_string = 'Number of inifor horizontal grid points  '//       &
2736                           'does not match the number of numeric grid '//      &
2737                           'points.'
2738          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
2739       ENDIF
2740
2741       IF ( init_3d%nzu /= nz )  THEN
2742          message_string = 'Number of inifor vertical grid points ' //         &
2743                           'does not match the number of numeric grid '//      &
2744                           'points.'
2745          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
2746       ENDIF
2747!
2748!--    Read vertical dimensions. Later, these are required for eventual
2749!--    inter- and extrapolations of the initialization data.
2750       IF ( check_existence( var_names, 'z' ) )  THEN
2751          ALLOCATE( init_3d%zu_atmos(1:init_3d%nzu) )
2752          CALL get_variable( id_dynamic, 'z', init_3d%zu_atmos )
2753       ENDIF
2754       IF ( check_existence( var_names, 'zw' ) )  THEN
2755          ALLOCATE( init_3d%zw_atmos(1:init_3d%nzw) )
2756          CALL get_variable( id_dynamic, 'zw', init_3d%zw_atmos )
2757       ENDIF
2758!
2759!--    Check for consistency between vertical coordinates in dynamic
2760!--    driver and numeric grid.
2761!--    Please note, depending on compiler options both may be
2762!--    equal up to a certain threshold, and differences between
2763!--    the numeric grid and vertical coordinate in the driver can built-
2764!--    up to 10E-1-10E-0 m. For this reason, the check is performed not
2765!--    for exactly matching values.
2766       IF ( ANY( ABS( zu(1:nzt)   - init_3d%zu_atmos(1:init_3d%nzu) )    &
2767                      > 10E-1 )  .OR.                                    &
2768            ANY( ABS( zw(1:nzt-1) - init_3d%zw_atmos(1:init_3d%nzw) )    &
2769                      > 10E-1 ) )  THEN
2770          message_string = 'Vertical grid in dynamic driver does not '// &
2771                           'match the numeric grid.'
2772          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
2773       ENDIF
2774!
2775!--    Read initial geostrophic wind components at
2776!--    t = 0 (index 1 in file).
2777       IF ( check_existence( var_names, 'ls_forcing_ug' ) )  THEN
2778          ALLOCATE( init_3d%ug_init(nzb:nzt+1) )
2779          init_3d%ug_init = 0.0_wp
2780
2781          CALL get_variable_pr( id_dynamic, 'ls_forcing_ug', 1,          &
2782                                init_3d%ug_init(1:nzt) )
2783!
2784!--       Set top-boundary condition (Neumann)
2785          init_3d%ug_init(nzt+1) = init_3d%ug_init(nzt)
2786
2787          init_3d%from_file_ug = .TRUE.
2788       ELSE
2789          init_3d%from_file_ug = .FALSE.
2790       ENDIF
2791       IF ( check_existence( var_names, 'ls_forcing_vg' ) )  THEN
2792          ALLOCATE( init_3d%vg_init(nzb:nzt+1) )
2793          init_3d%vg_init = 0.0_wp
2794
2795          CALL get_variable_pr( id_dynamic, 'ls_forcing_vg', 1,          &
2796                                init_3d%vg_init(1:nzt) )
2797!
2798!--       Set top-boundary condition (Neumann)
2799          init_3d%vg_init(nzt+1) = init_3d%vg_init(nzt)
2800
2801          init_3d%from_file_vg = .TRUE.
2802       ELSE
2803          init_3d%from_file_vg = .FALSE.
2804       ENDIF
2805!
2806!--    Read inital 3D data of u, v, w, pt and q,
2807!--    derived from COSMO model. Read PE-wise yz-slices.
2808!--    Please note, the u-, v- and w-component are defined on different
2809!--    grids with one element less in the x-, y-,
2810!--    and z-direction, respectively. Hence, reading is subdivided
2811!--    into separate loops. 
2812!--    Read u-component
2813       IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_u' ) )  THEN
2814!
2815!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
2816          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_u,           &
2817                              .FALSE., 'init_atmosphere_u' )
2818          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_u,             &
2819                              .FALSE., 'init_atmosphere_u' )
2820!
2821!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
2822          IF ( init_3d%lod_u == 1 )  THEN
2823             ALLOCATE( init_3d%u_init(nzb:nzt+1) )
2824             init_3d%u_init = 0.0_wp
2825
2826             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_u',               &
2827                                init_3d%u_init(nzb+1:nzt) )
2828!
2829!--          Set top-boundary condition (Neumann)
2830             init_3d%u_init(nzt+1) = init_3d%u_init(nzt)
2831!
2832!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
2833          ELSEIF ( init_3d%lod_u == 2 )  THEN
2834             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_u',               &
2835                                u(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxlu:nxr),                 &
2836                                nxlu, nys+1, nzb+1,                            &
2837                                nxr-nxlu+1, nyn-nys+1, init_3d%nzu,            &
2838                                dynamic_3d )
2839!
2840!--          Set value at leftmost model grid point nxl = 0. This is because
2841!--          Inifor provides data only from 1:nx-1 since it assumes non-cyclic
2842!--          conditions.
2843             IF ( nxl == 0 )                                                   &
2844                u(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl) = u(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxlu)
2845!
2846!--          Set bottom and top-boundary
2847             u(nzb,:,:)   = u(nzb+1,:,:)
2848             u(nzt+1,:,:) = u(nzt,:,:)
2849             
2850          ENDIF
2851          init_3d%from_file_u = .TRUE.
2852       ELSE
2853          message_string = 'Missing initial data for u-component'
2854          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
2855       ENDIF
2856!
2857!--    Read v-component
2858       IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_v' ) )  THEN
2859!
2860!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
2861          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_v,           &
2862                              .FALSE., 'init_atmosphere_v' )
2863          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_v,             &
2864                              .FALSE., 'init_atmosphere_v' )
2865!
2866!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
2867          IF ( init_3d%lod_v == 1 )  THEN
2868             ALLOCATE( init_3d%v_init(nzb:nzt+1) )
2869             init_3d%v_init = 0.0_wp
2870
2871             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_v',               &
2872                                init_3d%v_init(nzb+1:nzt) )
2873!
2874!--          Set top-boundary condition (Neumann)
2875             init_3d%v_init(nzt+1) = init_3d%v_init(nzt)
2876!
2877!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
2878          ELSEIF ( init_3d%lod_v == 2 )  THEN
2879         
2880             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_v',               &
2881                                v(nzb+1:nzt,nysv:nyn,nxl:nxr),                 &
2882                                nxl+1, nysv, nzb+1,                            &
2883                                nxr-nxl+1, nyn-nysv+1, init_3d%nzu,            &
2884                                dynamic_3d )
2885!
2886!--          Set value at southmost model grid point nys = 0. This is because
2887!--          Inifor provides data only from 1:ny-1 since it assumes non-cyclic
2888!--          conditions.
2889             IF ( nys == 0 )                                                   &
2890                v(nzb+1:nzt,nys,nxl:nxr) = v(nzb+1:nzt,nysv,nxl:nxr)                               
2891!
2892!--          Set bottom and top-boundary
2893             v(nzb,:,:)   = v(nzb+1,:,:)
2894             v(nzt+1,:,:) = v(nzt,:,:)
2895             
2896          ENDIF
2897          init_3d%from_file_v = .TRUE.
2898       ELSE
2899          message_string = 'Missing initial data for v-component'
2900          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
2901       ENDIF
2902!
2903!--    Read w-component
2904       IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_w' ) )  THEN
2905!
2906!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
2907          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_w,           &
2908                              .FALSE., 'init_atmosphere_w' )
2909          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_w,             &
2910                              .FALSE., 'init_atmosphere_w' )
2911!
2912!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
2913          IF ( init_3d%lod_w == 1 )  THEN
2914             ALLOCATE( init_3d%w_init(nzb:nzt+1) )
2915             init_3d%w_init = 0.0_wp
2916
2917             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_w',               &
2918                                init_3d%w_init(nzb+1:nzt-1) )
2919!
2920!--          Set top-boundary condition (Neumann)
2921             init_3d%w_init(nzt:nzt+1) = init_3d%w_init(nzt-1)
2922!
2923!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
2924          ELSEIF ( init_3d%lod_w == 2 )  THEN
2925
2926             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_w',                &
2927                                w(nzb+1:nzt-1,nys:nyn,nxl:nxr),                 &
2928                                nxl+1, nys+1, nzb+1,                            &
2929                                nxr-nxl+1, nyn-nys+1, init_3d%nzw,              &
2930                                dynamic_3d )
2931!
2932!--          Set bottom and top-boundary                               
2933             w(nzb,:,:)   = 0.0_wp 
2934             w(nzt,:,:)   = w(nzt-1,:,:)
2935             w(nzt+1,:,:) = w(nzt-1,:,:)
2936
2937          ENDIF
2938          init_3d%from_file_w = .TRUE.
2939       ELSE
2940          message_string = 'Missing initial data for w-component'
2941          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
2942       ENDIF
2943!
2944!--    Read potential temperature
2945       IF ( .NOT. neutral )  THEN
2946          IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_pt' ) )  THEN
2947!
2948!--          Read attributes for the fill value and level-of-detail
2949             CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_pt,       &
2950                                 .FALSE., 'init_atmosphere_pt' )
2951             CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_pt,         &
2952                                 .FALSE., 'init_atmosphere_pt' )
2953!
2954!--          level-of-detail 1 - read initialization profile
2955             IF ( init_3d%lod_pt == 1 )  THEN
2956                ALLOCATE( init_3d%pt_init(nzb:nzt+1) )
2957
2958                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_pt',           &
2959                                   init_3d%pt_init(nzb+1:nzt) )
2960!
2961!--             Set Neumann top and surface boundary condition for initial
2962!--             profil
2963                init_3d%pt_init(nzb)   = init_3d%pt_init(nzb+1)
2964                init_3d%pt_init(nzt+1) = init_3d%pt_init(nzt)
2965!
2966!--          level-of-detail 2 - read 3D initialization data
2967             ELSEIF ( init_3d%lod_pt == 2 )  THEN
2968
2969                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_pt',           &
2970                                   pt(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr),              &
2971                                   nxl+1, nys+1, nzb+1,                        &
2972                                   nxr-nxl+1, nyn-nys+1, init_3d%nzu,          &
2973                                   dynamic_3d )
2974                                   
2975!
2976!--             Set bottom and top-boundary
2977                pt(nzb,:,:)   = pt(nzb+1,:,:)
2978                pt(nzt+1,:,:) = pt(nzt,:,:)             
2979
2980             ENDIF
2981             init_3d%from_file_pt = .TRUE.
2982          ELSE
2983             message_string = 'Missing initial data for ' //                   &
2984                              'potential temperature'
2985             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
2986          ENDIF
2987       ENDIF
2988!
2989!--    Read mixing ratio
2990       IF ( humidity )  THEN
2991          IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_qv' ) )  THEN
2992!
2993!--          Read attributes for the fill value and level-of-detail
2994             CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_q,        &
2995                                 .FALSE., 'init_atmosphere_qv' )
2996             CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_q,          &
2997                                 .FALSE., 'init_atmosphere_qv' )
2998!
2999!--          level-of-detail 1 - read initialization profile
3000             IF ( init_3d%lod_q == 1 )  THEN
3001                ALLOCATE( init_3d%q_init(nzb:nzt+1) )
3002
3003                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_qv',           &
3004                                    init_3d%q_init(nzb+1:nzt) )
3005!
3006!--             Set bottom and top boundary condition (Neumann)
3007                init_3d%q_init(nzb)   = init_3d%q_init(nzb+1)
3008                init_3d%q_init(nzt+1) = init_3d%q_init(nzt)
3009!
3010!--          level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3011             ELSEIF ( init_3d%lod_q == 2 )  THEN
3012             
3013                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_qv',           &
3014                                   q(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr),               &
3015                                   nxl+1, nys+1, nzb+1,                        &
3016                                   nxr-nxl+1, nyn-nys+1, init_3d%nzu,          &
3017                                   dynamic_3d )
3018                                   
3019!
3020!--             Set bottom and top-boundary
3021                q(nzb,:,:)   = q(nzb+1,:,:)
3022                q(nzt+1,:,:) = q(nzt,:,:)
3023               
3024             ENDIF
3025             init_3d%from_file_q = .TRUE.
3026          ELSE
3027             message_string = 'Missing initial data for ' //                   &
3028                              'mixing ratio'
3029             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3030          ENDIF
3031       ENDIF
3032!
3033!--    Close input file
3034       CALL close_input_file( id_dynamic )
3035#endif
3036!
3037!--    End of CPU measurement
3038       CALL cpu_log( log_point_s(85), 'NetCDF input init', 'stop' )
3039!
3040!--    Finally, check if the input data has any fill values. Please note,
3041!--    checks depend on the LOD of the input data.
3042       IF ( init_3d%from_file_u )  THEN
3043          check_passed = .TRUE.
3044          IF ( init_3d%lod_u == 1 )  THEN
3045             IF ( ANY( init_3d%u_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_u ) )       &
3046                check_passed = .FALSE.
3047          ELSEIF ( init_3d%lod_u == 2 )  THEN
3048             IF ( ANY( u(nzb+1:nzt+1,nys:nyn,nxlu:nxr) == init_3d%fill_u ) )   &
3049                check_passed = .FALSE.
3050          ENDIF
3051          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3052             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_u must ' //    &
3053                              'not contain any _FillValues'
3054             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3055          ENDIF
3056       ENDIF
3057
3058       IF ( init_3d%from_file_v )  THEN
3059          check_passed = .TRUE.
3060          IF ( init_3d%lod_v == 1 )  THEN
3061             IF ( ANY( init_3d%v_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_v ) )       &
3062                check_passed = .FALSE.
3063          ELSEIF ( init_3d%lod_v == 2 )  THEN
3064             IF ( ANY( v(nzb+1:nzt+1,nysv:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_v ) )   &
3065                check_passed = .FALSE.
3066          ENDIF
3067          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3068             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_v must ' //    &
3069                              'not contain any _FillValues'
3070             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3071          ENDIF
3072       ENDIF
3073
3074       IF ( init_3d%from_file_w )  THEN
3075          check_passed = .TRUE.
3076          IF ( init_3d%lod_w == 1 )  THEN
3077             IF ( ANY( init_3d%w_init(nzb+1:nzt) == init_3d%fill_w ) )         &
3078                check_passed = .FALSE.
3079          ELSEIF ( init_3d%lod_w == 2 )  THEN
3080             IF ( ANY( w(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_w ) )      &
3081                check_passed = .FALSE.
3082          ENDIF
3083          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3084             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_w must ' //    &
3085                              'not contain any _FillValues'
3086             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3087          ENDIF
3088       ENDIF
3089
3090       IF ( init_3d%from_file_pt )  THEN
3091          check_passed = .TRUE.
3092          IF ( init_3d%lod_pt == 1 )  THEN
3093             IF ( ANY( init_3d%pt_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_pt ) )     &
3094                check_passed = .FALSE.
3095          ELSEIF ( init_3d%lod_pt == 2 )  THEN
3096             IF ( ANY( pt(nzb+1:nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_pt ) )  &
3097                check_passed = .FALSE.
3098          ENDIF
3099          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3100             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_pt must ' //   &
3101                              'not contain any _FillValues'
3102             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3103          ENDIF
3104       ENDIF
3105
3106       IF ( init_3d%from_file_q )  THEN
3107          check_passed = .TRUE.
3108          IF ( init_3d%lod_q == 1 )  THEN
3109             IF ( ANY( init_3d%q_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_q ) )       &
3110                check_passed = .FALSE.
3111          ELSEIF ( init_3d%lod_q == 2 )  THEN
3112             IF ( ANY( q(nzb+1:nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_q ) )    &
3113                check_passed = .FALSE.
3114          ENDIF
3115          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3116             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_q must ' //    &
3117                              'not contain any _FillValues'
3118             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3119          ENDIF
3120       ENDIF
3121!
3122!--    Workaround for cyclic conditions. Please see above for further explanation.
3123       IF ( bc_lr_cyc  .AND.  nxl == 0 )  nxlu = nxl
3124       IF ( bc_ns_cyc  .AND.  nys == 0 )  nysv = nys
3125
3126    END SUBROUTINE netcdf_data_input_init_3d
3127   
3128!------------------------------------------------------------------------------!
3129! Description:
3130! ------------
3131!> Reads initialization data of u, v, w, pt, q, geostrophic wind components,
3132!> as well as soil moisture and soil temperature, derived from larger-scale
3133!> model (COSMO) by Inifor.
3134!------------------------------------------------------------------------------!
3135    SUBROUTINE netcdf_data_input_init_lsm
3136
3137       USE control_parameters,                                                 &
3138           ONLY:  message_string
3139
3140       USE indices,                                                            &
3141           ONLY:  nx, nxl, nxr, ny, nyn, nys
3142
3143       IMPLICIT NONE
3144
3145       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names !< string containing all variables on file
3146     
3147       INTEGER(iwp) ::  id_dynamic !< NetCDF id of dynamic input file
3148       INTEGER(iwp) ::  num_vars   !< number of variables in netcdf input file
3149
3150!
3151!--    Skip routine if no input file with dynamic input data is available.
3152       IF ( .NOT. input_pids_dynamic )  RETURN
3153!
3154!--    CPU measurement
3155       CALL cpu_log( log_point_s(85), 'NetCDF input init', 'start' )
3156
3157#if defined ( __netcdf )
3158!
3159!--    Open file in read-only mode
3160       CALL open_read_file( TRIM( input_file_dynamic ) //                      &
3161                            TRIM( coupling_char ), id_dynamic )
3162
3163!
3164!--    At first, inquire all variable names.
3165       CALL inquire_num_variables( id_dynamic, num_vars )
3166!
3167!--    Allocate memory to store variable names.
3168       ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
3169       CALL inquire_variable_names( id_dynamic, var_names )
3170!
3171!--    Read vertical dimension for soil depth.
3172       IF ( check_existence( var_names, 'zsoil' ) )                            &
3173          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nzs,&
3174                                                       'zsoil' )
3175!
3176!--    Read also the horizontal dimensions required for soil initialization.
3177!--    Please note, in case of non-nested runs or in case of root domain,
3178!--    these data is already available, but will be read again for the sake
3179!--    of clearness.
3180       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nx,    &
3181                                                    'x'  )
3182       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%ny,    &
3183                                                    'y'  )
3184!
3185!--    Check for correct horizontal and vertical dimension. Please note,
3186!--    in case of non-nested runs or in case of root domain, these checks
3187!--    are already performed
3188       IF ( init_3d%nx-1 /= nx  .OR.  init_3d%ny-1 /= ny )  THEN
3189          message_string = 'Number of inifor horizontal grid points  '//       &
3190                           'does not match the number of numeric grid points.'
3191          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
3192       ENDIF
3193!
3194!--    Read vertical dimensions. Later, these are required for eventual
3195!--    inter- and extrapolations of the initialization data.
3196       IF ( check_existence( var_names, 'zsoil' ) )  THEN
3197          ALLOCATE( init_3d%z_soil(1:init_3d%nzs) )
3198          CALL get_variable( id_dynamic, 'zsoil', init_3d%z_soil )
3199       ENDIF
3200!
3201!--    Read initial data for soil moisture
3202       IF ( check_existence( var_names, 'init_soil_m' ) )  THEN
3203!
3204!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3205          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill,                           &
3206                              init_3d%fill_msoil,                              &
3207                              .FALSE., 'init_soil_m' )
3208          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod,                            &
3209                              init_3d%lod_msoil,                               &
3210                              .FALSE., 'init_soil_m' )
3211!
3212!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3213          IF ( init_3d%lod_msoil == 1 )  THEN
3214             ALLOCATE( init_3d%msoil_1d(0:init_3d%nzs-1) )
3215
3216             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_soil_m',                     &
3217                                init_3d%msoil_1d(0:init_3d%nzs-1) )
3218!
3219!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3220          ELSEIF ( init_3d%lod_msoil == 2 )  THEN
3221             ALLOCATE ( init_3d%msoil_3d(0:init_3d%nzs-1,nys:nyn,nxl:nxr) )
3222
3223            CALL get_variable( id_dynamic, 'init_soil_m',                      &   
3224                             init_3d%msoil_3d(0:init_3d%nzs-1,nys:nyn,nxl:nxr),&
3225                             nxl, nxr, nys, nyn, 0, init_3d%nzs-1 )
3226
3227          ENDIF
3228          init_3d%from_file_msoil = .TRUE.
3229       ENDIF
3230!
3231!--    Read soil temperature
3232       IF ( check_existence( var_names, 'init_soil_t' ) )  THEN
3233!
3234!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3235          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill,                           &
3236                              init_3d%fill_tsoil,                              &
3237                              .FALSE., 'init_soil_t' )
3238          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod,                            &
3239                              init_3d%lod_tsoil,                               &
3240                              .FALSE., 'init_soil_t' )
3241!
3242!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3243          IF ( init_3d%lod_tsoil == 1 )  THEN
3244             ALLOCATE( init_3d%tsoil_1d(0:init_3d%nzs-1) )
3245
3246             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_soil_t',                     &
3247                                init_3d%tsoil_1d(0:init_3d%nzs-1) )
3248
3249!
3250!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3251          ELSEIF ( init_3d%lod_tsoil == 2 )  THEN
3252             ALLOCATE ( init_3d%tsoil_3d(0:init_3d%nzs-1,nys:nyn,nxl:nxr) )
3253             
3254             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_soil_t',                     &   
3255                             init_3d%tsoil_3d(0:init_3d%nzs-1,nys:nyn,nxl:nxr),&
3256                             nxl, nxr, nys, nyn, 0, init_3d%nzs-1 )
3257          ENDIF
3258          init_3d%from_file_tsoil = .TRUE.
3259       ENDIF
3260!
3261!--    Close input file
3262       CALL close_input_file( id_dynamic )
3263#endif
3264!
3265!--    End of CPU measurement
3266       CALL cpu_log( log_point_s(85), 'NetCDF input init', 'stop' )
3267
3268    END SUBROUTINE netcdf_data_input_init_lsm   
3269
3270!------------------------------------------------------------------------------!
3271! Description:
3272! ------------
3273!> Reads data at lateral and top boundaries derived from larger-scale model
3274!> (COSMO) by Inifor.
3275!------------------------------------------------------------------------------!
3276    SUBROUTINE netcdf_data_input_offline_nesting
3277
3278       USE control_parameters,                                                 &
3279           ONLY:  bc_dirichlet_l, bc_dirichlet_n, bc_dirichlet_r,              &
3280                  bc_dirichlet_s, humidity, neutral, nesting_offline,          &
3281                  time_since_reference_point
3282
3283       USE indices,                                                            &
3284           ONLY:  nxl, nxlu, nxr, nyn, nys, nysv, nzb, nzt
3285
3286       IMPLICIT NONE
3287       
3288       INTEGER(iwp) ::  id_dynamic !< NetCDF id of dynamic input file
3289       INTEGER(iwp) ::  num_vars   !< number of variables in netcdf input file
3290       INTEGER(iwp) ::  t          !< running index time dimension
3291!
3292!--    Skip input if no forcing from larger-scale models is applied.
3293       IF ( .NOT. nesting_offline )  RETURN
3294
3295!
3296!--    CPU measurement
3297       CALL cpu_log( log_point_s(86), 'NetCDF input forcing', 'start' )
3298
3299#if defined ( __netcdf )
3300!
3301!--    Open file in read-only mode
3302       CALL open_read_file( TRIM( input_file_dynamic ) //                      &
3303                            TRIM( coupling_char ), id_dynamic )
3304!
3305!--    Initialize INIFOR forcing.
3306       IF ( .NOT. nest_offl%init )  THEN
3307!
3308!--       At first, inquire all variable names.
3309          CALL inquire_num_variables( id_dynamic, num_vars )
3310!
3311!--       Allocate memory to store variable names.
3312          ALLOCATE( nest_offl%var_names(1:num_vars) )
3313          CALL inquire_variable_names( id_dynamic, nest_offl%var_names )
3314!
3315!--       Read time dimension, allocate memory and finally read time array
3316          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic,             &
3317                                                       nest_offl%nt, 'time' )
3318
3319          IF ( check_existence( nest_offl%var_names, 'time' ) )  THEN
3320             ALLOCATE( nest_offl%time(0:nest_offl%nt-1) )
3321             CALL get_variable( id_dynamic, 'time', nest_offl%time )
3322          ENDIF
3323!
3324!--       Read vertical dimension of scalar und w grid
3325          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic,             &
3326                                                       nest_offl%nzu, 'z' )
3327          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic,             &
3328                                                       nest_offl%nzw, 'zw' )
3329
3330          IF ( check_existence( nest_offl%var_names, 'z' ) )  THEN
3331             ALLOCATE( nest_offl%zu_atmos(1:nest_offl%nzu) )
3332             CALL get_variable( id_dynamic, 'z', nest_offl%zu_atmos )
3333          ENDIF
3334          IF ( check_existence( nest_offl%var_names, 'zw' ) )  THEN
3335             ALLOCATE( nest_offl%zw_atmos(1:nest_offl%nzw) )
3336             CALL get_variable( id_dynamic, 'zw', nest_offl%zw_atmos )
3337          ENDIF
3338
3339!
3340!--       Read surface pressure
3341          IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                           &
3342                                'surface_forcing_surface_pressure' ) )  THEN
3343             ALLOCATE( nest_offl%surface_pressure(0:nest_offl%nt-1) )
3344             CALL get_variable( id_dynamic,                                    &
3345                                'surface_forcing_surface_pressure',            &
3346                                nest_offl%surface_pressure )
3347          ENDIF
3348!
3349!--       Set control flag to indicate that initialization is already done
3350          nest_offl%init = .TRUE.
3351
3352       ENDIF
3353
3354!
3355!--    Obtain time index for current input starting at 0.
3356!--    @todo: At the moment INIFOR and simulated time correspond
3357!--           to each other. If required, adjust to daytime.
3358       nest_offl%tind = MINLOC( ABS( nest_offl%time -                          &
3359                                     time_since_reference_point ), DIM = 1 )   &
3360                        - 1
3361       nest_offl%tind_p = nest_offl%tind + 1       
3362!
3363!--    Read geostrophic wind components
3364       DO  t = nest_offl%tind, nest_offl%tind_p
3365          CALL get_variable_pr( id_dynamic, 'ls_forcing_ug', t+1,              &
3366                                nest_offl%ug(t-nest_offl%tind,nzb+1:nzt) )
3367          CALL get_variable_pr( id_dynamic, 'ls_forcing_vg', t+1,              &
3368                                nest_offl%vg(t-nest_offl%tind,nzb+1:nzt) )
3369       ENDDO
3370!
3371!--    Read data at lateral and top boundaries. Please note, at left and
3372!--    right domain boundary, yz-layers are read for u, v, w, pt and q.
3373!--    For the v-component, the data starts at nysv, while for the other
3374!--    quantities the data starts at nys. This is equivalent at the north
3375!--    and south domain boundary for the u-component.
3376!--    Further, lateral data is not accessed by parallel IO, indicated by the
3377!--    last passed flag in the subroutine get_variable(). This is because
3378!--    not every PE participates in this collective blocking read operation.
3379       IF ( bc_dirichlet_l )  THEN
3380          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_left_u',                  &
3381                           nest_offl%u_left(0:1,nzb+1:nzt,nys:nyn),            &
3382                           nys+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3383                           nyn-nys+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3384     
3385          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_left_v',                  &
3386                           nest_offl%v_left(0:1,nzb+1:nzt,nysv:nyn),           &
3387                           nysv, nzb+1, nest_offl%tind+1,                      &
3388                           nyn-nysv+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3389
3390          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_left_w',                  &
3391                           nest_offl%w_left(0:1,nzb+1:nzt-1,nys:nyn),          &
3392                           nys+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3393                           nyn-nys+1, nest_offl%nzw, 2, .FALSE. )
3394
3395          IF ( .NOT. neutral )  THEN
3396             CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_left_pt',              &
3397                           nest_offl%pt_left(0:1,nzb+1:nzt,nys:nyn),           &
3398                           nys+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3399                           nyn-nys+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3400          ENDIF
3401
3402          IF ( humidity )  THEN
3403             CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_left_qv',              &
3404                           nest_offl%q_left(0:1,nzb+1:nzt,nys:nyn),            &
3405                           nys+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3406                           nyn-nys+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3407          ENDIF
3408
3409       ENDIF
3410
3411       IF ( bc_dirichlet_r )  THEN
3412          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_right_u',                 &
3413                           nest_offl%u_right(0:1,nzb+1:nzt,nys:nyn),           &
3414                           nys+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3415                           nyn-nys+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3416                           
3417          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_right_v',                 &
3418                           nest_offl%v_right(0:1,nzb+1:nzt,nysv:nyn),          &
3419                           nysv, nzb+1, nest_offl%tind+1,                      &
3420                           nyn-nysv+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3421                           
3422          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_right_w',                 &
3423                           nest_offl%w_right(0:1,nzb+1:nzt-1,nys:nyn),         &
3424                           nys+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3425                           nyn-nys+1, nest_offl%nzw, 2, .FALSE. )
3426                           
3427          IF ( .NOT. neutral )  THEN
3428             CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_right_pt',             &
3429                           nest_offl%pt_right(0:1,nzb+1:nzt,nys:nyn),          &
3430                           nys+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3431                           nyn-nys+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3432          ENDIF
3433          IF ( humidity )  THEN
3434             CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_right_qv',             &
3435                           nest_offl%q_right(0:1,nzb+1:nzt,nys:nyn),           &
3436                           nys+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3437                           nyn-nys+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3438          ENDIF
3439       ENDIF
3440
3441       IF ( bc_dirichlet_n )  THEN
3442       
3443          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_north_u',                 &
3444                           nest_offl%u_north(0:1,nzb+1:nzt,nxlu:nxr),          &
3445                           nxlu, nzb+1, nest_offl%tind+1,                      &
3446                           nxr-nxlu+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3447                           
3448          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_north_v',                 &
3449                           nest_offl%v_north(0:1,nzb+1:nzt,nxl:nxr),           &
3450                           nxl+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3451                           nxr-nxl+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3452                           
3453          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_north_w',                 &
3454                           nest_offl%w_north(0:1,nzb+1:nzt-1,nxl:nxr),         &
3455                           nxl+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3456                           nxr-nxl+1, nest_offl%nzw, 2, .FALSE. )
3457                           
3458          IF ( .NOT. neutral )  THEN
3459             CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_north_pt',             &
3460                           nest_offl%pt_north(0:1,nzb+1:nzt,nxl:nxr),          &
3461                           nxl+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3462                           nxr-nxl+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3463          ENDIF
3464          IF ( humidity )  THEN
3465             CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_north_qv',             &
3466                           nest_offl%q_north(0:1,nzb+1:nzt,nxl:nxr),           &
3467                           nxl+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3468                           nxr-nxl+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3469          ENDIF
3470       ENDIF
3471
3472       IF ( bc_dirichlet_s )  THEN
3473          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_south_u',                 &
3474                           nest_offl%u_south(0:1,nzb+1:nzt,nxlu:nxr),          &
3475                           nxlu, nzb+1, nest_offl%tind+1,                      &
3476                           nxr-nxlu+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3477
3478          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_south_v',                 &
3479                           nest_offl%v_south(0:1,nzb+1:nzt,nxl:nxr),           &
3480                           nxl+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3481                           nxr-nxl+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3482                           
3483          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_south_w',                 &
3484                           nest_offl%w_south(0:1,nzb+1:nzt-1,nxl:nxr),         &
3485                           nxl+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3486                           nxr-nxl+1, nest_offl%nzw, 2, .FALSE. )
3487                           
3488          IF ( .NOT. neutral )  THEN
3489             CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_south_pt',             &
3490                           nest_offl%pt_south(0:1,nzb+1:nzt,nxl:nxr),          &
3491                           nxl+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3492                           nxr-nxl+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3493          ENDIF
3494          IF ( humidity )  THEN
3495             CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_south_qv',             &
3496                           nest_offl%q_south(0:1,nzb+1:nzt,nxl:nxr),           &
3497                           nxl+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3498                           nxr-nxl+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3499          ENDIF
3500       ENDIF
3501
3502!
3503!--    Top boundary
3504       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_top_u',                      &
3505                             nest_offl%u_top(0:1,nys:nyn,nxlu:nxr),            &
3506                             nxlu, nys+1, nest_offl%tind+1,                    &
3507                             nxr-nxlu+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
3508
3509       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_top_v',                      &
3510                             nest_offl%v_top(0:1,nysv:nyn,nxl:nxr),            &
3511                             nxl+1, nysv, nest_offl%tind+1,                    &
3512                             nxr-nxl+1, nyn-nysv+1, 2, .TRUE. )
3513                             
3514       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_top_w',                      &
3515                             nest_offl%w_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr),             &
3516                             nxl+1, nys+1, nest_offl%tind+1,                   &
3517                             nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
3518                             
3519       IF ( .NOT. neutral )  THEN
3520          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_top_pt',                  &
3521                                nest_offl%pt_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr),         &
3522                                nxl+1, nys+1, nest_offl%tind+1,                &
3523                                nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
3524       ENDIF
3525       IF ( humidity )  THEN
3526          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_top_qv',                  &
3527                                nest_offl%q_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr),          &
3528                                nxl+1, nys+1, nest_offl%tind+1,                &
3529                                nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
3530       ENDIF
3531
3532!
3533!--    Close input file
3534       CALL close_input_file( id_dynamic )
3535#endif
3536!
3537!--    End of CPU measurement
3538       CALL cpu_log( log_point_s(86), 'NetCDF input forcing', 'stop' )
3539
3540    END SUBROUTINE netcdf_data_input_offline_nesting
3541
3542
3543!------------------------------------------------------------------------------!
3544! Description:
3545! ------------
3546!> Checks input file for consistency and minimum requirements.
3547!------------------------------------------------------------------------------!
3548    SUBROUTINE netcdf_data_input_check_dynamic
3549
3550       USE control_parameters,                                                 &
3551           ONLY:  initializing_actions, message_string, nesting_offline
3552
3553       IMPLICIT NONE
3554
3555!
3556!--    In case of forcing, check whether dynamic input file is present
3557       IF ( .NOT. input_pids_dynamic  .AND.  nesting_offline  )  THEN
3558          message_string = 'nesting_offline = .TRUE. requires dynamic '  //    &
3559                            'input file ' //                                   &
3560                            TRIM( input_file_dynamic ) // TRIM( coupling_char )
3561          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0546', 1, 2, 0, 6, 0 )
3562       ENDIF
3563!
3564!--    Dynamic input file must also be present if initialization via inifor is
3565!--    prescribed.
3566       IF ( .NOT. input_pids_dynamic  .AND.                                    &
3567            TRIM( initializing_actions ) == 'inifor' )  THEN
3568          message_string = 'initializing_actions = inifor requires dynamic ' //&
3569                           'input file ' // TRIM( input_file_dynamic ) //      &
3570                           TRIM( coupling_char )
3571          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0547', 1, 2, 0, 6, 0 )
3572       ENDIF
3573
3574    END SUBROUTINE netcdf_data_input_check_dynamic
3575
3576!------------------------------------------------------------------------------!
3577! Description:
3578! ------------
3579!> Checks input file for consistency and minimum requirements.
3580!------------------------------------------------------------------------------!
3581    SUBROUTINE netcdf_data_input_check_static
3582
3583       USE arrays_3d,                                                          &
3584           ONLY:  zu
3585
3586       USE control_parameters,                                                 &
3587           ONLY:  land_surface, message_string, urban_surface
3588
3589       USE grid_variables,                                                     &
3590           ONLY:  dx, dy
3591
3592       USE indices,                                                            &
3593           ONLY:  nx, nxl, nxr, ny, nyn, nys
3594
3595       IMPLICIT NONE
3596
3597       INTEGER(iwp) ::  i      !< loop index along x-direction
3598       INTEGER(iwp) ::  j      !< loop index along y-direction
3599       INTEGER(iwp) ::  n_surf !< number of different surface types at given location
3600
3601       LOGICAL      ::  check_passed !< flag indicating if a check passed
3602
3603!
3604!--    Return if no static input file is available
3605       IF ( .NOT. input_pids_static )  RETURN
3606!
3607!--    Check whether dimension size in input file matches the model dimensions
3608       IF ( dim_static%nx-1 /= nx  .OR.  dim_static%ny-1 /= ny )  THEN
3609          message_string = 'Static input file: horizontal dimension in ' //    &
3610                           'x- and/or y-direction ' //                         &
3611                           'do not match the respective model dimension'
3612          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0548', 1, 2, 0, 6, 0 )
3613       ENDIF
3614!
3615!--    Check if grid spacing of provided input data matches the respective
3616!--    grid spacing in the model.
3617       IF ( ABS( dim_static%x(1) - dim_static%x(0) - dx ) > 10E-6_wp  .OR.     &
3618            ABS( dim_static%y(1) - dim_static%y(0) - dy ) > 10E-6_wp )  THEN
3619          message_string = 'Static input file: horizontal grid spacing ' //    &
3620                           'in x- and/or y-direction ' //                      &
3621                           'do not match the respective model grid spacing.'
3622          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0549', 1, 2, 0, 6, 0 )
3623       ENDIF
3624!
3625!--    Check for correct dimension of surface_fractions, should run from 0-2.
3626       IF ( surface_fraction_f%from_file )  THEN
3627          IF ( surface_fraction_f%nf-1 > 2 )  THEN
3628             message_string = 'nsurface_fraction must not be larger than 3.' 
3629             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0580', 1, 2, 0, 6, 0 )
3630          ENDIF
3631       ENDIF
3632!
3633!--    Check orography for fill-values. For the moment, give an error message.
3634!--    More advanced methods, e.g. a nearest neighbor algorithm as used in GIS
3635!--    systems might be implemented later.
3636!--    Please note, if no terrain height is provided, it is set to 0.
3637       IF ( ANY( terrain_height_f%var == terrain_height_f%fill ) )  THEN
3638          message_string = 'NetCDF variable zt is not ' //                     &
3639                           'allowed to have missing data'
3640          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0550', 2, 2, myid, 6, 0 )
3641       ENDIF
3642!
3643!--    Check for negative terrain heights
3644       IF ( ANY( terrain_height_f%var < 0.0_wp ) )  THEN
3645          message_string = 'NetCDF variable zt is not ' //                     &
3646                           'allowed to have negative values'
3647          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0551', 2, 2, myid, 6, 0 )
3648       ENDIF
3649!
3650!--    If 3D buildings are read, check if building information is consistent
3651!--    to numeric grid.
3652       IF ( buildings_f%from_file )  THEN
3653          IF ( buildings_f%lod == 2 )  THEN
3654             IF ( buildings_f%nz > SIZE( zu ) )  THEN
3655                message_string = 'Reading 3D building data - too much ' //     &
3656                                 'data points along the vertical coordinate.'
3657                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0552', 2, 2, 0, 6, 0 )
3658             ENDIF
3659
3660             IF ( ANY( ABS( buildings_f%z(0:buildings_f%nz-1) -                &
3661                       zu(0:buildings_f%nz-1) ) > 1E-6_wp ) )  THEN
3662                message_string = 'Reading 3D building data - vertical ' //     &
3663                                 'coordinate do not match numeric grid.'
3664                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0553', 2, 2, myid, 6, 0 )
3665             ENDIF
3666          ENDIF
3667       ENDIF
3668
3669!
3670!--    Skip further checks concerning buildings and natural surface properties
3671!--    if no urban surface and land surface model are applied.
3672       IF (  .NOT. land_surface  .AND.  .NOT. urban_surface )  RETURN
3673!
3674!--    Check for minimum requirement of surface-classification data in case
3675!--    static input file is used.
3676       IF ( ( .NOT. vegetation_type_f%from_file  .OR.                          &
3677              .NOT. pavement_type_f%from_file    .OR.                          &
3678              .NOT. water_type_f%from_file       .OR.                          &
3679              .NOT. soil_type_f%from_file             ) .OR.                   &
3680             ( urban_surface  .AND.  .NOT. building_type_f%from_file ) )  THEN
3681          message_string = 'Minimum requirement for surface classification ' //&
3682                           'is not fulfilled. At least ' //                    &
3683                           'vegetation_type, pavement_type, ' //               &
3684                           'soil_type and water_type are '//                   &
3685                           'required. If urban-surface model is applied, ' //  &
3686                           'also building_type ist required'
3687          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0554', 1, 2, 0, 6, 0 )
3688       ENDIF
3689!
3690!--    Check for general availability of input variables.
3691!--    If vegetation_type is 0 at any location, vegetation_pars as well as
3692!--    root_area_dens_s are required.
3693       IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
3694          IF ( ANY( vegetation_type_f%var == 0 ) )  THEN
3695             IF ( .NOT. vegetation_pars_f%from_file )  THEN
3696                message_string = 'If vegetation_type = 0 at any location, ' // &
3697                                 'vegetation_pars is required'
3698                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0555', 2, 2, -1, 6, 0 )
3699             ENDIF
3700             IF ( .NOT. root_area_density_lsm_f%from_file )  THEN
3701                message_string = 'If vegetation_type = 0 at any location, ' // &
3702                                 'root_area_dens_s is required'
3703                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0556', 2, 2, myid, 6, 0 )
3704             ENDIF
3705          ENDIF
3706       ENDIF
3707!
3708!--    If soil_type is zero at any location, soil_pars is required.
3709       IF ( soil_type_f%from_file )  THEN
3710          check_passed = .TRUE.
3711          IF ( ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
3712             IF ( ANY( soil_type_f%var_2d == 0 ) )  THEN
3713                IF ( .NOT. soil_pars_f%from_file )  check_passed = .FALSE.
3714             ENDIF
3715          ELSE
3716             IF ( ANY( soil_type_f%var_3d == 0 ) )  THEN
3717                IF ( .NOT. soil_pars_f%from_file )  check_passed = .FALSE.
3718             ENDIF
3719          ENDIF
3720          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3721             message_string = 'If soil_type = 0 at any location, ' //          &
3722                              'soil_pars is required'
3723             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0557', 2, 2, myid, 6, 0 )
3724          ENDIF
3725       ENDIF
3726!
3727!--    Buildings require a type in case of urban-surface model.
3728       IF ( buildings_f%from_file  .AND.  .NOT. building_type_f%from_file  )  THEN
3729          message_string = 'If buildings are provided, also building_type ' // &
3730                           'is required'
3731          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0581', 2, 2, myid, 6, 0 )
3732       ENDIF
3733!
3734!--    Buildings require an ID.
3735       IF ( buildings_f%from_file  .AND.  .NOT. building_id_f%from_file  )  THEN
3736          message_string = 'If buildings are provided, also building_id ' //   &
3737                           'is required'
3738          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0582', 2, 2, myid, 6, 0 )
3739       ENDIF
3740!
3741!--    If building_type is zero at any location, building_pars is required.
3742       IF ( building_type_f%from_file )  THEN
3743          IF ( ANY( building_type_f%var == 0 ) )  THEN
3744             IF ( .NOT. building_pars_f%from_file )  THEN
3745                message_string = 'If building_type = 0 at any location, ' //   &
3746                                 'building_pars is required'
3747                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0558', 2, 2, myid, 6, 0 )
3748             ENDIF
3749          ENDIF
3750       ENDIF
3751!
3752!--    If building_type is provided, also building_id is needed (due to the
3753!--    filtering algorithm).
3754       IF ( building_type_f%from_file  .AND.  .NOT. building_id_f%from_file )  &
3755       THEN
3756          message_string = 'If building_type is provided, also building_id '// &
3757                           'is required'
3758          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0519', 2, 2, myid, 6, 0 )
3759       ENDIF       
3760!
3761!--    If albedo_type is zero at any location, albedo_pars is required.
3762       IF ( albedo_type_f%from_file )  THEN
3763          IF ( ANY( albedo_type_f%var == 0 ) )  THEN
3764             IF ( .NOT. albedo_pars_f%from_file )  THEN
3765                message_string = 'If albedo_type = 0 at any location, ' //     &
3766                                 'albedo_pars is required'
3767                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0559', 2, 2, myid, 6, 0 )
3768             ENDIF
3769          ENDIF
3770       ENDIF
3771!
3772!--    If pavement_type is zero at any location, pavement_pars is required.
3773       IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
3774          IF ( ANY( pavement_type_f%var == 0 ) )  THEN
3775             IF ( .NOT. pavement_pars_f%from_file )  THEN
3776                message_string = 'If pavement_type = 0 at any location, ' //   &
3777                                 'pavement_pars is required'
3778                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0560', 2, 2, myid, 6, 0 )
3779             ENDIF
3780          ENDIF
3781       ENDIF
3782!
3783!--    If pavement_type is zero at any location, also pavement_subsurface_pars
3784!--    is required.
3785       IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
3786          IF ( ANY( pavement_type_f%var == 0 ) )  THEN
3787             IF ( .NOT. pavement_subsurface_pars_f%from_file )  THEN
3788                message_string = 'If pavement_type = 0 at any location, ' //   &
3789                                 'pavement_subsurface_pars is required'
3790                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0561', 2, 2, myid, 6, 0 )
3791             ENDIF
3792          ENDIF
3793       ENDIF
3794!
3795!--    If water_type is zero at any location, water_pars is required.
3796       IF ( water_type_f%from_file )  THEN
3797          IF ( ANY( water_type_f%var == 0 ) )  THEN
3798             IF ( .NOT. water_pars_f%from_file )  THEN
3799                message_string = 'If water_type = 0 at any location, ' //      &
3800                                 'water_pars is required'
3801                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0562', 2, 2,myid, 6, 0 )
3802             ENDIF
3803          ENDIF
3804       ENDIF
3805!
3806!--    Check for local consistency of the input data.
3807       DO  i = nxl, nxr
3808          DO  j = nys, nyn
3809!
3810!--          For each (y,x)-location at least one of the parameters
3811!--          vegetation_type, pavement_type, building_type, or water_type
3812!--          must be set to a non­missing value.
3813             IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == vegetation_type_f%fill  .AND.  &
3814                  pavement_type_f%var(j,i)   == pavement_type_f%fill    .AND.  &
3815                  building_type_f%var(j,i)   == building_type_f%fill    .AND.  &
3816                  water_type_f%var(j,i)      == water_type_f%fill )  THEN
3817                WRITE( message_string, * ) 'At least one of the parameters '// &
3818                                 'vegetation_type, pavement_type, '     //     &
3819                                 'building_type, or water_type must be set '// &
3820                                 'to a non-missing value. Grid point: ', j, i
3821                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0563', 2, 2, myid, 6, 0 )
3822             ENDIF
3823!
3824!--          Note that a soil_type is required for each location (y,x) where
3825!--          either vegetation_type or pavement_type is a non­missing value.
3826             IF ( ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill  .OR. &
3827                    pavement_type_f%var(j,i)   /= pavement_type_f%fill ) )  THEN
3828                check_passed = .TRUE.
3829                IF ( ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
3830                   IF ( soil_type_f%var_2d(j,i) == soil_type_f%fill )          &
3831                      check_passed = .FALSE.
3832                ELSE
3833                   IF ( ANY( soil_type_f%var_3d(:,j,i) == soil_type_f%fill) )  &
3834                      check_passed = .FALSE.
3835                ENDIF
3836
3837                IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3838                   message_string = 'soil_type is required for each '//        &
3839                                 'location (y,x) where vegetation_type or ' // &
3840                                 'pavement_type is a non-missing value.'
3841                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0564',            &
3842                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3843                ENDIF
3844             ENDIF
3845!
3846!--          Check for consistency of surface fraction. If more than one type
3847!--          is set, surface fraction need to be given and the sum must not
3848!--          be larger than 1.
3849             n_surf = 0
3850             IF ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill )       &
3851                n_surf = n_surf + 1
3852             IF ( water_type_f%var(j,i)      /= water_type_f%fill )            &
3853                n_surf = n_surf + 1
3854             IF ( pavement_type_f%var(j,i)   /= pavement_type_f%fill )         &
3855                n_surf = n_surf + 1
3856
3857             IF ( n_surf > 1 )  THEN
3858                IF ( .NOT. surface_fraction_f%from_file )  THEN
3859                   message_string = 'If more than one surface type is ' //     &
3860                                 'given at a location, surface_fraction ' //   &
3861                                 'must be provided.'
3862                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0565',            &
3863                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3864                ELSEIF ( ANY ( surface_fraction_f%frac(:,j,i) ==               &
3865                               surface_fraction_f%fill ) )  THEN
3866                   message_string = 'If more than one surface type is ' //     &
3867                                 'given at a location, surface_fraction ' //   &
3868                                 'must be provided.'
3869                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0565',            &
3870                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3871                ENDIF
3872             ENDIF
3873!
3874!--          Check for further mismatches. e.g. relative fractions exceed 1 or
3875!--          vegetation_type is set but surface vegetation fraction is zero,
3876!--          etc..
3877             IF ( surface_fraction_f%from_file )  THEN
3878!
3879!--             Sum of relative fractions must not exceed 1.
3880                IF ( SUM ( surface_fraction_f%frac(0:2,j,i) ) > 1.0_wp )  THEN
3881                   message_string = 'surface_fraction must not exceed 1'
3882                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0566',            &
3883                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3884                ENDIF
3885!
3886!--             Relative fraction for a type must not be zero at locations where
3887!--             this type is set.
3888                IF (                                                           &
3889                  ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill  .AND.&
3890                 ( surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) == 0.0_wp .OR.    &
3891                   surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) ==                &
3892                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3893                  )  .OR.                                                      &
3894                  ( pavement_type_f%var(j,i) /= pavement_type_f%fill     .AND. &
3895                 ( surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) == 0.0_wp .OR.   &
3896                   surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) ==               &
3897                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3898                  )  .OR.                                                      &
3899                  ( water_type_f%var(j,i) /= water_type_f%fill           .AND. &
3900                 ( surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) == 0.0_wp .OR.     &
3901                   surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) ==                 &
3902                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3903                  ) )  THEN
3904                   WRITE( message_string, * ) 'Mismatch in setting of '     // &
3905                             'surface_fraction. Vegetation-, pavement-, or '// &
3906                             'water surface is given at (i,j) = ( ', i, j,     &
3907                             ' ), but surface fraction is 0 for the given type.'
3908                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0567',            &
3909                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3910                ENDIF
3911!
3912!--             Relative fraction for a type must not contain non-zero values
3913!--             if this type is not set.
3914                IF (                                                           &
3915                  ( vegetation_type_f%var(j,i) == vegetation_type_f%fill  .AND.&
3916                 ( surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) /= 0.0_wp .AND.   &
3917                   surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) /=                &
3918                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3919                  )  .OR.                                                      &
3920                  ( pavement_type_f%var(j,i) == pavement_type_f%fill     .AND. &
3921                 ( surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) /= 0.0_wp .AND.  &
3922                   surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) /=               &
3923                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3924                  )  .OR.                                                      &
3925                  ( water_type_f%var(j,i) == water_type_f%fill           .AND. &
3926                 ( surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) /= 0.0_wp .AND.    &
3927                   surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) /=                 &
3928                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3929                  ) )  THEN
3930                   WRITE( message_string, * ) 'Mismatch in setting of '     // &
3931                             'surface_fraction. Vegetation-, pavement-, or '// &
3932                             'water surface is not given at (i,j) = ( ', i, j, &
3933                             ' ), but surface fraction is not 0 for the ' //   &
3934                             'given type.'
3935                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0568',            &
3936                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3937                ENDIF
3938             ENDIF
3939!
3940!--          Check vegetation_pars. If vegetation_type is 0, all parameters
3941!--          need to be set, otherwise, single parameters set by
3942!--          vegetation_type can be overwritten.
3943             IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
3944                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3945                   IF ( ANY( vegetation_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==               &
3946                             vegetation_pars_f%fill ) )  THEN
3947                      message_string = 'If vegetation_type(y,x) = 0, all '  // &
3948                                       'parameters of vegetation_pars at '//   &
3949                                       'this location must be set.'
3950                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0569',         &
3951                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3952                   ENDIF
3953                ENDIF
3954             ENDIF
3955!
3956!--          Check root distribution. If vegetation_type is 0, all levels must
3957!--          be set.
3958             IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
3959                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3960                   IF ( ANY( root_area_density_lsm_f%var(:,j,i) ==             &
3961                             root_area_density_lsm_f%fill ) )  THEN
3962                      message_string = 'If vegetation_type(y,x) = 0, all ' //  &
3963                                       'levels of root_area_dens_s ' //        &
3964                                       'must be set at this location.'
3965                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0570',         &
3966                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3967                   ENDIF
3968                ENDIF
3969             ENDIF
3970!
3971!--          Check soil parameters. If soil_type is 0, all parameters
3972!--          must be set.
3973             IF ( soil_type_f%from_file )  THEN
3974                check_passed = .TRUE.
3975                IF ( ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
3976                   IF ( soil_type_f%var_2d(j,i) == 0 )  THEN
3977                      IF ( ANY( soil_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                  &
3978                                soil_pars_f%fill ) )  check_passed = .FALSE.
3979                   ENDIF
3980                ELSE
3981                   IF ( ANY( soil_type_f%var_3d(:,j,i) == 0 ) )  THEN
3982                      IF ( ANY( soil_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                  &
3983                                soil_pars_f%fill ) )  check_passed = .FALSE.
3984                   ENDIF
3985                ENDIF
3986                IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3987                   message_string = 'If soil_type(y,x) = 0, all levels of '  //&
3988                                    'soil_pars at this location must be set.'
3989                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0571',            &
3990                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3991                ENDIF
3992             ENDIF
3993
3994!
3995!--          Check building parameters. If building_type is 0, all parameters
3996!--          must be set.
3997             IF ( building_type_f%from_file )  THEN
3998                IF ( building_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3999                   IF ( ANY( building_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                 &
4000                             building_pars_f%fill ) )  THEN
4001                      message_string = 'If building_type(y,x) = 0, all ' //    &
4002                                       'parameters of building_pars at this '//&
4003                                       'location must be set.'
4004                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0572',         &
4005                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4006                   ENDIF
4007                ENDIF
4008             ENDIF
4009!
4010!--          Check if building_type is set at each building and vice versa.
4011             IF ( building_type_f%from_file  .AND.  buildings_f%from_file )  THEN
4012                IF ( buildings_f%lod == 1 )  THEN
4013                   IF ( buildings_f%var_2d(j,i)  /= buildings_f%fill1  .AND.   &
4014                        building_type_f%var(j,i) == building_type_f%fill )  THEN
4015                      WRITE( message_string, * ) 'Each location where a ' //   &
4016                                         'building is set requires a type ' // &
4017                                         '( and vice versa ) in case the ' //  &
4018                                         'urban-surface model is applied. ' // &
4019                                         'i, j = ', i, j
4020                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0573',         &
4021                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4022                   ENDIF
4023                ENDIF
4024                IF ( buildings_f%lod == 2 )  THEN
4025                   IF ( ANY( buildings_f%var_3d(:,j,i) == 1 )  .AND.           &
4026                        building_type_f%var(j,i) == building_type_f%fill )  THEN
4027                      WRITE( message_string, * ) 'Each location where a ' //   &
4028                                         'building is set requires a type ' // &
4029                                         '( and vice versa ) in case the ' //  &
4030                                         'urban-surface model is applied. ' // &
4031                                         'i, j = ', i, j
4032                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0573',         &
4033                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4034                   ENDIF
4035                ENDIF
4036             ENDIF
4037!
4038!--          Check if at each location where a building is present also an ID
4039!--          is set and vice versa.
4040             IF ( buildings_f%from_file )  THEN
4041                IF ( buildings_f%lod == 1 )  THEN
4042                   IF ( buildings_f%var_2d(j,i) /= buildings_f%fill1  .AND.    &
4043                        building_id_f%var(j,i)  == building_id_f%fill )  THEN
4044                      WRITE( message_string, * ) 'Each location where a ' //   &
4045                                         'building is set requires an ID ' //  &
4046                                         '( and vice versa ). i, j = ', i, j
4047                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0574',         &
4048                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4049                   ENDIF
4050                ELSEIF ( buildings_f%lod == 2 )  THEN
4051                   IF ( ANY( buildings_f%var_3d(:,j,i) == 1 )  .AND.           &
4052                        building_id_f%var(j,i) == building_id_f%fill )  THEN
4053                      WRITE( message_string, * ) 'Each location where a ' //   &
4054                                         'building is set requires an ID ' //  &
4055                                         '( and vice versa ). i, j = ', i, j
4056                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0574',         &
4057                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4058                   ENDIF
4059                ENDIF
4060             ENDIF
4061!
4062!--          Check if building ID is set where a bulding is defined.
4063             IF ( buildings_f%from_file )  THEN
4064                IF ( buildings_f%lod == 1 )  THEN
4065                   IF ( buildings_f%var_2d(j,i) /= buildings_f%fill1  .AND.   &
4066                        building_id_f%var(j,i)  == building_id_f%fill )  THEN
4067                      WRITE( message_string, * ) 'Each building grid point '// &
4068                                                 'requires an ID.', i, j
4069                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0575',         &
4070                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4071                   ENDIF
4072                ELSEIF ( buildings_f%lod == 2 )  THEN
4073                   IF ( ANY( buildings_f%var_3d(:,j,i) == 1 )  .AND.           &
4074                        building_id_f%var(j,i) == building_id_f%fill )  THEN
4075                      WRITE( message_string, * ) 'Each building grid point '// &
4076                                                 'requires an ID.', i, j
4077                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0575',         &
4078                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4079                   ENDIF
4080                ENDIF
4081             ENDIF
4082!
4083!--          Check albedo parameters. If albedo_type is 0, all parameters
4084!--          must be set.
4085             IF ( albedo_type_f%from_file )  THEN
4086                IF ( albedo_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
4087                   IF ( ANY( albedo_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                   &
4088                             albedo_pars_f%fill ) )  THEN
4089                      message_string = 'If albedo_type(y,x) = 0, all ' //      &
4090                                       'parameters of albedo_pars at this ' // &
4091                                       'location must be set.'
4092                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0576',         &
4093                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4094                   ENDIF
4095                ENDIF
4096             ENDIF
4097
4098!
4099!--          Check pavement parameters. If pavement_type is 0, all parameters
4100!--          of pavement_pars must be set at this location.
4101             IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
4102                IF ( pavement_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
4103                   IF ( ANY( pavement_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                 &
4104                             pavement_pars_f%fill ) )  THEN
4105                      message_string = 'If pavement_type(y,x) = 0, all ' //    &
4106                                       'parameters of pavement_pars at this '//&
4107                                       'location must be set.'
4108                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0577',         &
4109                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4110                   ENDIF
4111                ENDIF
4112             ENDIF
4113!
4114!--          Check pavement-subsurface parameters. If pavement_type is 0,
4115!--          all parameters of pavement_subsurface_pars must be set  at this
4116!--          location.
4117             IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
4118                IF ( pavement_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
4119                   IF ( ANY( pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz(:,:,j,i) ==   &
4120                             pavement_subsurface_pars_f%fill ) )  THEN
4121                      message_string = 'If pavement_type(y,x) = 0, all ' //    &
4122                                       'parameters of '                  //    &
4123                                       'pavement_subsurface_pars at this '//   &
4124                                       'location must be set.'
4125                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0578',         &
4126                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4127                   ENDIF
4128                ENDIF
4129             ENDIF
4130
4131!
4132!--          Check water parameters. If water_type is 0, all parameters
4133!--          must be set  at this location.
4134             IF ( water_type_f%from_file )  THEN
4135                IF ( water_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
4136                   IF ( ANY( water_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                    &
4137                             water_pars_f%fill ) )  THEN
4138                      message_string = 'If water_type(y,x) = 0, all ' //       &
4139                                       'parameters of water_pars at this ' //  &
4140                                       'location must be set.'
4141                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0579',         &
4142                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4143                   ENDIF
4144                ENDIF
4145             ENDIF
4146
4147          ENDDO
4148       ENDDO
4149
4150    END SUBROUTINE netcdf_data_input_check_static
4151
4152!------------------------------------------------------------------------------!
4153! Description:
4154! ------------
4155!> Resize 8-bit 2D Integer array: (nys:nyn,nxl:nxr) -> (nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4156!------------------------------------------------------------------------------!
4157    SUBROUTINE resize_array_2d_int8( var, js, je, is, ie )
4158   
4159       IMPLICIT NONE
4160
4161       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4162       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4163       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4164       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4165       
4166       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4167       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4168!
4169!--    Allocate temporary variable
4170       ALLOCATE( var_tmp(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4171!
4172!--    Temporary copy of the variable
4173       var_tmp(js:je,is:ie) = var(js:je,is:ie)
4174!
4175!--    Resize the array
4176       DEALLOCATE( var )
4177       ALLOCATE( var(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4178!
4179!--    Transfer temporary copy back to original array
4180       var(js:je,is:ie) = var_tmp(js:je,is:ie)
4181
4182    END SUBROUTINE resize_array_2d_int8
4183   
4184!------------------------------------------------------------------------------!
4185! Description:
4186! ------------
4187!> Resize 32-bit 2D Integer array: (nys:nyn,nxl:nxr) -> (nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4188!------------------------------------------------------------------------------!
4189    SUBROUTINE resize_array_2d_int32( var, js, je, is, ie )
4190
4191       IMPLICIT NONE
4192       
4193       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4194       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4195       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4196       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4197
4198       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4199       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4200!
4201!--    Allocate temporary variable
4202       ALLOCATE( var_tmp(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4203!
4204!--    Temporary copy of the variable
4205       var_tmp(js:je,is:ie) = var(js:je,is:ie)
4206!
4207!--    Resize the array
4208       DEALLOCATE( var )
4209       ALLOCATE( var(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4210!
4211!--    Transfer temporary copy back to original array
4212       var(js:je,is:ie) = var_tmp(js:je,is:ie)
4213
4214    END SUBROUTINE resize_array_2d_int32
4215   
4216!------------------------------------------------------------------------------!
4217! Description:
4218! ------------
4219!> Resize 8-bit 3D Integer array: (:,nys:nyn,nxl:nxr) -> (:,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4220!------------------------------------------------------------------------------!
4221    SUBROUTINE resize_array_3d_int8( var, ks, ke, js, je, is, ie )
4222
4223       IMPLICIT NONE
4224
4225       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4226       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4227       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4228       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4229       INTEGER(iwp) ::  ke !< upper bound of treated array in z-direction 
4230       INTEGER(iwp) ::  ks !< lower bound of treated array in z-direction 
4231       
4232       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4233       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4234!
4235!--    Allocate temporary variable
4236       ALLOCATE( var_tmp(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4237!
4238!--    Temporary copy of the variable
4239       var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie) = var(ks:ke,js:je,is:ie)
4240!
4241!--    Resize the array
4242       DEALLOCATE( var )
4243       ALLOCATE( var(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4244!
4245!--    Transfer temporary copy back to original array
4246       var(ks:ke,js:je,is:ie) = var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie)
4247
4248    END SUBROUTINE resize_array_3d_int8
4249   
4250!------------------------------------------------------------------------------!
4251! Description:
4252! ------------
4253!> Resize 3D Real array: (:,nys:nyn,nxl:nxr) -> (:,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4254!------------------------------------------------------------------------------!
4255    SUBROUTINE resize_array_3d_real( var, ks, ke, js, je, is, ie )
4256
4257       IMPLICIT NONE
4258
4259       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4260       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4261       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4262       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4263       INTEGER(iwp) ::  ke !< upper bound of treated array in z-direction 
4264       INTEGER(iwp) ::  ks !< lower bound of treated array in z-direction 
4265       
4266       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4267       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4268!
4269!--    Allocate temporary variable
4270       ALLOCATE( var_tmp(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4271!
4272!--    Temporary copy of the variable
4273       var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie) = var(ks:ke,js:je,is:ie)
4274!
4275!--    Resize the array
4276       DEALLOCATE( var )
4277       ALLOCATE( var(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4278!
4279!--    Transfer temporary copy back to original array
4280       var(ks:ke,js:je,is:ie) = var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie)
4281
4282    END SUBROUTINE resize_array_3d_real
4283   
4284!------------------------------------------------------------------------------!
4285! Description:
4286! ------------
4287!> Resize 4D Real array: (:,:,nys:nyn,nxl:nxr) -> (:,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4288!------------------------------------------------------------------------------!
4289    SUBROUTINE resize_array_4d_real( var, k1s, k1e, k2s, k2e, js, je, is, ie )
4290
4291       IMPLICIT NONE
4292       
4293       INTEGER(iwp) ::  je  !< upper index bound along y direction
4294       INTEGER(iwp) ::  js  !< lower index bound along y direction
4295       INTEGER(iwp) ::  ie  !< upper index bound along x direction
4296       INTEGER(iwp) ::  is  !< lower index bound along x direction
4297       INTEGER(iwp) ::  k1e !< upper bound of treated array in z-direction 
4298       INTEGER(iwp) ::  k1s !< lower bound of treated array in z-direction
4299       INTEGER(iwp) ::  k2e !< upper bound of treated array along parameter space 
4300       INTEGER(iwp) ::  k2s !< lower bound of treated array along parameter space 
4301       
4302       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4303       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4304!
4305!--    Allocate temporary variable
4306       ALLOCATE( var_tmp(k1s:k1e,k2s:k2e,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4307!
4308!--    Temporary copy of the variable
4309       var_tmp(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie) = var(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie)
4310!
4311!--    Resize the array
4312       DEALLOCATE( var )
4313       ALLOCATE( var(k1s:k1e,k2s:k2e,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4314!
4315!--    Transfer temporary copy back to original array
4316       var(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie) = var_tmp(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie)
4317
4318    END SUBROUTINE resize_array_4d_real
4319   
4320!------------------------------------------------------------------------------!
4321! Description:
4322! ------------
4323!> Vertical interpolation and extrapolation of 1D variables.
4324!------------------------------------------------------------------------------!
4325    SUBROUTINE netcdf_data_input_interpolate_1d( var, z_grid, z_file)
4326
4327       IMPLICIT NONE
4328
4329       INTEGER(iwp) ::  k       !< running index z-direction file
4330       INTEGER(iwp) ::  kk      !< running index z-direction stretched model grid
4331       INTEGER(iwp) ::  kl      !< lower index bound along z-direction
4332       INTEGER(iwp) ::  ku      !< upper index bound along z-direction
4333
4334       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  z_grid                  !< grid levels on numeric grid
4335       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  z_file                  !< grid levels on file grid
4336       REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(INOUT) ::  var      !< treated variable
4337       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  var_tmp  !< temporary variable
4338
4339
4340       kl = LBOUND(var,1)
4341       ku = UBOUND(var,1)
4342       ALLOCATE( var_tmp(kl:ku) )
4343
4344       DO  k = kl, ku
4345
4346          kk = MINLOC( ABS( z_file - z_grid(k) ), DIM = 1 )
4347
4348          IF ( kk < ku )  THEN
4349             IF ( z_file(kk) - z_grid(k) <= 0.0_wp )  THEN
4350                var_tmp(k) = var(kk) +                                         &
4351                                       ( var(kk+1)        - var(kk)    ) /     &
4352                                       ( z_file(kk+1)     - z_file(kk) ) *     &
4353                                       ( z_grid(k)        - z_file(kk) )
4354
4355             ELSEIF ( z_file(kk) - z_grid(k) > 0.0_wp )  THEN
4356                var_tmp(k) = var(kk-1) +                                       &
4357                                         ( var(kk)     - var(kk-1)    ) /      &
4358                                         ( z_file(kk)  - z_file(kk-1) ) *      &
4359                                         ( z_grid(k)   - z_file(kk-1) )
4360             ENDIF
4361!
4362!--       Extrapolate
4363          ELSE
4364
4365             var_tmp(k) = var(ku) +   ( var(ku)    - var(ku-1)      ) /        &
4366                                      ( z_file(ku) - z_file(ku-1)   ) *        &
4367                                      ( z_grid(k)  - z_file(ku)     )
4368
4369          ENDIF
4370
4371       ENDDO
4372       var(:) = var_tmp(:)
4373
4374       DEALLOCATE( var_tmp )
4375
4376
4377    END SUBROUTINE netcdf_data_input_interpolate_1d
4378
4379
4380!------------------------------------------------------------------------------!
4381! Description:
4382! ------------
4383!> Vertical interpolation and extrapolation of 1D variables from Inifor grid
4384!> onto Palm grid, where both have same dimension. Please note, the passed
4385!> paramter list in 1D version is different compared to 2D version.
4386!------------------------------------------------------------------------------!
4387    SUBROUTINE netcdf_data_input_interpolate_1d_soil( var, var_file,           &
4388                                                      z_grid, z_file,          &
4389                                                      nzb_var, nzt_var,        &
4390                                                      nzb_file, nzt_file )
4391
4392       IMPLICIT NONE
4393
4394       INTEGER(iwp) ::  k        !< running index z-direction file
4395       INTEGER(iwp) ::  kk       !< running index z-direction stretched model grid
4396       INTEGER(iwp) ::  ku       !< upper index bound along z-direction for varialbe from file
4397       INTEGER(iwp) ::  nzb_var  !< lower bound of final array
4398       INTEGER(iwp) ::  nzt_var  !< upper bound of final array
4399       INTEGER(iwp) ::  nzb_file !< lower bound of file array
4400       INTEGER(iwp) ::  nzt_file !< upper bound of file array
4401
4402!        LOGICAL, OPTIONAL ::  zsoil !< flag indicating reverse z-axis, i.e. zsoil instead of height, e.g. in case of ocean or soil
4403
4404       REAL(wp), DIMENSION(nzb_var:nzt_var)   ::  z_grid   !< grid levels on numeric grid
4405       REAL(wp), DIMENSION(nzb_file:nzt_file) ::  z_file   !< grid levels on file grid
4406       REAL(wp), DIMENSION(nzb_var:nzt_var)   ::  var      !< treated variable
4407       REAL(wp), DIMENSION(nzb_file:nzt_file) ::  var_file !< temporary variable
4408
4409       ku = nzt_file
4410
4411       DO  k = nzb_var, nzt_var
4412!
4413!--       Determine index on Inifor grid which is closest to the actual height
4414          kk = MINLOC( ABS( z_file - z_grid(k) ), DIM = 1 )
4415!
4416!--       If closest index on Inifor grid is smaller than top index,
4417!--       interpolate the data
4418          IF ( kk < nzt_file )  THEN
4419             IF ( z_file(kk) - z_grid(k) <= 0.0_wp )  THEN
4420                var(k) = var_file(kk) + ( var_file(kk+1) - var_file(kk) ) /    &
4421                                        ( z_file(kk+1)   - z_file(kk)   ) *    &
4422                                        ( z_grid(k)      - z_file(kk)   )
4423
4424             ELSEIF ( z_file(kk) - z_grid(k) > 0.0_wp )  THEN
4425                var(k) = var_file(kk-1) + ( var_file(kk) - var_file(kk-1) ) /  &
4426                                          ( z_file(kk)   - z_file(kk-1)   ) *  &
4427                                          ( z_grid(k)    - z_file(kk-1)   )
4428             ENDIF
4429!
4430!--       Extrapolate if actual height is above the highest Inifor level
4431          ELSE
4432             var(k) = var_file(ku) + ( var_file(ku) - var_file(ku-1) ) /       &
4433                                     ( z_file(ku)   - z_file(ku-1)   ) *       &
4434                                     ( z_grid(k)    - z_file(ku)     )
4435
4436          ENDIF
4437
4438       ENDDO
4439
4440    END SUBROUTINE netcdf_data_input_interpolate_1d_soil
4441
4442!------------------------------------------------------------------------------!
4443! Description:
4444! ------------
4445!> Vertical interpolation and extrapolation of 2D variables at lateral boundaries.
4446!------------------------------------------------------------------------------!
4447    SUBROUTINE netcdf_data_input_interpolate_2d( var, z_grid, z_file)
4448
4449       IMPLICIT NONE
4450
4451       INTEGER(iwp) ::  i       !< running index x- or y -direction
4452       INTEGER(iwp) ::  il      !< lower index bound along x- or y-direction
4453       INTEGER(iwp) ::  iu      !< upper index bound along x- or y-direction
4454       INTEGER(iwp) ::  k       !< running index z-direction file
4455       INTEGER(iwp) ::  kk      !< running index z-direction stretched model grid
4456       INTEGER(iwp) ::  kl      !< lower index bound along z-direction
4457       INTEGER(iwp) ::  ku      !< upper index bound along z-direction
4458
4459       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  z_grid                  !< grid levels on numeric grid
4460       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  z_file                  !< grid levels on file grid
4461       REAL(wp), DIMENSION(:,:), INTENT(INOUT) ::  var    !< treated variable
4462       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  var_tmp  !< temporary variable
4463
4464
4465       il = LBOUND(var,2)
4466       iu = UBOUND(var,2)
4467       kl = LBOUND(var,1)
4468       ku = UBOUND(var,1)
4469       ALLOCATE( var_tmp(kl:ku) )
4470
4471       DO  i = il, iu
4472          DO  k = kl, ku
4473
4474             kk = MINLOC( ABS( z_file - z_grid(k) ), DIM = 1 )
4475
4476             IF ( kk < ku )  THEN
4477                IF ( z_file(kk) - z_grid(k) <= 0.0_wp )  THEN
4478                   var_tmp(k) = var(kk,i) +                                    &
4479                                          ( var(kk+1,i)      - var(kk,i)  ) /  &
4480                                          ( z_file(kk+1)     - z_file(kk) ) *  &
4481                                          ( z_grid(k)        - z_file(kk) )
4482
4483                ELSEIF ( z_file(kk) - z_grid(k) > 0.0_wp )  THEN
4484                   var_tmp(k) = var(kk-1,i) +                                  &
4485                                            ( var(kk,i)   - var(kk-1,i)  ) /   &
4486                                            ( z_file(kk)  - z_file(kk-1) ) *   &
4487                                            ( z_grid(k)   - z_file(kk-1) )
4488                ENDIF
4489!
4490!--          Extrapolate
4491             ELSE
4492
4493                var_tmp(k) = var(ku,i) + ( var(ku,i)  - var(ku-1,i)    ) /     &
4494                                         ( z_file(ku) - z_file(ku-1)   ) *     &
4495                                         ( z_grid(k)  - z_file(ku)     )
4496
4497             ENDIF
4498
4499          ENDDO
4500          var(:,i) = var_tmp(:)
4501
4502       ENDDO
4503
4504       DEALLOCATE( var_tmp )
4505
4506
4507    END SUBROUTINE netcdf_data_input_interpolate_2d
4508
4509!------------------------------------------------------------------------------!
4510! Description:
4511! ------------
4512!> Vertical interpolation and extrapolation of 3D variables.
4513!------------------------------------------------------------------------------!
4514    SUBROUTINE netcdf_data_input_interpolate_3d( var, z_grid, z_file )
4515
4516       IMPLICIT NONE
4517
4518       INTEGER(iwp) ::  i       !< running index x-direction
4519       INTEGER(iwp) ::  il      !< lower index bound along x-direction
4520       INTEGER(iwp) ::  iu      !< upper index bound along x-direction
4521       INTEGER(iwp) ::  j       !< running index y-direction
4522       INTEGER(iwp) ::  jl      !< lower index bound along x-direction
4523       INTEGER(iwp) ::  ju      !< upper index bound along x-direction
4524       INTEGER(iwp) ::  k       !< running index z-direction file
4525       INTEGER(iwp) ::  kk      !< running index z-direction stretched model grid
4526       INTEGER(iwp) ::  kl      !< lower index bound along z-direction
4527       INTEGER(iwp) ::  ku      !< upper index bound along z-direction
4528
4529       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  z_grid                      !< grid levels on numeric grid
4530       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  z_file                      !< grid levels on file grid
4531       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(INOUT) ::  var      !< treated variable
4532       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  var_tmp  !< temporary variable
4533
4534       il = LBOUND(var,3)
4535       iu = UBOUND(var,3)
4536       jl = LBOUND(var,2)
4537       ju = UBOUND(var,2)
4538       kl = LBOUND(var,1)
4539       ku = UBOUND(var,1)
4540
4541       ALLOCATE( var_tmp(kl:ku) )
4542
4543       DO  i = il, iu
4544          DO  j = jl, ju
4545             DO  k = kl, ku
4546
4547                kk = MINLOC( ABS( z_file - z_grid(k) ), DIM = 1 )
4548
4549                IF ( kk < ku )  THEN
4550                   IF ( z_file(kk) - z_grid(k) <= 0.0_wp )  THEN
4551                      var_tmp(k) = var(kk,j,i) +                               &
4552                                             ( var(kk+1,j,i) - var(kk,j,i) ) / &
4553                                             ( z_file(kk+1)  - z_file(kk)  ) * &
4554                                             ( z_grid(k)     - z_file(kk)  )
4555
4556                   ELSEIF ( z_file(kk) - z_grid(k) > 0.0_wp )  THEN
4557                      var_tmp(k) = var(kk-1,j,i) +                             &
4558                                             ( var(kk,j,i) - var(kk-1,j,i) ) / &
4559                                             ( z_file(kk)  - z_file(kk-1)  ) * &
4560                                             ( z_grid(k)   - z_file(kk-1)  )
4561                   ENDIF
4562!
4563!--             Extrapolate
4564                ELSE
4565                   var_tmp(k) = var(ku,j,i) +                                  &
4566                                       ( var(ku,j,i)  - var(ku-1,j,i)   ) /    &
4567                                       ( z_file(ku)   - z_file(ku-1)    ) *    &
4568                                       ( z_grid(k)    - z_file(ku)      )
4569
4570                ENDIF
4571             ENDDO
4572             var(:,j,i) = var_tmp(:)
4573          ENDDO
4574       ENDDO
4575
4576       DEALLOCATE( var_tmp )
4577
4578
4579    END SUBROUTINE netcdf_data_input_interpolate_3d
4580
4581!------------------------------------------------------------------------------!
4582! Description:
4583! ------------
4584!> Checks if a given variables is on file
4585!------------------------------------------------------------------------------!
4586    FUNCTION check_existence( vars_in_file, var_name )
4587
4588       IMPLICIT NONE
4589
4590       CHARACTER(LEN=*) ::  var_name                   !< variable to be checked
4591       CHARACTER(LEN=*), DIMENSION(:) ::  vars_in_file !< list of variables in file
4592
4593       INTEGER(iwp) ::  i                              !< loop variable
4594
4595       LOGICAL ::  check_existence                     !< flag indicating whether a variable exist or not - actual return value
4596
4597       i = 1
4598       check_existence = .FALSE.
4599       DO  WHILE ( i <= SIZE( vars_in_file ) )
4600          check_existence = TRIM( vars_in_file(i) ) == TRIM( var_name )  .OR.  &
4601                            check_existence
4602          i = i + 1
4603       ENDDO
4604
4605       RETURN
4606
4607    END FUNCTION check_existence
4608
4609
4610!------------------------------------------------------------------------------!
4611! Description:
4612! ------------
4613!> Closes an existing netCDF file.
4614!------------------------------------------------------------------------------!
4615    SUBROUTINE close_input_file( id )
4616#if defined( __netcdf )
4617
4618       USE pegrid
4619
4620       IMPLICIT NONE
4621
4622       INTEGER(iwp), INTENT(INOUT)        ::  id        !< file id
4623
4624       nc_stat = NF90_CLOSE( id )
4625       CALL handle_error( 'close', 540 )
4626#endif
4627    END SUBROUTINE close_input_file
4628
4629!------------------------------------------------------------------------------!
4630! Description:
4631! ------------
4632!> Opens an existing netCDF file for reading only and returns its id.
4633!------------------------------------------------------------------------------!
4634    SUBROUTINE open_read_file( filename, id )
4635#if defined( __netcdf )
4636
4637       USE pegrid
4638
4639       IMPLICIT NONE
4640
4641       CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  filename  !< filename
4642       INTEGER(iwp), INTENT(INOUT)   ::  id        !< file id
4643
4644#if defined( __netcdf4_parallel )
4645!      if __netcdf4_parallel is defined, parrallel NetCDF will be used unconditionally
4646       nc_stat = NF90_OPEN( filename, IOR( NF90_WRITE, NF90_MPIIO ), id,  &
4647                            COMM = comm2d, INFO = MPI_INFO_NULL )
4648       IF(nc_stat /= NF90_NOERR )  THEN                                       !possible NetCDF 3 file
4649           nc_stat = NF90_OPEN( filename, NF90_NOWRITE, id )
4650           collective_read = .FALSE.
4651       ELSE
4652           collective_read = .TRUE.
4653       END IF
4654#else
4655!      All MPI processes open und read
4656       nc_stat = NF90_OPEN( filename, NF90_NOWRITE, id )
4657#endif
4658
4659       CALL handle_error( 'open_read_file', 539 )
4660
4661#endif
4662    END SUBROUTINE open_read_file
4663
4664!------------------------------------------------------------------------------!
4665! Description:
4666! ------------
4667!> Reads global or variable-related attributes of type INTEGER (32-bit)
4668!------------------------------------------------------------------------------!
4669     SUBROUTINE get_attribute_int32( id, attribute_name, value, global,        &
4670                                     variable_name )
4671
4672       USE pegrid
4673
4674       IMPLICIT NONE
4675
4676       CHARACTER(LEN=*)            ::  attribute_name   !< attribute name
4677       CHARACTER(LEN=*), OPTIONAL  ::  variable_name    !< variable name
4678
4679       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4680       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< variable id
4681       INTEGER(iwp), INTENT(INOUT) ::  value            !< read value
4682
4683       LOGICAL, INTENT(IN) ::  global                   !< flag indicating global attribute
4684#if defined( __netcdf )
4685
4686!
4687!--    Read global attribute
4688       IF ( global )  THEN
4689          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, NF90_GLOBAL, TRIM( attribute_name ), value )
4690          CALL handle_error( 'get_attribute_int32 global', 522, attribute_name )
4691!
4692!--    Read attributes referring to a single variable. Therefore, first inquire
4693!--    variable id
4694       ELSE
4695          nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4696          CALL handle_error( 'get_attribute_int32', 522, attribute_name )
4697          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, id_var, TRIM( attribute_name ), value )
4698          CALL handle_error( 'get_attribute_int32', 522, attribute_name )
4699       ENDIF
4700#endif
4701    END SUBROUTINE get_attribute_int32
4702
4703!------------------------------------------------------------------------------!
4704! Description:
4705! ------------
4706!> Reads global or variable-related attributes of type INTEGER (8-bit)
4707!------------------------------------------------------------------------------!
4708     SUBROUTINE get_attribute_int8( id, attribute_name, value, global,         &
4709                                    variable_name )
4710
4711       USE pegrid
4712
4713       IMPLICIT NONE
4714
4715       CHARACTER(LEN=*)            ::  attribute_name   !< attribute name
4716       CHARACTER(LEN=*), OPTIONAL  ::  variable_name    !< variable name
4717
4718       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4719       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< variable id
4720       INTEGER(KIND=1), INTENT(INOUT) ::  value         !< read value
4721
4722       LOGICAL, INTENT(IN) ::  global                   !< flag indicating global attribute
4723#if defined( __netcdf )
4724
4725!
4726!--    Read global attribute
4727       IF ( global )  THEN
4728          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, NF90_GLOBAL, TRIM( attribute_name ), value )
4729          CALL handle_error( 'get_attribute_int8 global', 523, attribute_name )
4730!
4731!--    Read attributes referring to a single variable. Therefore, first inquire
4732!--    variable id
4733       ELSE
4734          nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4735          CALL handle_error( 'get_attribute_int8', 523, attribute_name )
4736          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, id_var, TRIM( attribute_name ), value )
4737          CALL handle_error( 'get_attribute_int8', 523, attribute_name )
4738       ENDIF
4739#endif
4740    END SUBROUTINE get_attribute_int8
4741
4742!------------------------------------------------------------------------------!
4743! Description:
4744! ------------
4745!> Reads global or variable-related attributes of type REAL
4746!------------------------------------------------------------------------------!
4747     SUBROUTINE get_attribute_real( id, attribute_name, value, global,         &
4748                                    variable_name )
4749
4750       USE pegrid
4751
4752       IMPLICIT NONE
4753
4754       CHARACTER(LEN=*)            ::  attribute_name   !< attribute name
4755       CHARACTER(LEN=*), OPTIONAL  ::  variable_name    !< variable name
4756
4757       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4758       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< variable id
4759
4760       LOGICAL, INTENT(IN) ::  global                   !< flag indicating global attribute
4761
4762       REAL(wp), INTENT(INOUT)     ::  value            !< read value
4763#if defined( __netcdf )
4764
4765
4766!
4767!-- Read global attribute
4768       IF ( global )  THEN
4769          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, NF90_GLOBAL, TRIM( attribute_name ), value )
4770          CALL handle_error( 'get_attribute_real global', 524, attribute_name )
4771!
4772!-- Read attributes referring to a single variable. Therefore, first inquire
4773!-- variable id
4774       ELSE
4775          nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4776          CALL handle_error( 'get_attribute_real', 524, attribute_name )
4777          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, id_var, TRIM( attribute_name ), value )
4778          CALL handle_error( 'get_attribute_real', 524, attribute_name )
4779       ENDIF
4780#endif
4781    END SUBROUTINE get_attribute_real
4782
4783!------------------------------------------------------------------------------!
4784! Description:
4785! ------------
4786!> Reads global or variable-related attributes of type CHARACTER
4787!> Remark: reading attributes of type NF_STRING return an error code 56 -
4788!> Attempt to convert between text & numbers.
4789!------------------------------------------------------------------------------!
4790     SUBROUTINE get_attribute_string( id, attribute_name, value, global,       &
4791                                      variable_name, no_abort )
4792
4793       USE pegrid
4794
4795       IMPLICIT NONE
4796
4797       CHARACTER(LEN=*)                ::  attribute_name   !< attribute name
4798       CHARACTER(LEN=*), OPTIONAL      ::  variable_name    !< variable name
4799       CHARACTER(LEN=*), INTENT(INOUT) ::  value            !< read value
4800
4801       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4802       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< variable id
4803
4804       LOGICAL ::  check_error                          !< flag indicating if handle_error shall be checked
4805       LOGICAL, INTENT(IN) ::  global                   !< flag indicating global attribute
4806       LOGICAL, INTENT(IN), OPTIONAL ::  no_abort       !< flag indicating if errors should be checked
4807#if defined( __netcdf )
4808
4809       IF ( PRESENT( no_abort ) )  THEN
4810          check_error = no_abort
4811       ELSE
4812          check_error = .TRUE.
4813       ENDIF
4814!
4815!--    Read global attribute
4816       IF ( global )  THEN
4817          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, NF90_GLOBAL, TRIM( attribute_name ), value )
4818          IF ( check_error)  CALL handle_error( 'get_attribute_string global', 525, attribute_name )
4819!
4820!--    Read attributes referring to a single variable. Therefore, first inquire
4821!--    variable id
4822       ELSE
4823          nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4824          IF ( check_error)  CALL handle_error( 'get_attribute_string', 525, attribute_name )
4825
4826          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, id_var, TRIM( attribute_name ), value )
4827          IF ( check_error)  CALL handle_error( 'get_attribute_string',525, attribute_name )
4828
4829       ENDIF
4830#endif
4831    END SUBROUTINE get_attribute_string
4832
4833
4834
4835!------------------------------------------------------------------------------!
4836! Description:
4837! ------------
4838!> Get dimension array for a given dimension
4839!------------------------------------------------------------------------------!
4840     SUBROUTINE netcdf_data_input_get_dimension_length( id, dim_len,           &
4841                                                        variable_name )
4842       USE pegrid
4843
4844       IMPLICIT NONE
4845
4846       CHARACTER(LEN=*)            ::  variable_name    !< dimension name
4847       CHARACTER(LEN=100)          ::  dum              !< dummy variable to receive return character
4848
4849       INTEGER(iwp)                ::  dim_len          !< dimension size
4850       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4851       INTEGER(iwp)                ::  id_dim           !< dimension id
4852
4853#if defined( __netcdf )
4854!
4855!--    First, inquire dimension ID
4856       nc_stat = NF90_INQ_DIMID( id, TRIM( variable_name ), id_dim )
4857       CALL handle_error( 'netcdf_data_input_get_dimension_length', 526,       &
4858                          variable_name )
4859!
4860!--    Inquire dimension length
4861       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, id_dim, dum, LEN = dim_len )
4862       CALL handle_error( 'netcdf_data_input_get_dimension_length', 526,       &
4863                          variable_name )
4864
4865#endif
4866    END SUBROUTINE netcdf_data_input_get_dimension_length
4867
4868!------------------------------------------------------------------------------!
4869! Description:
4870! ------------
4871!> Routine for reading-in a character string from the chem emissions netcdf
4872!> input file. 
4873!------------------------------------------------------------------------------!
4874    SUBROUTINE get_variable_string( id, variable_name, var_string, names_number)
4875#if defined( __netcdf )
4876
4877       USE indices
4878       USE pegrid
4879
4880       IMPLICIT NONE
4881
4882       CHARACTER (LEN=25), ALLOCATABLE, DIMENSION(:), INTENT(INOUT)  :: var_string
4883
4884       CHARACTER(LEN=*)                                              :: variable_name          !> variable name
4885
4886       CHARACTER (LEN=1), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)                :: tmp_var_string         !> variable to be read
4887
4888
4889       INTEGER(iwp), INTENT(IN)                                      :: id                     !> file id
4890
4891       INTEGER(iwp), INTENT(IN)                                      :: names_number           !> number of names
4892
4893       INTEGER(iwp)                                                  :: id_var                 !> variable id
4894
4895       INTEGER(iwp)                                                  :: i,j                    !> index to go through the length of the dimensions
4896
4897       INTEGER(iwp)                                                  :: max_string_length=25   !> this is both the maximum length of a name, but also 
4898                                                                                            ! the number of the components of the first dimensions
4899                                                                                            ! (rows)
4900
4901
4902       ALLOCATE(tmp_var_string(max_string_length,names_number))
4903
4904       ALLOCATE(var_string(names_number))
4905
4906    !-- Inquire variable id
4907       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4908
4909
4910    !-- Get variable
4911    !-- Start cycle over the emission species
4912       DO i = 1, names_number
4913       !-- read the first letter of each component
4914          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, var_string(i), start = (/ 1,i /), &
4915                                 count = (/ 1,1 /) )
4916          CALL handle_error( 'get_variable_string', 701 )
4917
4918       !-- Start cycle over charachters
4919          DO j = 1, max_string_length
4920                       
4921          !-- read the rest of the components of the name
4922             nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp_var_string(j,i), start = (/ j,i /),&
4923                                     count = (/ 1,1 /) )
4924             CALL handle_error( 'get_variable_string', 702 )
4925
4926             IF ( iachar(tmp_var_string(j,i) ) == 0 ) THEN
4927                  tmp_var_string(j,i)=''
4928             ENDIF
4929
4930             IF ( j>1 ) THEN
4931             !-- Concatenate first letter of the name and the others
4932                var_string(i)=TRIM(var_string(i)) // TRIM(tmp_var_string(j,i))
4933
4934             ENDIF
4935          ENDDO
4936       ENDDO
4937
4938#endif
4939    END SUBROUTINE get_variable_string
4940
4941!------------------------------------------------------------------------------!
4942! Description:
4943! ------------
4944!> Reads a character variable in a 1D array
4945!------------------------------------------------------------------------------!
4946     SUBROUTINE get_variable_1d_char( id, variable_name, var )
4947
4948       USE pegrid
4949
4950       IMPLICIT NONE
4951
4952       CHARACTER(LEN=*)            ::  variable_name          !< variable name
4953       CHARACTER(LEN=*), DIMENSION(:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
4954
4955       INTEGER(iwp)                ::  i                !< running index over variable dimension
4956       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4957       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< dimension id
4958       
4959       INTEGER(iwp), DIMENSION(2)  ::  dimid            !< dimension IDs
4960       INTEGER(iwp), DIMENSION(2)  ::  dimsize          !< dimension size
4961
4962#if defined( __netcdf )
4963
4964!
4965!--    First, inquire variable ID
4966       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4967       CALL handle_error( 'get_variable_1d_int', 527, variable_name )
4968!
4969!--    Inquire dimension IDs
4970       nc_stat = NF90_INQUIRE_VARIABLE( id, id_var, dimids = dimid(1:2) )
4971       CALL handle_error( 'get_variable_1d_char', 527, variable_name )
4972!
4973!--    Read dimesnion length
4974       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, dimid(1), LEN = dimsize(1) )
4975       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, dimid(2), LEN = dimsize(2) )
4976       
4977!
4978!--    Read character array. Note, each element is read individually, in order
4979!--    to better separate single strings.
4980       DO  i = 1, dimsize(2)
4981          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, var(i),                          &
4982                                  start = (/ 1, i /),                          &
4983                                  count = (/ dimsize(1), 1 /) )
4984          CALL handle_error( 'get_variable_1d_char', 527, variable_name )
4985       ENDDO     
4986                         
4987#endif
4988    END SUBROUTINE get_variable_1d_char
4989
4990   
4991!------------------------------------------------------------------------------!
4992! Description:
4993! ------------
4994!> Reads a 1D integer variable from file.
4995!------------------------------------------------------------------------------!
4996     SUBROUTINE get_variable_1d_int( id, variable_name, var )
4997
4998       USE pegrid
4999
5000       IMPLICIT NONE
5001
5002       CHARACTER(LEN=*)            ::  variable_name    !< variable name
5003
5004       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
5005       INTEGER(iwp)                ::  id_var