source: palm/trunk/SOURCE/netcdf_data_input_mod.f90 @ 3855

Last change on this file since 3855 was 3855, checked in by suehring, 3 years ago

In projection of non-building 3D objects onto numerical grid remove dependency on building_type

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 281.5 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 3855 2019-04-03 10:00:59Z suehring $
27! Typo removed
28!
29! 3854 2019-04-02 16:59:33Z suehring
30! Bugfix in one of the checks. Typo removed.
31!
32! 3744 2019-02-15 18:38:58Z suehring
33! Enable mesoscale offline nesting for chemistry variables as well as
34! initialization of chemistry via dynamic input file.
35!
36! 3705 2019-01-29 19:56:39Z suehring
37! Interface for attribute input of 8-bit and 32-bit integer
38!
39! 3704 2019-01-29 19:51:41Z suehring
40! unused variables removed
41!
42! 3560 2018-11-23 09:20:21Z raasch
43! Some formatting adjustment
44!
45! 3556 2018-11-22 14:11:57Z suehring
46! variables documented and unused variables removed
47!
48! 3552 2018-11-22 10:28:35Z suehring
49! Revise ghost point exchange and resizing of input variables
50!
51! 3542 2018-11-20 17:04:13Z suehring
52! - read optional attributes from file
53! - set default origin_time
54!
55! 3518 2018-11-12 18:10:23Z suehring
56! Additional checks
57!
58! 3516 2018-11-12 15:49:39Z gronemeier
59! bugfix: - difference in z coordinate between file and PALM must be <1e-6
60!         - output of error 553 for all PEs
61!
62! 3498 2018-11-07 10:53:03Z gronemeier
63! Bugfix: print error message by processor which encounters the error
64!
65! 3485 2018-11-03 17:09:40Z gronemeier
66! - get central meridian from origin_lon if crs does not exist
67! - set default origin_lon to 0
68!
69! 3483 2018-11-02 14:19:26Z raasch
70! bugfix: misplaced directives for netCDF fixed
71!
72! 3474 2018-10-30 21:07:39Z kanani
73! Add UV exposure model input (Schrempf)
74!
75! 3472 2018-10-30 20:43:50Z suehring
76! Salsa implemented
77!
78! 3464 2018-10-30 18:08:55Z kanani
79! Define coordinate reference system (crs) and read from input dataset
80! Revise default values for reference coordinates
81!
82! 3459 2018-10-30 15:04:11Z gronemeier
83! from chemistry branch r3443, banzhafs, Russo:
84! Uncommented lines on dimension of surface_fractions
85! Removed par_emis_time_factor variable, moved to chem_emissions_mod
86! Initialized nspec and other emission variables at time of declaration
87! Modified EXPERT mode to PRE-PROCESSED mode
88! Introduced Chemistry static netcdf file
89! Added the routine for reading-in netcdf data for chemistry
90! Added routines to get_variable interface specific for chemistry files
91!
92! 3429 2018-10-25 13:04:23Z knoop
93! add default values of origin_x/y/z
94!
95! 3404 2018-10-23 13:29:11Z suehring
96! Consider time-dependent geostrophic wind components in offline nesting
97!
98! 3376 2018-10-19 10:15:32Z suehring
99! Additional check for consistent building initialization implemented
100!
101! 3347 2018-10-15 14:21:08Z suehring
102! Subroutine renamed
103!
104! 3257 2018-09-17 17:11:46Z suehring
105! (from branch resler)
106! Formatting
107!
108! 3298 2018-10-02 12:21:11Z kanani
109! Modified EXPERT mode to PRE-PROCESSED mode (Russo)
110! Introduced Chemistry static netcdf file (Russo)
111! Added the routine for reading-in netcdf data for chemistry (Russo)
112! Added routines to get_variable interface specific for chemistry files (Russo)
113!
114! 3257 2018-09-17 17:11:46Z suehring
115! Adjust checks for building_type and building_id, which is necessary after
116! topography filtering (building_type and id can be modified by the filtering).
117!
118! 3254 2018-09-17 10:53:57Z suehring
119! Additional check for surface_fractions and and checks for building_id and
120! building_type extended.
121!
122! 3241 2018-09-12 15:02:00Z raasch
123! unused variables removed
124!
125! 3215 2018-08-29 09:58:59Z suehring
126! - Separate input of soil properties from input of atmospheric data. This
127!   enables input of soil properties also in child domains without any
128!   dependence on atmospheric input
129! - Check for missing initial 1D/3D data in dynamic input file
130! - Revise checks for matching grid spacing in model and input file
131! - Bugfix, add netcdf4_parallel directive for collective read operation
132! - Revise error message numbers
133!
134! 3209 2018-08-27 16:58:37Z suehring
135! Read zsoil dimension length only if soil variables are provided
136!
137! 3183 2018-07-27 14:25:55Z suehring
138! Adjust input of dynamic driver according to revised Inifor version.
139! Replace simulated_time by time_since_reference_point.
140! Rename variables in mesoscale-offline nesting mode.
141!
142! 3182 2018-07-27 13:36:03Z suehring
143! Slightly revise check for surface_fraction in order to check only the relevant
144! fractions
145!
146! 3103 2018-07-04 17:30:52Z suehring
147! New check for negative terrain heights
148!
149! 3089 2018-06-27 13:20:38Z suehring
150! Revise call for message routine in case of local data inconsistencies.
151!
152! 3054 2018-06-01 16:08:59Z gronemeier
153! Bugfix: force an MPI abort if errors occur while reading building heights
154! from ASCII file
155!
156! 3053 2018-06-01 12:59:07Z suehring
157! Revise checks for variable surface_fraction
158!
159! 3051 2018-05-30 17:43:55Z suehring
160! - Speed-up NetCDF input
161! - Revise input routines and remove NetCDF input via IO-blocks since this is
162!   not working in parallel mode in case blocking collective read operations
163!   are done
164! - Temporarily revoke renaming of input variables in dynamic driver (tend_ug,
165!   tend_vg, zsoil) in order to keep dynamic input file working with current
166!   model version
167! - More detailed error messages created
168!
169! 3045 2018-05-28 07:55:41Z Giersch
170! Error messages revised
171!
172! 3041 2018-05-25 10:39:54Z gronemeier
173! Add data type for global file attributes
174! Add read of global attributes of static driver
175!
176! 3037 2018-05-24 10:39:29Z gronemeier
177! renamed 'depth' to 'zsoil'
178!
179! 3036 2018-05-24 10:18:26Z gronemeier
180! Revision of input vars according to UC2 data standard
181!  - renamed 'orography_2D' to 'zt'
182!  - renamed 'buildings_2D' to 'buildings_2d'
183!  - renamed 'buildings_3D' to 'buildings_3d'
184!  - renamed 'leaf_are_density' to 'lad'
185!  - renamed 'basal_are_density' to 'bad'
186!  - renamed 'root_are_density_lad' to 'root_area_dens_r'
187!  - renamed 'root_are_density_lsm' to 'root_area_dens_s'
188!  - renamed 'ls_forcing_ug' to 'tend_ug'
189!  - renamed 'ls_forcing_vg' to 'tend_vg'
190!
191! 3019 2018-05-13 07:05:43Z maronga
192! Improved reading speed of large NetCDF files
193!
194! 2963 2018-04-12 14:47:44Z suehring
195! - Revise checks for static input variables.
196! - Introduce index for vegetation/wall, pavement/green-wall and water/window
197!   surfaces, for clearer access of surface fraction, albedo, emissivity, etc. .
198!
199! 2958 2018-04-11 15:38:13Z suehring
200! Synchronize longitude and latitude between nested model domains, values are
201! taken from the root model.
202!
203! 2955 2018-04-09 15:14:01Z suehring
204! Extend checks for consistent setting of buildings, its ID and type.
205! Add log-points to measure CPU time of NetCDF data input.
206!
207! 2953 2018-04-09 11:26:02Z suehring
208! Bugfix in checks for initialization data
209!
210! 2947 2018-04-04 18:01:41Z suehring
211! Checks for dynamic input revised
212!
213! 2946 2018-04-04 17:01:23Z suehring
214! Bugfix for revision 2945, perform checks only if dynamic input file is
215! available.
216!
217! 2945 2018-04-04 16:27:14Z suehring
218! - Mimic for topography input slightly revised, in order to enable consistency
219!   checks
220! - Add checks for dimensions in dynamic input file and move already existing
221!   checks
222!
223! 2938 2018-03-27 15:52:42Z suehring
224! Initial read of geostrophic wind components from dynamic driver.
225!
226! 2773 2018-01-30 14:12:54Z suehring
227! Revise checks for surface_fraction.
228!
229! 2925 2018-03-23 14:54:11Z suehring
230! Check for further inconsistent settings of surface_fractions.
231! Some messages slightly rephrased and error numbers renamed.
232!
233! 2898 2018-03-15 13:03:01Z suehring
234! Check if each building has a type. Further, check if dimensions in static
235! input file match the model dimensions.
236!
237! 2897 2018-03-15 11:47:16Z suehring
238! Relax restrictions for topography input, terrain and building heights can be
239! input separately and are not mandatory any more.
240!
241! 2874 2018-03-13 10:55:42Z knoop
242! Bugfix: wrong placement of netcdf cpp-macros fixed
243!
244! 2794 2018-02-07 14:09:43Z knoop
245! Check if 3D building input is consistent to numeric grid.
246!
247! 2773 2018-01-30 14:12:54Z suehring
248! - Enable initialization with 3D topography.
249! - Move check for correct initialization in nesting mode to check_parameters.
250!
251! 2772 2018-01-29 13:10:35Z suehring
252! Initialization of simulation independent on land-surface model.
253!
254! 2746 2018-01-15 12:06:04Z suehring
255! Read plant-canopy variables independently on land-surface model usage
256!
257! 2718 2018-01-02 08:49:38Z maronga
258! Corrected "Former revisions" section
259!
260! 2711 2017-12-20 17:04:49Z suehring
261! Rename subroutine close_file to avoid double-naming.
262!
263! 2700 2017-12-15 14:12:35Z suehring
264!
265! 2696 2017-12-14 17:12:51Z kanani
266! Initial revision (suehring)
267!
268!
269!
270!
271! Authors:
272! --------
273! @author Matthias Suehring
274!
275! Description:
276! ------------
277!> Modulue contains routines to input data according to Palm input data
278!> standart using dynamic and static input files.
279!> @todo - Chemistry: revise reading of netcdf file and ajdust formatting according to standard!!!
280!> @todo - Order input alphabetically
281!> @todo - Revise error messages and error numbers
282!> @todo - Input of missing quantities (chemical species, emission rates)
283!> @todo - Defninition and input of still missing variable attributes
284!> @todo - Input of initial geostrophic wind profiles with cyclic conditions.
285!------------------------------------------------------------------------------!
286 MODULE netcdf_data_input_mod
287
288    USE control_parameters,                                                    &
289        ONLY:  coupling_char, io_blocks, io_group
290
291    USE cpulog,                                                                &
292        ONLY:  cpu_log, log_point_s
293
294    USE indices,                                                               &
295        ONLY:  nbgp
296
297    USE kinds
298
299#if defined ( __netcdf )
300    USE NETCDF
301#endif
302
303    USE pegrid
304
305    USE surface_mod,                                                           &
306        ONLY:  ind_pav_green, ind_veg_wall, ind_wat_win
307!
308!-- Define type for dimensions.
309    TYPE dims_xy
310       INTEGER(iwp) :: nx                             !< dimension length in x
311       INTEGER(iwp) :: ny                             !< dimension length in y
312       INTEGER(iwp) :: nz                             !< dimension length in z
313       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: x       !< dimension array in x
314       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: y       !< dimension array in y
315       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: z       !< dimension array in z
316    END TYPE dims_xy
317!
318!-- Define data type for nesting in larger-scale models like COSMO.
319!-- Data type comprises u, v, w, pt, and q at lateral and top boundaries.
320    TYPE nest_offl_type
321
322       CHARACTER(LEN=16) ::  char_l = 'ls_forcing_left_'  !< leading substring for variables at left boundary
323       CHARACTER(LEN=17) ::  char_n = 'ls_forcing_north_' !< leading substring for variables at north boundary 
324       CHARACTER(LEN=17) ::  char_r = 'ls_forcing_right_' !< leading substring for variables at right boundary 
325       CHARACTER(LEN=17) ::  char_s = 'ls_forcing_south_' !< leading substring for variables at south boundary
326       CHARACTER(LEN=15) ::  char_t = 'ls_forcing_top_'   !< leading substring for variables at top boundary
327   
328       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names         !< list of variable in dynamic input file
329       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_l  !< names of mesoscale nested chemistry variables at left boundary
330       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_n  !< names of mesoscale nested chemistry variables at north boundary
331       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_r  !< names of mesoscale nested chemistry variables at right boundary
332       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_s  !< names of mesoscale nested chemistry variables at south boundary
333       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_t  !< names of mesoscale nested chemistry variables at top boundary
334
335       INTEGER(iwp) ::  nt     !< number of time levels in dynamic input file
336       INTEGER(iwp) ::  nzu    !< number of vertical levels on scalar grid in dynamic input file
337       INTEGER(iwp) ::  nzw    !< number of vertical levels on w grid in dynamic input file
338       INTEGER(iwp) ::  tind   !< time index for reference time in mesoscale-offline nesting
339       INTEGER(iwp) ::  tind_p !< time index for following time in mesoscale-offline nesting
340
341       LOGICAL      ::  init         = .FALSE. !< flag indicating that offline nesting is already initialized
342       
343       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_l !< flags inidicating whether left boundary data for chemistry is in dynamic input file 
344       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_n !< flags inidicating whether north boundary data for chemistry is in dynamic input file
345       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_r !< flags inidicating whether right boundary data for chemistry is in dynamic input file
346       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_s !< flags inidicating whether south boundary data for chemistry is in dynamic input file
347       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_t !< flags inidicating whether top boundary data for chemistry is in dynamic input file
348
349       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  surface_pressure !< time dependent surface pressure
350       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  time             !< time levels in dynamic input file
351       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zu_atmos         !< vertical levels at scalar grid in dynamic input file
352       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zw_atmos         !< vertical levels at w grid in dynamic input file
353
354       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  ug         !< domain-averaged geostrophic component
355       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  vg         !< domain-averaged geostrophic component
356
357       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_left   !< u-component at left boundary
358       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  v_left   !< v-component at left boundary
359       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  w_left   !< w-component at left boundary
360       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_left   !< mixing ratio at left boundary
361       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_left  !< potentital temperautre at left boundary
362
363       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_north  !< u-component at north boundary
364       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  v_north  !< v-component at north boundary
365       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  w_north  !< w-component at north boundary
366       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_north  !< mixing ratio at north boundary
367       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_north !< potentital temperautre at north boundary
368
369       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_right  !< u-component at right boundary
370       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  v_right  !< v-component at right boundary
371       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  w_right  !< w-component at right boundary
372       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_right  !< mixing ratio at right boundary
373       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_right !< potentital temperautre at right boundary
374
375       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_south  !< u-component at south boundary
376       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  v_south  !< v-component at south boundary
377       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  w_south  !< w-component at south boundary
378       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_south  !< mixing ratio at south boundary
379       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_south !< potentital temperautre at south boundary
380
381       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_top    !< u-component at top boundary
382       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  v_top    !< v-component at top boundary
383       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  w_top    !< w-component at top boundary
384       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_top    !< mixing ratio at top boundary
385       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_top   !< potentital temperautre at top boundary
386       
387       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  chem_left   !< chemical species at left boundary
388       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  chem_north  !< chemical species at left boundary
389       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  chem_right  !< chemical species at left boundary
390       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  chem_south  !< chemical species at left boundary
391       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  chem_top    !< chemical species at left boundary
392
393    END TYPE nest_offl_type
394
395    TYPE init_type
396
397       CHARACTER(LEN=16) ::  init_char = 'init_atmosphere_'          !< leading substring for init variables
398       CHARACTER(LEN=23) ::  origin_time = '2000-01-01 00:00:00 +00' !< reference time of input data
399       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem !< list of chemistry variable names that can potentially be on file
400
401       INTEGER(iwp) ::  lod_msoil !< level of detail - soil moisture
402       INTEGER(iwp) ::  lod_pt    !< level of detail - pt
403       INTEGER(iwp) ::  lod_q     !< level of detail - q
404       INTEGER(iwp) ::  lod_tsoil !< level of detail - soil temperature
405       INTEGER(iwp) ::  lod_u     !< level of detail - u-component
406       INTEGER(iwp) ::  lod_v     !< level of detail - v-component
407       INTEGER(iwp) ::  lod_w     !< level of detail - w-component
408       INTEGER(iwp) ::  nx        !< number of scalar grid points along x in dynamic input file
409       INTEGER(iwp) ::  nxu       !< number of u grid points along x in dynamic input file
410       INTEGER(iwp) ::  ny        !< number of scalar grid points along y in dynamic input file
411       INTEGER(iwp) ::  nyv       !< number of v grid points along y in dynamic input file
412       INTEGER(iwp) ::  nzs       !< number of vertical soil levels in dynamic input file
413       INTEGER(iwp) ::  nzu       !< number of vertical levels on scalar grid in dynamic input file
414       INTEGER(iwp) ::  nzw       !< number of vertical levels on w grid in dynamic input file
415       
416       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  lod_chem !< level of detail - chemistry variables
417
418       LOGICAL ::  from_file_msoil  = .FALSE. !< flag indicating whether soil moisture is already initialized from file
419       LOGICAL ::  from_file_pt     = .FALSE. !< flag indicating whether pt is already initialized from file
420       LOGICAL ::  from_file_q      = .FALSE. !< flag indicating whether q is already initialized from file
421       LOGICAL ::  from_file_tsoil  = .FALSE. !< flag indicating whether soil temperature is already initialized from file
422       LOGICAL ::  from_file_u      = .FALSE. !< flag indicating whether u is already initialized from file
423       LOGICAL ::  from_file_ug     = .FALSE. !< flag indicating whether ug is already initialized from file
424       LOGICAL ::  from_file_v      = .FALSE. !< flag indicating whether v is already initialized from file
425       LOGICAL ::  from_file_vg     = .FALSE. !< flag indicating whether ug is already initialized from file
426       LOGICAL ::  from_file_w      = .FALSE. !< flag indicating whether w is already initialized from file
427       
428       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  from_file_chem !< flag indicating whether chemistry variable is read from file
429
430       REAL(wp) ::  fill_msoil              !< fill value for soil moisture
431       REAL(wp) ::  fill_pt                 !< fill value for pt
432       REAL(wp) ::  fill_q                  !< fill value for q
433       REAL(wp) ::  fill_tsoil              !< fill value for soil temperature
434       REAL(wp) ::  fill_u                  !< fill value for u
435       REAL(wp) ::  fill_v                  !< fill value for v
436       REAL(wp) ::  fill_w                  !< fill value for w
437       REAL(wp) ::  latitude = 0.0_wp       !< latitude of the lower left corner
438       REAL(wp) ::  longitude = 0.0_wp      !< longitude of the lower left corner
439       REAL(wp) ::  origin_x = 500000.0_wp  !< UTM easting of the lower left corner
440       REAL(wp) ::  origin_y = 0.0_wp       !< UTM northing of the lower left corner
441       REAL(wp) ::  origin_z = 0.0_wp       !< reference height of input data
442       REAL(wp) ::  rotation_angle = 0.0_wp !< rotation angle of input data
443
444       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  fill_chem    !< fill value - chemistry variables
445       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  msoil_1d     !< initial vertical profile of soil moisture
446       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  pt_init      !< initial vertical profile of pt
447       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  q_init       !< initial vertical profile of q
448       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  tsoil_1d     !< initial vertical profile of soil temperature
449       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  u_init       !< initial vertical profile of u
450       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ug_init      !< initial vertical profile of ug
451       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  v_init       !< initial vertical profile of v
452       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  vg_init      !< initial vertical profile of ug
453       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  w_init       !< initial vertical profile of w
454       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  z_soil       !< vertical levels in soil in dynamic input file, used for interpolation
455       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zu_atmos     !< vertical levels at scalar grid in dynamic input file, used for interpolation
456       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zw_atmos     !< vertical levels at w grid in dynamic input file, used for interpolation
457       
458       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  chem_init  !< initial vertical profiles of chemistry variables
459
460
461       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  msoil_3d !< initial 3d soil moisture provide by Inifor and interpolated onto soil grid
462       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  tsoil_3d !< initial 3d soil temperature provide by Inifor and interpolated onto soil grid
463
464    END TYPE init_type
465
466!-- Data type for the general information of chemistry emissions, do not dependent on the particular chemical species
467    TYPE chem_emis_att_type
468
469       !-DIMENSIONS
470       INTEGER(iwp)                                 :: nspec=0                   !< number of chem species for which emission values are provided
471       INTEGER(iwp)                                 :: ncat=0                    !< number of emission categories
472       INTEGER(iwp)                                 :: nvoc=0                    !< number of VOCs components
473       INTEGER(iwp)                                 :: npm=0                     !< number of PMs components
474       INTEGER(iwp)                                 :: nnox=2                    !< number of NOx components: NO and NO2
475       INTEGER(iwp)                                 :: nsox=2                    !< number of SOx components: SO and SO4
476       INTEGER(iwp)                                 :: nhoursyear                !< number of hours of a specific year in the HOURLY mode
477                                                                                 !  of the default mode
478       INTEGER(iwp)                                 :: nmonthdayhour             !< number of month days and hours in the MDH mode
479                                                                                 !  of the default mode
480       INTEGER(iwp)                                 :: dt_emission               !< Number of emissions timesteps for one year
481                                                                                 !  in the pre-processed emissions case
482       !-- 1d emission input variables
483       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: pm_name                   !< Names of PMs components
484       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: cat_name                  !< Emission categories names
485       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: species_name              !< Names of emission chemical species
486       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: voc_name                  !< Names of VOCs components
487       CHARACTER (LEN=25)                           :: units                     !< Units
488
489       INTEGER(iwp)                                 :: i_hour                    !< indices for assigning the emission values at different timesteps
490       INTEGER(iwp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:)       :: cat_index                 !< Index of emission categories
491       INTEGER(iwp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:)       :: species_index             !< Index of emission chem species
492
493       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:)           :: xm                        !< Molecular masses of emission chem species
494
495       !-- 2d emission input variables
496       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: hourly_emis_time_factor   !< Time factors for HOURLY emissions (DEFAULT mode)
497       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: mdh_emis_time_factor      !< Time factors for MDH emissions (DEFAULT mode)
498       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: nox_comp                  !< Composition of NO and NO2
499       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: sox_comp                  !< Composition of SO2 and SO4
500       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: voc_comp                  !< Composition of different VOC components (number not fixed)
501
502       !-- 3d emission input variables
503       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:)       :: pm_comp                   !< Composition of different PMs components (number not fixed)
504 
505    END TYPE chem_emis_att_type
506
507
508!-- Data type for the values of chemistry emissions ERUSSO
509    TYPE chem_emis_val_type
510
511       !REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: stack_height              !< stack height
512
513       !-- 3d emission input variables
514       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:)     :: default_emission_data     !< Input Values emissions DEFAULT mode
515
516       !-- 4d emission input variables
517       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:)   :: preproc_emission_data      !< Input Values emissions PRE-PROCESSED mode
518
519    END TYPE chem_emis_val_type
520
521!
522!-- Define data structures for different input data types.
523!-- 8-bit Integer 2D
524    TYPE int_2d_8bit
525       INTEGER(KIND=1) ::  fill = -127                      !< fill value
526       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var !< respective variable
527
528       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
529    END TYPE int_2d_8bit
530!
531!-- 8-bit Integer 3D
532    TYPE int_3d_8bit
533       INTEGER(KIND=1) ::  fill = -127                           !< fill value
534       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_3d !< respective variable
535
536       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
537    END TYPE int_3d_8bit
538!
539!-- 32-bit Integer 2D
540    TYPE int_2d_32bit
541       INTEGER(iwp) ::  fill = -9999                      !< fill value
542       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var  !< respective variable
543
544       LOGICAL ::  from_file = .FALSE. !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
545    END TYPE int_2d_32bit
546
547!
548!-- Define data type to read 2D real variables
549    TYPE real_2d
550       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
551
552       REAL(wp) ::  fill = -9999.9_wp                !< fill value
553       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var !< respective variable
554    END TYPE real_2d
555
556!
557!-- Define data type to read 3D real variables
558    TYPE real_3d
559       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
560
561       INTEGER(iwp) ::  nz   !< number of grid points along vertical dimension
562
563       REAL(wp) ::  fill = -9999.9_wp                  !< fill value
564       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var !< respective variable
565    END TYPE real_3d
566!
567!-- Define data structure where the dimension and type of the input depends
568!-- on the given level of detail.
569!-- For buildings, the input is either 2D float, or 3d byte.
570    TYPE build_in
571       INTEGER(iwp)    ::  lod = 1                               !< level of detail
572       INTEGER(KIND=1) ::  fill2 = -127                          !< fill value for lod = 2
573       INTEGER(iwp)    ::  nz                                    !< number of vertical layers in file
574       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_3d !< 3d variable (lod = 2)
575
576       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  z                 !< vertical coordinate for 3D building, used for consistency check
577
578       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
579
580       REAL(wp)                              ::  fill1 = -9999.9_wp !< fill values for lod = 1
581       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var_2d             !< 2d variable (lod = 1)
582    END TYPE build_in
583
584!
585!-- For soil_type, the input is either 2D or 3D one-byte integer.
586    TYPE soil_in
587       INTEGER(iwp)                                   ::  lod = 1      !< level of detail
588       INTEGER(KIND=1)                                ::  fill = -127  !< fill value for lod = 2
589       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  var_2d       !< 2d variable (lod = 1)
590       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_3d       !< 3d variable (lod = 2)
591
592       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
593    END TYPE soil_in
594
595!
596!-- Define data type for fractions between surface types
597    TYPE fracs
598       INTEGER(iwp)                            ::  nf             !< total number of fractions
599       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nfracs         !< dimension array for fraction
600
601       LOGICAL ::  from_file = .FALSE. !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
602
603       REAL(wp)                                ::  fill = -9999.9_wp !< fill value
604       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  frac              !< respective fraction between different surface types
605    END TYPE fracs
606!
607!-- Data type for parameter lists, Depending on the given level of detail,
608!-- the input is 3D or 4D
609    TYPE pars
610       INTEGER(iwp)                            ::  lod = 1         !< level of detail
611       INTEGER(iwp)                            ::  np              !< total number of parameters
612       INTEGER(iwp)                            ::  nz              !< vertical dimension - number of soil layers
613       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  layers          !< dimension array for soil layers
614       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  pars            !< dimension array for parameters
615
616       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
617
618       REAL(wp)                                  ::  fill = -9999.9_wp !< fill value
619       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  pars_xy           !< respective parameters, level of detail = 1
620       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  pars_xyz          !< respective parameters, level of detail = 2
621    END TYPE pars
622!
623!-- Define type for global file attributes
624!-- Please refer to the PALM data standard for a detailed description of each
625!-- attribute.
626    TYPE global_atts_type
627       CHARACTER(LEN=12 ) ::  acronym                            !< acronym of institution
628       CHARACTER(LEN=7)   ::  acronym_char = 'acronym'           !< name of attribute
629       CHARACTER(LEN=200) ::  author                             !< first name, last name, email adress
630       CHARACTER(LEN=6)   ::  author_char = 'author'             !< name of attribute
631       CHARACTER(LEN=12 ) ::  campaign = 'PALM-4U'               !< name of campaign
632       CHARACTER(LEN=8)   ::  campaign_char = 'campaign'         !< name of attribute
633       CHARACTER(LEN=200) ::  comment                            !< comment to data
634       CHARACTER(LEN=7)   ::  comment_char = 'comment'           !< name of attribute
635       CHARACTER(LEN=200) ::  contact_person                     !< first name, last name, email adress
636       CHARACTER(LEN=14)  ::  contact_person_char = 'contact_person'  !< name of attribute
637       CHARACTER(LEN=200) ::  conventions = 'CF-1.7'             !< netCDF convention
638       CHARACTER(LEN=11)  ::  conventions_char = 'Conventions'   !< name of attribute
639       CHARACTER(LEN=23 ) ::  creation_time                      !< creation time of data set
640       CHARACTER(LEN=13)  ::  creation_time_char = 'creation_time'  !< name of attribute
641       CHARACTER(LEN=16 ) ::  data_content                       !< content of data set
642       CHARACTER(LEN=12)  ::  data_content_char = 'data_content' !< name of attribute
643       CHARACTER(LEN=200) ::  dependencies                       !< dependencies of data set
644       CHARACTER(LEN=12)  ::  dependencies_char = 'dependencies' !< name of attribute
645       CHARACTER(LEN=200) ::  history                            !< information about data processing
646       CHARACTER(LEN=7)   ::  history_char = 'history'           !< name of attribute
647       CHARACTER(LEN=200) ::  institution                        !< name of responsible institution
648       CHARACTER(LEN=11)  ::  institution_char = 'institution'   !< name of attribute
649       CHARACTER(LEN=200) ::  keywords                           !< keywords of data set
650       CHARACTER(LEN=8)   ::  keywords_char = 'keywords'         !< name of attribute
651       CHARACTER(LEN=200) ::  licence                            !< licence of data set
652       CHARACTER(LEN=7)   ::  licence_char = 'licence'           !< name of attribute
653       CHARACTER(LEN=200) ::  location                           !< place which refers to data set
654       CHARACTER(LEN=8)   ::  location_char = 'location'         !< name of attribute
655       CHARACTER(LEN=10)  ::  origin_lat_char = 'origin_lat'     !< name of attribute
656       CHARACTER(LEN=10)  ::  origin_lon_char = 'origin_lon'     !< name of attribute
657       CHARACTER(LEN=23 ) ::  origin_time = '2000-01-01 00:00:00 +00'  !< reference time
658       CHARACTER(LEN=11)  ::  origin_time_char = 'origin_time'   !< name of attribute
659       CHARACTER(LEN=8)   ::  origin_x_char = 'origin_x'         !< name of attribute
660       CHARACTER(LEN=8)   ::  origin_y_char = 'origin_y'         !< name of attribute
661       CHARACTER(LEN=8)   ::  origin_z_char = 'origin_z'         !< name of attribute
662       CHARACTER(LEN=12)  ::  palm_version_char = 'palm_version' !< name of attribute
663       CHARACTER(LEN=200) ::  references                         !< literature referring to data set
664       CHARACTER(LEN=10)  ::  references_char = 'references'     !< name of attribute
665       CHARACTER(LEN=14)  ::  rotation_angle_char = 'rotation_angle'  !< name of attribute
666       CHARACTER(LEN=12 ) ::  site                               !< name of model domain
667       CHARACTER(LEN=4)   ::  site_char = 'site'                 !< name of attribute
668       CHARACTER(LEN=200) ::  source                             !< source of data set
669       CHARACTER(LEN=6)   ::  source_char = 'source'             !< name of attribute
670       CHARACTER(LEN=200) ::  title                              !< title of data set
671       CHARACTER(LEN=5)   ::  title_char = 'title'               !< name of attribute
672       CHARACTER(LEN=7)   ::  version_char = 'version'           !< name of attribute
673
674       INTEGER(iwp) ::  version              !< version of data set
675
676       REAL(wp) ::  origin_lat               !< latitude of lower left corner
677       REAL(wp) ::  origin_lon               !< longitude of lower left corner
678       REAL(wp) ::  origin_x                 !< easting (UTM coordinate) of lower left corner
679       REAL(wp) ::  origin_y                 !< northing (UTM coordinate) of lower left corner
680       REAL(wp) ::  origin_z                 !< reference height
681       REAL(wp) ::  palm_version             !< PALM version of data set
682       REAL(wp) ::  rotation_angle           !< rotation angle of coordinate system of data set
683    END TYPE global_atts_type
684!
685!-- Define type for coordinate reference system (crs)
686    TYPE crs_type
687       CHARACTER(LEN=200) ::  epsg_code = 'EPSG:25831'                   !< EPSG code
688       CHARACTER(LEN=200) ::  grid_mapping_name = 'transverse_mercator'  !< name of grid mapping
689       CHARACTER(LEN=200) ::  long_name = 'coordinate reference system'  !< name of variable crs
690       CHARACTER(LEN=200) ::  units = 'm'                                !< unit of crs
691
692       REAL(wp) ::  false_easting = 500000.0_wp                  !< false easting
693       REAL(wp) ::  false_northing = 0.0_wp                      !< false northing
694       REAL(wp) ::  inverse_flattening = 298.257223563_wp        !< 1/f (default for WGS84)
695       REAL(wp) ::  latitude_of_projection_origin = 0.0_wp       !< latitude of projection origin
696       REAL(wp) ::  longitude_of_central_meridian = 3.0_wp       !< longitude of central meridian of UTM zone (default: zone 31)
697       REAL(wp) ::  longitude_of_prime_meridian = 0.0_wp         !< longitude of prime meridian
698       REAL(wp) ::  scale_factor_at_central_meridian = 0.9996_wp !< scale factor of UTM coordinates
699       REAL(wp) ::  semi_major_axis = 6378137.0_wp               !< length of semi major axis (default for WGS84)
700    END TYPE crs_type
701
702!
703!-- Define variables
704    TYPE(crs_type)   ::  coord_ref_sys  !< coordinate reference system
705
706    TYPE(dims_xy)    ::  dim_static     !< data structure for x, y-dimension in static input file
707
708    TYPE(nest_offl_type) ::  nest_offl  !< data structure for data input at lateral and top boundaries (provided by Inifor) 
709
710    TYPE(init_type) ::  init_3d    !< data structure for the initialization of the 3D flow and soil fields
711    TYPE(init_type) ::  init_model !< data structure for the initialization of the model
712
713!
714!-- Define 2D variables of type NC_BYTE
715    TYPE(int_2d_8bit)  ::  albedo_type_f     !< input variable for albedo type
716    TYPE(int_2d_8bit)  ::  building_type_f   !< input variable for building type
717    TYPE(int_2d_8bit)  ::  pavement_type_f   !< input variable for pavenment type
718    TYPE(int_2d_8bit)  ::  street_crossing_f !< input variable for water type
719    TYPE(int_2d_8bit)  ::  street_type_f     !< input variable for water type
720    TYPE(int_2d_8bit)  ::  vegetation_type_f !< input variable for vegetation type
721    TYPE(int_2d_8bit)  ::  water_type_f      !< input variable for water type
722!
723!-- Define 3D variables of type NC_BYTE
724    TYPE(int_3d_8bit)  ::  building_obstruction_f    !< input variable for building obstruction
725    TYPE(int_3d_8bit)  ::  building_obstruction_full !< input variable for building obstruction
726!
727!-- Define 2D variables of type NC_INT
728    TYPE(int_2d_32bit) ::  building_id_f     !< input variable for building ID
729!
730!-- Define 2D variables of type NC_FLOAT
731    TYPE(real_2d) ::  terrain_height_f       !< input variable for terrain height
732    TYPE(real_2d) ::  uvem_irradiance_f      !< input variable for uvem irradiance lookup table
733    TYPE(real_2d) ::  uvem_integration_f     !< input variable for uvem integration
734!
735!-- Define 3D variables of type NC_FLOAT
736    TYPE(real_3d) ::  basal_area_density_f    !< input variable for basal area density - resolved vegetation
737    TYPE(real_3d) ::  leaf_area_density_f     !< input variable for leaf area density - resolved vegetation
738    TYPE(real_3d) ::  root_area_density_lad_f !< input variable for root area density - resolved vegetation
739    TYPE(real_3d) ::  root_area_density_lsm_f !< input variable for root area density - parametrized vegetation
740    TYPE(real_3d) ::  uvem_radiance_f         !< input variable for uvem radiance lookup table
741    TYPE(real_3d) ::  uvem_projarea_f         !< input variable for uvem projection area lookup table
742!
743!-- Define input variable for buildings
744    TYPE(build_in) ::  buildings_f           !< input variable for buildings
745!
746!-- Define input variables for soil_type
747    TYPE(soil_in)  ::  soil_type_f           !< input variable for soil type
748
749    TYPE(fracs) ::  surface_fraction_f       !< input variable for surface fraction
750
751    TYPE(pars)  ::  albedo_pars_f              !< input variable for albedo parameters
752    TYPE(pars)  ::  building_pars_f            !< input variable for building parameters
753    TYPE(pars)  ::  pavement_pars_f            !< input variable for pavement parameters
754    TYPE(pars)  ::  pavement_subsurface_pars_f !< input variable for pavement parameters
755    TYPE(pars)  ::  soil_pars_f                !< input variable for soil parameters
756    TYPE(pars)  ::  vegetation_pars_f          !< input variable for vegetation parameters
757    TYPE(pars)  ::  water_pars_f               !< input variable for water parameters
758
759    TYPE(chem_emis_att_type)                             ::  chem_emis_att    !< Input Information of Chemistry Emission Data from netcdf 
760    TYPE(chem_emis_val_type), ALLOCATABLE, DIMENSION(:)  ::  chem_emis        !< Input Chemistry Emission Data from netcdf 
761
762    CHARACTER(LEN=3)  ::  char_lod  = 'lod'         !< name of level-of-detail attribute in NetCDF file
763
764    CHARACTER(LEN=10) ::  char_fill = '_FillValue'        !< name of fill value attribute in NetCDF file
765
766    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_static  = 'PIDS_STATIC'  !< Name of file which comprises static input data
767    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_dynamic = 'PIDS_DYNAMIC' !< Name of file which comprises dynamic input data
768    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_chem    = 'PIDS_CHEM'    !< Name of file which comprises chemistry input data
769    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_uvem    = 'PIDS_UVEM'    !< Name of file which comprises static uv_exposure model input data
770    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_vm      = 'PIDS_VM'      !< Name of file which comprises virtual measurement data
771   
772    CHARACTER(LEN=25), ALLOCATABLE, DIMENSION(:)    ::  string_values  !< output of string variables read from netcdf input files
773
774    INTEGER(iwp)                                     ::  id_emis        !< NetCDF id of input file for chemistry emissions: TBD: It has to be removed
775
776    INTEGER(iwp) ::  nc_stat         !< return value of nf90 function call
777
778    LOGICAL ::  input_pids_static  = .FALSE.   !< Flag indicating whether Palm-input-data-standard file containing static information exists
779    LOGICAL ::  input_pids_dynamic = .FALSE.   !< Flag indicating whether Palm-input-data-standard file containing dynamic information exists
780    LOGICAL ::  input_pids_chem    = .FALSE.   !< Flag indicating whether Palm-input-data-standard file containing chemistry information exists
781    LOGICAL ::  input_pids_uvem    = .FALSE.   !< Flag indicating whether uv-expoure-model input file containing static information exists
782    LOGICAL ::  input_pids_vm      = .FALSE.   !< Flag indicating whether input file for virtual measurements exist
783
784    LOGICAL ::  collective_read = .FALSE.      !< Enable NetCDF collective read
785
786    TYPE(global_atts_type) ::  input_file_atts !< global attributes of input file
787
788    SAVE
789
790    PRIVATE
791
792    INTERFACE netcdf_data_input_interpolate
793       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_interpolate_1d
794       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_interpolate_1d_soil
795       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_interpolate_2d
796       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_interpolate_3d
797    END INTERFACE netcdf_data_input_interpolate
798
799    INTERFACE netcdf_data_input_check_dynamic
800       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_check_dynamic
801    END INTERFACE netcdf_data_input_check_dynamic
802
803    INTERFACE netcdf_data_input_check_static
804       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_check_static
805    END INTERFACE netcdf_data_input_check_static
806
807    INTERFACE netcdf_data_input_chemistry_data                       
808       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_chemistry_data
809    END INTERFACE netcdf_data_input_chemistry_data
810   
811    INTERFACE netcdf_data_input_get_dimension_length                       
812       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_get_dimension_length
813    END INTERFACE netcdf_data_input_get_dimension_length
814
815    INTERFACE netcdf_data_input_inquire_file
816       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_inquire_file
817    END INTERFACE netcdf_data_input_inquire_file
818
819    INTERFACE netcdf_data_input_init
820       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_init
821    END INTERFACE netcdf_data_input_init
822   
823    INTERFACE netcdf_data_input_att
824       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_int8
825       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_int32
826       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_real
827       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_string
828    END INTERFACE netcdf_data_input_att
829
830    INTERFACE netcdf_data_input_init_3d
831       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_init_3d
832    END INTERFACE netcdf_data_input_init_3d
833   
834    INTERFACE netcdf_data_input_init_lsm
835       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_init_lsm
836    END INTERFACE netcdf_data_input_init_lsm
837
838    INTERFACE netcdf_data_input_offline_nesting
839       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_offline_nesting
840    END INTERFACE netcdf_data_input_offline_nesting
841
842    INTERFACE netcdf_data_input_surface_data
843       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_surface_data
844    END INTERFACE netcdf_data_input_surface_data
845
846    INTERFACE netcdf_data_input_var
847       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_var_char
848       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_var_real_1d
849       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_var_real_2d
850    END INTERFACE netcdf_data_input_var
851
852    INTERFACE netcdf_data_input_uvem
853       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_uvem
854    END INTERFACE netcdf_data_input_uvem
855
856    INTERFACE get_variable
857       MODULE PROCEDURE get_variable_1d_char
858       MODULE PROCEDURE get_variable_1d_int
859       MODULE PROCEDURE get_variable_1d_real
860       MODULE PROCEDURE get_variable_2d_int8
861       MODULE PROCEDURE get_variable_2d_int32
862       MODULE PROCEDURE get_variable_2d_real
863       MODULE PROCEDURE get_variable_3d_int8
864       MODULE PROCEDURE get_variable_3d_real
865       MODULE PROCEDURE get_variable_3d_real_dynamic
866       MODULE PROCEDURE get_variable_4d_to_3d_real
867       MODULE PROCEDURE get_variable_4d_real
868       MODULE PROCEDURE get_variable_5d_to_4d_real
869       MODULE PROCEDURE get_variable_string       
870    END INTERFACE get_variable
871
872    INTERFACE get_variable_pr
873       MODULE PROCEDURE get_variable_pr
874    END INTERFACE get_variable_pr
875
876    INTERFACE get_attribute
877       MODULE PROCEDURE get_attribute_real
878       MODULE PROCEDURE get_attribute_int8
879       MODULE PROCEDURE get_attribute_int32
880       MODULE PROCEDURE get_attribute_string
881    END INTERFACE get_attribute
882
883!
884!-- Public variables
885    PUBLIC albedo_pars_f, albedo_type_f, basal_area_density_f, buildings_f,    &
886           building_id_f, building_pars_f, building_type_f,                    &
887           chem_emis, chem_emis_att, chem_emis_att_type, chem_emis_val_type,   &
888           coord_ref_sys,                                                      &
889           init_3d, init_model, input_file_atts, input_file_static,            &
890           input_pids_static,                                                  &
891           input_pids_dynamic, input_pids_vm, input_file_vm,                   &
892           leaf_area_density_f, nest_offl,                                     &
893           pavement_pars_f, pavement_subsurface_pars_f, pavement_type_f,       &
894           root_area_density_lad_f, root_area_density_lsm_f, soil_pars_f,      &
895           soil_type_f, street_crossing_f, street_type_f, surface_fraction_f,  &
896           terrain_height_f, vegetation_pars_f, vegetation_type_f,             &
897           water_pars_f, water_type_f
898!
899!-- Public uv exposure variables
900    PUBLIC building_obstruction_f, input_file_uvem, input_pids_uvem,           &
901           netcdf_data_input_uvem,                                             &
902           uvem_integration_f, uvem_irradiance_f,                              &
903           uvem_projarea_f, uvem_radiance_f
904
905!
906!-- Public subroutines
907    PUBLIC netcdf_data_input_check_dynamic, netcdf_data_input_check_static,    &
908           netcdf_data_input_chemistry_data,                                   &
909           netcdf_data_input_get_dimension_length,                             &
910           netcdf_data_input_inquire_file,                                     &
911           netcdf_data_input_init, netcdf_data_input_init_lsm,                 &
912           netcdf_data_input_init_3d, netcdf_data_input_att,                   &
913           netcdf_data_input_interpolate, netcdf_data_input_offline_nesting,   &
914           netcdf_data_input_surface_data, netcdf_data_input_topo,             &
915           netcdf_data_input_var, get_attribute, get_variable, open_read_file
916
917
918 CONTAINS
919
920!------------------------------------------------------------------------------!
921! Description:
922! ------------
923!> Inquires whether NetCDF input files according to Palm-input-data standard
924!> exist. Moreover, basic checks are performed.
925!------------------------------------------------------------------------------!
926    SUBROUTINE netcdf_data_input_inquire_file
927
928       USE control_parameters,                                                 &
929           ONLY:  topo_no_distinct
930
931       IMPLICIT NONE
932
933#if defined ( __netcdf )
934       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_static )   // TRIM( coupling_char ),   &
935                EXIST = input_pids_static  )
936       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_dynamic ) // TRIM( coupling_char ),    &
937                EXIST = input_pids_dynamic )
938       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_chem )    // TRIM( coupling_char ),    &
939                EXIST = input_pids_chem )
940       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_uvem ) // TRIM( coupling_char ),       &
941                EXIST = input_pids_uvem  )
942       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_vm )      // TRIM( coupling_char ),    &
943                EXIST = input_pids_vm )
944#endif
945
946!
947!--    As long as topography can be input via ASCII format, no distinction
948!--    between building and terrain can be made. This case, classify all
949!--    surfaces as default type. Same in case land-surface and urban-surface
950!--    model are not applied.
951       IF ( .NOT. input_pids_static )  THEN
952          topo_no_distinct = .TRUE.
953       ENDIF
954
955    END SUBROUTINE netcdf_data_input_inquire_file
956
957!------------------------------------------------------------------------------!
958! Description:
959! ------------
960!> Reads global attributes and coordinate reference system required for
961!> initialization of the model.
962!------------------------------------------------------------------------------!
963    SUBROUTINE netcdf_data_input_init
964
965       IMPLICIT NONE
966
967       INTEGER(iwp) ::  id_mod     !< NetCDF id of input file
968       INTEGER(iwp) ::  var_id_crs !< NetCDF id of variable crs
969
970       IF ( .NOT. input_pids_static )  RETURN
971
972#if defined ( __netcdf )
973!
974!--    Open file in read-only mode
975       CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                       &
976                            TRIM( coupling_char ), id_mod )
977!
978!--    Read global attributes
979       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_lat_char,            &
980                           input_file_atts%origin_lat, .TRUE. )
981
982       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_lon_char,            &
983                           input_file_atts%origin_lon, .TRUE. )
984
985       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_time_char,           &
986                           input_file_atts%origin_time, .TRUE. )
987
988       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_x_char,              &
989                           input_file_atts%origin_x, .TRUE. )
990
991       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_y_char,              &
992                           input_file_atts%origin_y, .TRUE. )
993
994       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_z_char,              &
995                           input_file_atts%origin_z, .TRUE. )
996
997       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%rotation_angle_char,        &
998                           input_file_atts%rotation_angle, .TRUE. )
999
1000       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%author_char,                &
1001                           input_file_atts%author, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1002       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%contact_person_char,        &
1003                           input_file_atts%contact_person, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1004       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%institution_char,           &
1005                           input_file_atts%institution,    .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1006       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%acronym_char,               &
1007                           input_file_atts%acronym,        .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1008
1009       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%campaign_char,              &
1010                           input_file_atts%campaign, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1011       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%location_char,              &
1012                           input_file_atts%location, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1013       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%site_char,                  &
1014                           input_file_atts%site,     .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1015
1016       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%source_char,                &
1017                           input_file_atts%source,     .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1018       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%references_char,            &
1019                           input_file_atts%references, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1020       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%keywords_char,              &
1021                           input_file_atts%keywords,   .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1022       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%licence_char,               &
1023                           input_file_atts%licence,    .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1024       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%comment_char,               &
1025                           input_file_atts%comment,    .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1026!
1027!--    Read coordinate reference system if available
1028       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id_mod, 'crs', var_id_crs )
1029       IF ( nc_stat == NF90_NOERR )  THEN
1030          CALL get_attribute( id_mod, 'epsg_code',                             &
1031                              coord_ref_sys%epsg_code,                         &
1032                              .FALSE., 'crs' )
1033          CALL get_attribute( id_mod, 'false_easting',                         &
1034                              coord_ref_sys%false_easting,                     &
1035                              .FALSE., 'crs' )
1036          CALL get_attribute( id_mod, 'false_northing',                        &
1037                              coord_ref_sys%false_northing,                    &
1038                              .FALSE., 'crs' )
1039          CALL get_attribute( id_mod, 'grid_mapping_name',                     &
1040                              coord_ref_sys%grid_mapping_name,                 &
1041                              .FALSE., 'crs' )
1042          CALL get_attribute( id_mod, 'inverse_flattening',                    &
1043                              coord_ref_sys%inverse_flattening,                &
1044                              .FALSE., 'crs' )
1045          CALL get_attribute( id_mod, 'latitude_of_projection_origin',         &
1046                              coord_ref_sys%latitude_of_projection_origin,     &
1047                              .FALSE., 'crs' )
1048          CALL get_attribute( id_mod, 'long_name',                             &
1049                              coord_ref_sys%long_name,                         &
1050                              .FALSE., 'crs' )
1051          CALL get_attribute( id_mod, 'longitude_of_central_meridian',         &
1052                              coord_ref_sys%longitude_of_central_meridian,     &
1053                              .FALSE., 'crs' )
1054          CALL get_attribute( id_mod, 'longitude_of_prime_meridian',           &
1055                              coord_ref_sys%longitude_of_prime_meridian,       &
1056                              .FALSE., 'crs' )
1057          CALL get_attribute( id_mod, 'scale_factor_at_central_meridian',      &
1058                              coord_ref_sys%scale_factor_at_central_meridian,  &
1059                              .FALSE., 'crs' )
1060          CALL get_attribute( id_mod, 'semi_major_axis',                       &
1061                              coord_ref_sys%semi_major_axis,                   &
1062                              .FALSE., 'crs' )
1063          CALL get_attribute( id_mod, 'units',                                 &
1064                              coord_ref_sys%units,                             &
1065                              .FALSE., 'crs' )
1066       ELSE
1067!
1068!--       Calculate central meridian from origin_lon
1069          coord_ref_sys%longitude_of_central_meridian = &
1070             CEILING( input_file_atts%origin_lon / 6.0_wp ) * 6.0_wp - 3.0_wp
1071       ENDIF
1072!
1073!--    Finally, close input file
1074       CALL close_input_file( id_mod )
1075#endif
1076!
1077!--    Copy latitude, longitude, origin_z, rotation angle on init type
1078       init_model%latitude        = input_file_atts%origin_lat
1079       init_model%longitude       = input_file_atts%origin_lon
1080       init_model%origin_time     = input_file_atts%origin_time 
1081       init_model%origin_x        = input_file_atts%origin_x
1082       init_model%origin_y        = input_file_atts%origin_y
1083       init_model%origin_z        = input_file_atts%origin_z 
1084       init_model%rotation_angle  = input_file_atts%rotation_angle 
1085           
1086!
1087!--    In case of nested runs, each model domain might have different longitude
1088!--    and latitude, which would result in different Coriolis parameters and
1089!--    sun-zenith angles. To avoid this, longitude and latitude in each model
1090!--    domain will be set to the values of the root model. Please note, this
1091!--    synchronization is required already here.
1092#if defined( __parallel )
1093       CALL MPI_BCAST( init_model%latitude,  1, MPI_REAL, 0,                   &
1094                       MPI_COMM_WORLD, ierr )
1095       CALL MPI_BCAST( init_model%longitude, 1, MPI_REAL, 0,                   &
1096                       MPI_COMM_WORLD, ierr )
1097#endif
1098
1099    END SUBROUTINE netcdf_data_input_init
1100   
1101!------------------------------------------------------------------------------!
1102! Description:
1103! ------------
1104!> Read an array of characters.
1105!------------------------------------------------------------------------------!
1106    SUBROUTINE netcdf_data_input_var_char( val, search_string, id_mod )
1107
1108       IMPLICIT NONE
1109
1110       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string     !< name of the variable
1111       CHARACTER(LEN=*), DIMENSION(:) ::  val !< variable which should be read
1112       
1113       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1114
1115#if defined ( __netcdf )
1116!
1117!--    Read variable
1118       CALL get_variable( id_mod, search_string, val )
1119#endif           
1120
1121    END SUBROUTINE netcdf_data_input_var_char
1122   
1123!------------------------------------------------------------------------------!
1124! Description:
1125! ------------
1126!> Read an 1D array of REAL values.
1127!------------------------------------------------------------------------------!
1128    SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_1d( val, search_string, id_mod )
1129
1130       IMPLICIT NONE
1131
1132       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string     !< name of the variable     
1133       
1134       INTEGER(iwp) ::  id_mod        !< NetCDF id of input file
1135       
1136       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  val !< variable which should be read
1137
1138#if defined ( __netcdf )
1139!
1140!--    Read variable
1141       CALL get_variable( id_mod, search_string, val )
1142#endif           
1143
1144    END SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_1d
1145   
1146!------------------------------------------------------------------------------!
1147! Description:
1148! ------------
1149!> Read an 1D array of REAL values.
1150!------------------------------------------------------------------------------!
1151    SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_2d( val, search_string,              &
1152                                              id_mod, d1s, d1e, d2s, d2e )
1153
1154       IMPLICIT NONE
1155
1156       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string     !< name of the variable     
1157       
1158       INTEGER(iwp) ::  id_mod  !< NetCDF id of input file
1159       INTEGER(iwp) ::  d1e     !< end index of first dimension to be read
1160       INTEGER(iwp) ::  d2e     !< end index of second dimension to be read
1161       INTEGER(iwp) ::  d1s     !< start index of first dimension to be read
1162       INTEGER(iwp) ::  d2s     !< start index of second dimension to be read
1163       
1164       REAL(wp), DIMENSION(:,:) ::  val !< variable which should be read
1165
1166#if defined ( __netcdf )
1167!
1168!--    Read character variable
1169       CALL get_variable( id_mod, search_string, val, d1s, d1e, d2s, d2e )
1170#endif           
1171
1172    END SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_2d
1173   
1174!------------------------------------------------------------------------------!
1175! Description:
1176! ------------
1177!> Read a global string attribute
1178!------------------------------------------------------------------------------!
1179    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_string( val, search_string, id_mod,       &
1180                                             input_file, global, openclose,    &
1181                                             variable_name )
1182
1183       IMPLICIT NONE
1184
1185       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1186       CHARACTER(LEN=*) ::  val           !< attribute
1187       
1188       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1189       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1190       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed 
1191       
1192       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1193       
1194       LOGICAL ::  global                 !< flag indicating a global or a variable's attribute
1195
1196#if defined ( __netcdf )
1197!
1198!--    Open file in read-only mode if necessary
1199       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1200          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1201                                  id_mod )
1202       ENDIF
1203!
1204!--    Read global attribute
1205       IF ( global )  THEN
1206          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1207!
1208!--    Read variable attribute
1209       ELSE
1210          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1211       ENDIF
1212!
1213!--    Close input file
1214       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1215#endif           
1216
1217    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_string
1218   
1219!------------------------------------------------------------------------------!
1220! Description:
1221! ------------
1222!> Read a global 8-bit integer attribute
1223!------------------------------------------------------------------------------!
1224    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int8( val, search_string, id_mod,         &
1225                                           input_file, global, openclose,      &
1226                                           variable_name )
1227
1228       IMPLICIT NONE
1229
1230       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1231       
1232       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1233       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1234       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1235       
1236       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1237       INTEGER(KIND=1) ::  val      !< value of the attribute
1238       
1239       LOGICAL ::  global        !< flag indicating a global or a variable's 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_int8
1263   
1264!------------------------------------------------------------------------------!
1265! Description:
1266! ------------
1267!> Read a global 32-bit integer attribute
1268!------------------------------------------------------------------------------!
1269    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int32( val, search_string, id_mod,        &
1270                                            input_file, global, openclose,     &
1271                                            variable_name )
1272
1273       IMPLICIT NONE
1274
1275       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1276       
1277       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1278       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1279       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1280       
1281       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1282       INTEGER(iwp) ::  val      !< value of the attribute
1283       
1284       LOGICAL ::  global        !< flag indicating a global or a variable's attribute
1285
1286#if defined ( __netcdf )
1287!
1288!--    Open file in read-only mode
1289       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1290          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1291                                  id_mod )
1292       ENDIF
1293!
1294!--    Read global attribute
1295       IF ( global )  THEN
1296          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1297!
1298!--    Read variable attribute
1299       ELSE
1300          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1301       ENDIF
1302!
1303!--    Finally, close input file
1304       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1305#endif           
1306
1307    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int32
1308   
1309!------------------------------------------------------------------------------!
1310! Description:
1311! ------------
1312!> Read a global real attribute
1313!------------------------------------------------------------------------------!
1314    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_real( val, search_string, id_mod,         &
1315                                           input_file, global, openclose,      &
1316                                           variable_name )
1317
1318       IMPLICIT NONE
1319
1320       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1321       
1322       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1323       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1324       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1325       
1326       INTEGER(iwp) ::  id_mod            !< NetCDF id of input file
1327       
1328       LOGICAL ::  global                 !< flag indicating a global or a variable's attribute
1329       
1330       REAL(wp) ::  val                   !< value of the attribute
1331
1332#if defined ( __netcdf )
1333!
1334!--    Open file in read-only mode
1335       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1336          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1337                                  id_mod )
1338       ENDIF
1339!
1340!--    Read global attribute
1341       IF ( global )  THEN
1342          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1343!
1344!--    Read variable attribute
1345       ELSE
1346          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1347       ENDIF
1348!
1349!--    Finally, close input file
1350       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1351#endif           
1352
1353    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_real
1354
1355!------------------------------------------------------------------------------!
1356! Description:
1357! ------------
1358!> Reads Chemistry NETCDF Input data, such as emission values, emission species, etc. .
1359!------------------------------------------------------------------------------!
1360    SUBROUTINE netcdf_data_input_chemistry_data(emt_att,emt)
1361
1362       USE chem_modules,                                       &
1363           ONLY:  mode_emis, time_fac_type, surface_csflux_name
1364
1365       USE control_parameters,                                 &
1366           ONLY:  message_string
1367
1368       USE indices,                                            &
1369           ONLY:  nx, ny, nxl, nxr, nys, nyn
1370
1371       IMPLICIT NONE
1372
1373       TYPE(chem_emis_att_type), INTENT(INOUT)                                        :: emt_att
1374       TYPE(chem_emis_val_type), ALLOCATABLE, DIMENSION(:), INTENT(INOUT)             :: emt
1375   
1376       INTEGER(iwp)                                     :: ispec                 !< index for number of emission species in input
1377
1378       INTEGER(iwp)                                     :: num_vars              !< number of variables in netcdf input file
1379       INTEGER(iwp)                                     :: len_dims              !< Length of dimension
1380
1381       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:)          :: dum_var_3d            !< variable for storing temporary data of 3-dimensional
1382                                                                                 !  variables read from netcdf for chemistry emissions
1383
1384       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:)        :: dum_var_4d            !< variable for storing temporary data of 5-dimensional
1385                                                                                 !< variables read from netcdf for chemistry emissions
1386!--
1387       !> Start the processing of the data
1388       CALL location_message( 'starting allocation of chemistry emissions arrays', .FALSE. )
1389
1390       !> Parameterized mode of the emissions
1391       IF (TRIM(mode_emis)=="PARAMETERIZED" .OR. TRIM(mode_emis)=="parameterized") THEN
1392
1393           ispec=1
1394           emt_att%nspec=0
1395
1396          !number of species
1397           DO  WHILE (TRIM( surface_csflux_name( ispec ) ) /= 'novalue' )
1398
1399             emt_att%nspec=emt_att%nspec+1
1400             ispec=ispec+1
1401
1402           ENDDO
1403
1404          !-- allocate emission values data type arrays
1405          ALLOCATE(emt(emt_att%nspec))
1406
1407          !-- Read EMISSION SPECIES NAMES
1408
1409          !Assign values
1410          ALLOCATE(emt_att%species_name(emt_att%nspec))
1411 
1412         DO ispec=1,emt_att%nspec
1413            emt_att%species_name(ispec) = TRIM(surface_csflux_name(ispec))
1414         ENDDO
1415
1416
1417       !> DEFAULT AND PRE-PROCESSED MODE
1418       ELSE
1419
1420#if defined ( __netcdf )       
1421          IF ( .NOT. input_pids_chem )  RETURN
1422
1423          !-- Open file in read-only mode
1424          CALL open_read_file( TRIM( input_file_chem ) //                       &
1425                               TRIM( coupling_char ), id_emis )
1426          !-- inquire number of variables
1427          CALL inquire_num_variables( id_emis, num_vars )
1428
1429          !-- Get General Dimension Lengths: only number of species and number of categories.
1430          !                                  the other dimensions depend on the mode of the emissions or on the presence of specific components
1431          !nspecies
1432          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_emis, emt_att%nspec, 'nspecies' )
1433
1434 
1435          !-- Allocate emission values data type arrays
1436          ALLOCATE(emt(1:emt_att%nspec))
1437
1438
1439          !-- Read EMISSION SPECIES NAMES
1440          !Allocate Arrays
1441          ALLOCATE(emt_att%species_name(emt_att%nspec)) 
1442
1443          !Call get Variable
1444          CALL get_variable( id_emis, 'emission_name', string_values, emt_att%nspec )
1445          emt_att%species_name=string_values
1446          ! If allocated, Deallocate var_string, an array only used for reading-in strings
1447          IF (ALLOCATED(string_values)) DEALLOCATE(string_values) 
1448
1449          !-- Read EMISSION SPECIES INDEX
1450          !Allocate Arrays
1451          ALLOCATE(emt_att%species_index(emt_att%nspec))
1452          !Call get Variable
1453          CALL get_variable( id_emis, 'emission_index', emt_att%species_index )
1454
1455
1456          !-- Now the routine has to distinguish between DEFAULT and PRE-PROCESSED chemistry emission modes
1457
1458          IF (TRIM(mode_emis)=="DEFAULT" .OR. TRIM(mode_emis)=="default") THEN
1459 
1460             !number of categories
1461             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_emis, emt_att%ncat, 'ncat' )
1462
1463             !-- Read EMISSION CATEGORIES INDEX
1464             !Allocate Arrays
1465             ALLOCATE(emt_att%cat_index(emt_att%ncat))
1466             !Call get Variable
1467             CALL get_variable( id_emis, 'emission_cat_index', emt_att%cat_index )
1468
1469 
1470             DO ispec=1,emt_att%nspec
1471                !-- EMISSION_VOC_NAME (1-DIMENSIONAL)
1472                IF (TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="VOC" .OR. TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="voc") THEN
1473                   !Allocate Array
1474                   CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_emis, emt_att%nvoc, 'nvoc' )
1475                   ALLOCATE(emt_att%voc_name(1:emt_att%nvoc))
1476                   !Read-in Variable
1477                   CALL get_variable( id_emis,"emission_voc_name",string_values, emt_att%nvoc)
1478                   emt_att%voc_name=string_values
1479                   IF (ALLOCATED(string_values)) DEALLOCATE(string_values)
1480 
1481                !-- COMPOSITION VOC (2-DIMENSIONAL)
1482                   !Allocate Array
1483                   ALLOCATE(emt_att%voc_comp(1:emt_att%ncat,1:emt_att%nvoc))
1484                   !Read-in Variable
1485!               CALL get_variable(id_emis,"composition_voc",emt%voc_comp,1,1,emt%ncat,emt%nvoc)
1486                   CALL get_variable(id_emis,"composition_voc",emt_att%voc_comp,1,emt_att%ncat,1,emt_att%nvoc)
1487                ENDIF
1488
1489                !-- EMISSION_PM_NAME (1-DIMENSIONAL)
1490                IF (TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="PM" .OR. TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="pm") THEN
1491                   CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_emis, emt_att%npm, 'npm' )
1492                   ALLOCATE(emt_att%pm_name(1:emt_att%npm))
1493                   !Read-in Variable
1494                   CALL get_variable( id_emis,"pm_name",string_values, emt_att%npm)
1495                   emt_att%pm_name=string_values
1496                   IF (ALLOCATED(string_values)) DEALLOCATE(string_values)     
1497
1498                !-- COMPOSITION PM (3-DIMENSIONAL)
1499                   !Allocate
1500                   len_dims=3  !> number of PMs: PM1, PM2.5 and PM10
1501                   ALLOCATE(emt_att%pm_comp(1:emt_att%ncat,1:emt_att%npm,1:len_dims))
1502                   !Read-in Variable
1503                   CALL get_variable(id_emis,"composition_pm",emt_att%pm_comp,1,emt_att%ncat,1,emt_att%npm,1,len_dims)                   
1504                ENDIF
1505
1506                !-- COMPOSITION_NOX (2-DIMENSIONAL)
1507                IF (TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="NOx" .OR. TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="nox") THEN
1508                   !Allocate array
1509                   ALLOCATE(emt_att%nox_comp(1:emt_att%ncat,1:emt_att%nnox))
1510                   !Read-in Variable
1511                   CALL get_variable(id_emis,"composition_nox",emt_att%nox_comp,1,emt_att%ncat,1,emt_att%nnox)
1512                ENDIF
1513
1514                !-- COMPOSITION-SOX (2-DIMENSIONAL)
1515                IF (TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="SOx" .OR. TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="sox") THEN
1516                   ALLOCATE(emt_att%sox_comp(1:emt_att%ncat,1:emt_att%nsox))
1517                   !Read-in Variable
1518                   CALL get_variable(id_emis,"composition_sox",emt_att%sox_comp,1,emt_att%ncat,1,emt_att%nsox)
1519                ENDIF
1520             ENDDO !>ispec
1521
1522!-- For reading the emission time factors, the distinction between HOUR and MDH data is necessary
1523     
1524             !-- EMISSION_TIME_SCALING_FACTORS
1525                !-- HOUR   
1526             IF (TRIM(time_fac_type)=="HOUR" .OR. TRIM(time_fac_type)=="hour") THEN
1527                !-- Allocate Array
1528                CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_emis, emt_att%nhoursyear, 'nhoursyear' )
1529                ALLOCATE(emt_att%hourly_emis_time_factor(1:emt_att%ncat,1:emt_att%nhoursyear))
1530                !Read-in Variable
1531                CALL get_variable(id_emis,"emission_time_factors",emt_att%hourly_emis_time_factor,1,   &
1532                                  emt_att%ncat,1,emt_att%nhoursyear)
1533
1534                !-- MDH
1535             ELSE IF (TRIM(time_fac_type) == "MDH" .OR. TRIM(time_fac_type) == "mdh") THEN
1536                !-- Allocate Array
1537                CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_emis, emt_att%nmonthdayhour, 'nmonthdayhour' )
1538                ALLOCATE(emt_att%mdh_emis_time_factor(1:emt_att%ncat,1:emt_att%nmonthdayhour))
1539                !-- Read-in Variable
1540                CALL get_variable(id_emis,"emission_time_factors",emt_att%mdh_emis_time_factor,1,       &
1541                                  emt_att%ncat,1,emt_att%nmonthdayhour)
1542
1543             ELSE
1544
1545             message_string = 'We are in the DEFAULT chemistry emissions mode: '            //          &
1546                              '     !no time-factor type specified!'                        //          &
1547                              'Please, specify the value of time_fac_type:'                 //          &
1548                              '         either "MDH" or "HOUR"'                 
1549             CALL message( 'netcdf_data_input_chemistry_data', 'CM0200', 2, 2, 0, 6, 0 ) 
1550 
1551
1552             ENDIF
1553
1554             !-- Finally read-in the emission values and their units (DEFAULT mode)
1555
1556             DO ispec=1,emt_att%nspec
1557
1558                IF ( .NOT. ALLOCATED( emt(ispec)%default_emission_data ) )                              &
1559                    ALLOCATE(emt(ispec)%default_emission_data(1:emt_att%ncat,1:ny+1,1:nx+1))
1560
1561                ALLOCATE(dum_var_3d(1:emt_att%ncat,nys+1:nyn+1,nxl+1:nxr+1))
1562
1563                CALL get_variable(id_emis,"emission_values",dum_var_3d,ispec,1,emt_att%ncat,nys,nyn,nxl,nxr)         
1564
1565                emt(ispec)%default_emission_data(:,nys+1:nyn+1,nxl+1:nxr+1) =                           &
1566                    dum_var_3d(1:emt_att%ncat,nys+1:nyn+1,nxl+1:nxr+1)
1567
1568                DEALLOCATE (dum_var_3d)
1569
1570             ENDDO
1571
1572             !-- UNITS
1573             CALL get_attribute(id_emis,"units",emt_att%units,.FALSE.,"emission_values")
1574
1575
1576          !-- PRE-PROCESSED MODE --
1577
1578          ELSE IF (TRIM(mode_emis)=="PRE-PROCESSED" .OR. TRIM(mode_emis)=="pre-processed") THEN
1579          !-- 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
1580
1581             DO ispec=1,emt_att%nspec
1582
1583             !-- EMISSION_VOC_NAME (1-DIMENSIONAL)
1584                IF (TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="VOC" .OR. TRIM(emt_att%species_name(ispec))=="voc") THEN
1585                   !Allocate Array
1586                   CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_emis, emt_att%nvoc, 'nvoc' )
1587                   ALLOCATE(emt_att%voc_name(1:emt_att%nvoc))
1588                   !Read-in Variable
1589                   CALL get_variable( id_emis,"emission_voc_name",string_values, emt_att%nvoc)
1590                   emt_att%voc_name=string_values
1591                   IF (ALLOCATED(string_values)) DEALLOCATE(string_values)
1592 
1593             !-- COMPOSITION VOC (2-DIMENSIONAL)
1594                   !Allocate Array
1595                   ALLOCATE(emt_att%voc_comp(1:emt_att%ncat,1:emt_att%nvoc))
1596                   !Read-in Variable
1597                   CALL get_variable(id_emis,"composition_voc",emt_att%voc_comp,1,emt_att%ncat,1,emt_att%nvoc)
1598                ENDIF
1599 
1600             ENDDO !> ispec
1601
1602             !-- EMISSION_VALUES (4-DIMENSIONAL)
1603             !Calculate temporal dimension length
1604             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_emis, emt_att%dt_emission, 'time' )   
1605         
1606
1607             DO ispec=1,emt_att%nspec
1608
1609                !Allocation for the entire domain has to be done only for the first processor between all the subdomains     
1610                IF ( .NOT. ALLOCATED( emt(ispec)%preproc_emission_data ) )                              &
1611                    ALLOCATE(emt(ispec)%preproc_emission_data(emt_att%dt_emission,1,1:ny+1,1:nx+1))
1612
1613                !> allocate variable where to pass emission values read from netcdf
1614                ALLOCATE(dum_var_4d(1:emt_att%dt_emission,1,nys+1:nyn+1,nxl+1:nxr+1))
1615
1616                !Read-in Variable
1617                CALL get_variable(id_emis,"emission_values",dum_var_4d,ispec,1,emt_att%dt_emission,1,1,nys,nyn,nxl,nxr)         
1618
1619     
1620                emt(ispec)%preproc_emission_data(:,1,nys+1:nyn+1,nxl+1:nxr+1) =                         &
1621                      dum_var_4d(1:emt_att%dt_emission,1,nys+1:nyn+1,nxl+1:nxr+1)
1622
1623                DEALLOCATE ( dum_var_4d )
1624
1625             ENDDO
1626
1627             !-- UNITS
1628             CALL get_attribute(id_emis,"units",emt_att%units,.FALSE.,"emission_values")
1629       
1630          ENDIF
1631
1632       CALL close_input_file( id_emis )
1633
1634#endif
1635       ENDIF
1636
1637    END SUBROUTINE netcdf_data_input_chemistry_data
1638
1639!------------------------------------------------------------------------------!
1640! Description:
1641! ------------
1642!> Reads surface classification data, such as vegetation and soil type, etc. .
1643!------------------------------------------------------------------------------!
1644    SUBROUTINE netcdf_data_input_surface_data
1645
1646       USE control_parameters,                                                 &
1647           ONLY:  land_surface, plant_canopy, urban_surface
1648
1649       USE indices,                                                            &
1650           ONLY:  nbgp, nxl, nxr, nyn, nys
1651
1652
1653       IMPLICIT NONE
1654
1655       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names  !< variable names in static input file
1656
1657       INTEGER(iwp) ::  id_surf   !< NetCDF id of input file
1658       INTEGER(iwp) ::  k         !< running index along z-direction
1659       INTEGER(iwp) ::  k2        !< running index
1660       INTEGER(iwp) ::  num_vars  !< number of variables in input file
1661       INTEGER(iwp) ::  nz_soil   !< number of soil layers in file
1662
1663!
1664!--    If not static input file is available, skip this routine
1665       IF ( .NOT. input_pids_static )  RETURN
1666!
1667!--    Measure CPU time
1668       CALL cpu_log( log_point_s(82), 'NetCDF input', 'start' )
1669!
1670!--    Read plant canopy variables.
1671       IF ( plant_canopy )  THEN
1672#if defined ( __netcdf )
1673!
1674!--       Open file in read-only mode
1675          CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                    &
1676                               TRIM( coupling_char ) , id_surf )
1677!
1678!--       At first, inquire all variable names.
1679!--       This will be used to check whether an optional input variable
1680!--       exist or not.
1681          CALL inquire_num_variables( id_surf, num_vars )
1682
1683          ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
1684          CALL inquire_variable_names( id_surf, var_names )
1685
1686!
1687!--       Read leaf area density - resolved vegetation
1688          IF ( check_existence( var_names, 'lad' ) )  THEN
1689             leaf_area_density_f%from_file = .TRUE.
1690             CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
1691                                 leaf_area_density_f%fill,                     &
1692                                 .FALSE., 'lad' )
1693!
1694!--          Inquire number of vertical vegetation layer
1695             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,             &
1696                                                 leaf_area_density_f%nz,       &
1697                                                 'zlad' )
1698!
1699!--          Allocate variable for leaf-area density
1700             ALLOCATE( leaf_area_density_f%var( 0:leaf_area_density_f%nz-1,    &
1701                                                nys:nyn,nxl:nxr) )
1702
1703             CALL get_variable( id_surf, 'lad', leaf_area_density_f%var,       &
1704                                nxl, nxr, nys, nyn,                            &
1705                                0, leaf_area_density_f%nz-1 )
1706
1707          ELSE
1708             leaf_area_density_f%from_file = .FALSE.
1709          ENDIF
1710
1711!
1712!--       Read basal area density - resolved vegetation
1713          IF ( check_existence( var_names, 'bad' ) )  THEN
1714             basal_area_density_f%from_file = .TRUE.
1715             CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
1716                                 basal_area_density_f%fill,                    &
1717                                 .FALSE., 'bad' )
1718!
1719!--          Inquire number of vertical vegetation layer
1720             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,             &
1721                                                 basal_area_density_f%nz,      &
1722                                                 'zlad' )
1723!
1724!--          Allocate variable
1725             ALLOCATE( basal_area_density_f%var(0:basal_area_density_f%nz-1,   &
1726                                                nys:nyn,nxl:nxr) )
1727
1728             CALL get_variable( id_surf, 'bad', basal_area_density_f%var,      &
1729                                nxl, nxr, nys, nyn,                            &
1730                                0,  basal_area_density_f%nz-1 )
1731          ELSE
1732             basal_area_density_f%from_file = .FALSE.
1733          ENDIF
1734
1735!
1736!--       Read root area density - resolved vegetation
1737          IF ( check_existence( var_names, 'root_area_dens_r' ) )  THEN
1738             root_area_density_lad_f%from_file = .TRUE.
1739             CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
1740                                 root_area_density_lad_f%fill,                 &
1741                                 .FALSE., 'root_area_dens_r' )
1742!
1743!--          Inquire number of vertical soil layers
1744             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,             &
1745                                                   root_area_density_lad_f%nz, &
1746                                                  'zsoil' )
1747!
1748!--          Allocate variable
1749             ALLOCATE( root_area_density_lad_f%var                             &
1750                                         (0:root_area_density_lad_f%nz-1,      &
1751                                          nys:nyn,nxl:nxr) )
1752
1753             CALL get_variable( id_surf, 'root_area_dens_r',                   &
1754                                root_area_density_lad_f%var,                   &
1755                                nxl, nxr, nys, nyn,                            &
1756                                0,  root_area_density_lad_f%nz-1 )
1757          ELSE
1758             root_area_density_lad_f%from_file = .FALSE.
1759          ENDIF
1760!
1761!--       Finally, close input file
1762          CALL close_input_file( id_surf )
1763#endif
1764       ENDIF
1765!
1766!--    Deallocate variable list. Will be re-allocated in case further
1767!--    variables are read from file.
1768       IF ( ALLOCATED( var_names ) )  DEALLOCATE( var_names )
1769!
1770!--    Skip the following if no land-surface or urban-surface module are
1771!--    applied. This case, no one of the following variables is used anyway.
1772       IF (  .NOT. land_surface  .AND.  .NOT. urban_surface )  RETURN
1773
1774#if defined ( __netcdf )
1775!
1776!--    Open file in read-only mode
1777       CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                       &
1778                            TRIM( coupling_char ) , id_surf )
1779!
1780!--    Inquire all variable names.
1781!--    This will be used to check whether an optional input variable exist
1782!--    or not.
1783       CALL inquire_num_variables( id_surf, num_vars )
1784
1785       ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
1786       CALL inquire_variable_names( id_surf, var_names )
1787!
1788!--    Read vegetation type and required attributes
1789       IF ( check_existence( var_names, 'vegetation_type' ) )  THEN
1790          vegetation_type_f%from_file = .TRUE.
1791          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1792                              vegetation_type_f%fill,                          &
1793                              .FALSE., 'vegetation_type' )
1794
1795          ALLOCATE ( vegetation_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1796
1797          CALL get_variable( id_surf, 'vegetation_type',                       &
1798                             vegetation_type_f%var, nxl, nxr, nys, nyn )
1799       ELSE
1800          vegetation_type_f%from_file = .FALSE.
1801       ENDIF
1802
1803!
1804!--    Read soil type and required attributes
1805       IF ( check_existence( var_names, 'soil_type' ) )  THEN
1806             soil_type_f%from_file = .TRUE.
1807!
1808!--       Note, lod is currently not on file; skip for the moment
1809!           CALL get_attribute( id_surf, char_lod,                       &
1810!                                      soil_type_f%lod,                  &
1811!                                      .FALSE., 'soil_type' )
1812          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1813                              soil_type_f%fill,                                &
1814                              .FALSE., 'soil_type' )
1815
1816          IF ( soil_type_f%lod == 1 )  THEN
1817
1818             ALLOCATE ( soil_type_f%var_2d(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1819
1820             CALL get_variable( id_surf, 'soil_type', soil_type_f%var_2d,      &
1821                                nxl, nxr, nys, nyn )
1822
1823          ELSEIF ( soil_type_f%lod == 2 )  THEN
1824!
1825!--          Obtain number of soil layers from file.
1826             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf, nz_soil,    &
1827                                                          'zsoil' )
1828
1829             ALLOCATE ( soil_type_f%var_3d(0:nz_soil,nys:nyn,nxl:nxr) )
1830
1831             CALL get_variable( id_surf, 'soil_type', soil_type_f%var_3d,      &
1832                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, nz_soil )
1833 
1834          ENDIF
1835       ELSE
1836          soil_type_f%from_file = .FALSE.
1837       ENDIF
1838
1839!
1840!--    Read pavement type and required attributes
1841       IF ( check_existence( var_names, 'pavement_type' ) )  THEN
1842          pavement_type_f%from_file = .TRUE.
1843          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1844                              pavement_type_f%fill, .FALSE.,                   &
1845                              'pavement_type' )
1846
1847          ALLOCATE ( pavement_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1848
1849          CALL get_variable( id_surf, 'pavement_type', pavement_type_f%var,    &
1850                             nxl, nxr, nys, nyn )
1851       ELSE
1852          pavement_type_f%from_file = .FALSE.
1853       ENDIF
1854
1855!
1856!--    Read water type and required attributes
1857       IF ( check_existence( var_names, 'water_type' ) )  THEN
1858          water_type_f%from_file = .TRUE.
1859          CALL get_attribute( id_surf, char_fill, water_type_f%fill,           &
1860                              .FALSE., 'water_type' )
1861
1862          ALLOCATE ( water_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1863
1864          CALL get_variable( id_surf, 'water_type', water_type_f%var,          &
1865                             nxl, nxr, nys, nyn )
1866
1867       ELSE
1868          water_type_f%from_file = .FALSE.
1869       ENDIF
1870!
1871!--    Read relative surface fractions of vegetation, pavement and water.
1872       IF ( check_existence( var_names, 'surface_fraction' ) )  THEN
1873          surface_fraction_f%from_file = .TRUE.
1874          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1875                              surface_fraction_f%fill,                         &
1876                              .FALSE., 'surface_fraction' )
1877!
1878!--       Inquire number of surface fractions
1879          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
1880                                                       surface_fraction_f%nf,  &
1881                                                       'nsurface_fraction' )
1882!
1883!--       Allocate dimension array and input array for surface fractions
1884          ALLOCATE( surface_fraction_f%nfracs(0:surface_fraction_f%nf-1) )
1885          ALLOCATE( surface_fraction_f%frac(0:surface_fraction_f%nf-1,         &
1886                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
1887!
1888!--       Get dimension of surface fractions
1889          CALL get_variable( id_surf, 'nsurface_fraction',                     &
1890                             surface_fraction_f%nfracs )
1891!
1892!--       Read surface fractions
1893          CALL get_variable( id_surf, 'surface_fraction',                      &
1894                             surface_fraction_f%frac, nxl, nxr, nys, nyn,      &
1895                             0, surface_fraction_f%nf-1 )
1896       ELSE
1897          surface_fraction_f%from_file = .FALSE.
1898       ENDIF
1899!
1900!--    Read building parameters and related information
1901       IF ( check_existence( var_names, 'building_pars' ) )  THEN
1902          building_pars_f%from_file = .TRUE.
1903          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1904                              building_pars_f%fill,                            &
1905                              .FALSE., 'building_pars' )
1906!
1907!--       Inquire number of building parameters
1908          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
1909                                                       building_pars_f%np,     &
1910                                                       'nbuilding_pars' )
1911!
1912!--       Allocate dimension array and input array for building parameters
1913          ALLOCATE( building_pars_f%pars(0:building_pars_f%np-1) )
1914          ALLOCATE( building_pars_f%pars_xy(0:building_pars_f%np-1,            &
1915                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
1916!
1917!--       Get dimension of building parameters
1918          CALL get_variable( id_surf, 'nbuilding_pars',                        &
1919                             building_pars_f%pars )
1920!
1921!--       Read building_pars
1922          CALL get_variable( id_surf, 'building_pars',                         &
1923                             building_pars_f%pars_xy, nxl, nxr, nys, nyn,      &
1924                             0, building_pars_f%np-1 )
1925       ELSE
1926          building_pars_f%from_file = .FALSE.
1927       ENDIF
1928
1929!
1930!--    Read albedo type and required attributes
1931       IF ( check_existence( var_names, 'albedo_type' ) )  THEN
1932          albedo_type_f%from_file = .TRUE.
1933          CALL get_attribute( id_surf, char_fill, albedo_type_f%fill,          &
1934                              .FALSE.,  'albedo_type' )
1935
1936          ALLOCATE ( albedo_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1937         
1938          CALL get_variable( id_surf, 'albedo_type', albedo_type_f%var,        &
1939                             nxl, nxr, nys, nyn )
1940       ELSE
1941          albedo_type_f%from_file = .FALSE.
1942       ENDIF
1943!
1944!--    Read albedo parameters and related information
1945       IF ( check_existence( var_names, 'albedo_pars' ) )  THEN
1946          albedo_pars_f%from_file = .TRUE.
1947          CALL get_attribute( id_surf, char_fill, albedo_pars_f%fill,          &
1948                              .FALSE., 'albedo_pars' )
1949!
1950!--       Inquire number of albedo parameters
1951          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
1952                                                       albedo_pars_f%np,       &
1953                                                       'nalbedo_pars' )
1954!
1955!--       Allocate dimension array and input array for albedo parameters
1956          ALLOCATE( albedo_pars_f%pars(0:albedo_pars_f%np-1) )
1957          ALLOCATE( albedo_pars_f%pars_xy(0:albedo_pars_f%np-1,                &
1958                                          nys:nyn,nxl:nxr) )
1959!
1960!--       Get dimension of albedo parameters
1961          CALL get_variable( id_surf, 'nalbedo_pars', albedo_pars_f%pars )
1962
1963          CALL get_variable( id_surf, 'albedo_pars', albedo_pars_f%pars_xy,    &
1964                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
1965                             0, albedo_pars_f%np-1 )
1966       ELSE
1967          albedo_pars_f%from_file = .FALSE.
1968       ENDIF
1969
1970!
1971!--    Read pavement parameters and related information
1972       IF ( check_existence( var_names, 'pavement_pars' ) )  THEN
1973          pavement_pars_f%from_file = .TRUE.
1974          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1975                              pavement_pars_f%fill,                            &
1976                              .FALSE., 'pavement_pars' )
1977!
1978!--       Inquire number of pavement parameters
1979          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
1980                                                       pavement_pars_f%np,     &
1981                                                       'npavement_pars' )
1982!
1983!--       Allocate dimension array and input array for pavement parameters
1984          ALLOCATE( pavement_pars_f%pars(0:pavement_pars_f%np-1) )
1985          ALLOCATE( pavement_pars_f%pars_xy(0:pavement_pars_f%np-1,            &
1986                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
1987!
1988!--       Get dimension of pavement parameters
1989          CALL get_variable( id_surf, 'npavement_pars', pavement_pars_f%pars )
1990
1991          CALL get_variable( id_surf, 'pavement_pars', pavement_pars_f%pars_xy,&
1992                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
1993                             0, pavement_pars_f%np-1 )
1994       ELSE
1995          pavement_pars_f%from_file = .FALSE.
1996       ENDIF
1997
1998!
1999!--    Read pavement subsurface parameters and related information
2000       IF ( check_existence( var_names, 'pavement_subsurface_pars' ) )         &
2001       THEN
2002          pavement_subsurface_pars_f%from_file = .TRUE.
2003          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2004                              pavement_subsurface_pars_f%fill,                 &
2005                              .FALSE., 'pavement_subsurface_pars' )
2006!
2007!--       Inquire number of parameters
2008          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
2009                                                pavement_subsurface_pars_f%np, &
2010                                               'npavement_subsurface_pars' )
2011!
2012!--       Inquire number of soil layers
2013          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
2014                                                pavement_subsurface_pars_f%nz, &
2015                                                'zsoil' )
2016!
2017!--       Allocate dimension array and input array for pavement parameters
2018          ALLOCATE( pavement_subsurface_pars_f%pars                            &
2019                            (0:pavement_subsurface_pars_f%np-1) )
2020          ALLOCATE( pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz                        &
2021                            (0:pavement_subsurface_pars_f%np-1,                &
2022                             0:pavement_subsurface_pars_f%nz-1,                &
2023                             nys:nyn,nxl:nxr) )
2024!
2025!--       Get dimension of pavement parameters
2026          CALL get_variable( id_surf, 'npavement_subsurface_pars',             &
2027                             pavement_subsurface_pars_f%pars )
2028
2029          CALL get_variable( id_surf, 'pavement_subsurface_pars',              &
2030                             pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz,              &
2031                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2032                             0, pavement_subsurface_pars_f%nz-1,               &
2033                             0, pavement_subsurface_pars_f%np-1 )
2034       ELSE
2035          pavement_subsurface_pars_f%from_file = .FALSE.
2036       ENDIF
2037
2038
2039!
2040!--    Read vegetation parameters and related information
2041       IF ( check_existence( var_names, 'vegetation_pars' ) )  THEN
2042          vegetation_pars_f%from_file = .TRUE.
2043          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2044                              vegetation_pars_f%fill,                          &
2045                              .FALSE.,  'vegetation_pars' )
2046!
2047!--       Inquire number of vegetation parameters
2048          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
2049                                                       vegetation_pars_f%np,   &
2050                                                       'nvegetation_pars' )
2051!
2052!--       Allocate dimension array and input array for surface fractions
2053          ALLOCATE( vegetation_pars_f%pars(0:vegetation_pars_f%np-1) )
2054          ALLOCATE( vegetation_pars_f%pars_xy(0:vegetation_pars_f%np-1,        &
2055                                              nys:nyn,nxl:nxr) )
2056!
2057!--       Get dimension of the parameters
2058          CALL get_variable( id_surf, 'nvegetation_pars',                      &
2059                             vegetation_pars_f%pars )
2060
2061          CALL get_variable( id_surf, 'vegetation_pars',                       &
2062                             vegetation_pars_f%pars_xy, nxl, nxr, nys, nyn,    &
2063                             0, vegetation_pars_f%np-1 )
2064       ELSE
2065          vegetation_pars_f%from_file = .FALSE.
2066       ENDIF
2067
2068!
2069!--    Read root parameters/distribution and related information
2070       IF ( check_existence( var_names, 'soil_pars' ) )  THEN
2071          soil_pars_f%from_file = .TRUE.
2072          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2073                              soil_pars_f%fill,                                &
2074                              .FALSE., 'soil_pars' )
2075
2076          CALL get_attribute( id_surf, char_lod,                               &
2077                              soil_pars_f%lod,                                 &
2078                              .FALSE., 'soil_pars' )
2079
2080!
2081!--       Inquire number of soil parameters
2082          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
2083                                                       soil_pars_f%np,         &
2084                                                       'nsoil_pars' )
2085!
2086!--       Read parameters array
2087          ALLOCATE( soil_pars_f%pars(0:soil_pars_f%np-1) )
2088          CALL get_variable( id_surf, 'nsoil_pars', soil_pars_f%pars )
2089
2090!
2091!--       In case of level of detail 2, also inquire number of vertical
2092!--       soil layers, allocate memory and read the respective dimension
2093          IF ( soil_pars_f%lod == 2 )  THEN
2094             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,             &
2095                                                          soil_pars_f%nz,      &
2096                                                          'zsoil' )
2097
2098             ALLOCATE( soil_pars_f%layers(0:soil_pars_f%nz-1) )
2099             CALL get_variable( id_surf, 'zsoil', soil_pars_f%layers )
2100
2101          ENDIF
2102
2103!
2104!--       Read soil parameters, depending on level of detail
2105          IF ( soil_pars_f%lod == 1 )  THEN
2106             ALLOCATE( soil_pars_f%pars_xy(0:soil_pars_f%np-1,                 &
2107                                           nys:nyn,nxl:nxr) )
2108                 
2109             CALL get_variable( id_surf, 'soil_pars', soil_pars_f%pars_xy,     &
2110                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, soil_pars_f%np-1 )
2111
2112          ELSEIF ( soil_pars_f%lod == 2 )  THEN
2113             ALLOCATE( soil_pars_f%pars_xyz(0:soil_pars_f%np-1,                &
2114                                            0:soil_pars_f%nz-1,                &
2115                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
2116             CALL get_variable( id_surf, 'soil_pars',                          &
2117                                soil_pars_f%pars_xyz,                          &
2118                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, soil_pars_f%nz-1,       &
2119                                0, soil_pars_f%np-1 )
2120
2121          ENDIF
2122       ELSE
2123          soil_pars_f%from_file = .FALSE.
2124       ENDIF
2125
2126!
2127!--    Read water parameters and related information
2128       IF ( check_existence( var_names, 'water_pars' ) )  THEN
2129          water_pars_f%from_file = .TRUE.
2130          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2131                              water_pars_f%fill,                               &
2132                              .FALSE., 'water_pars' )
2133!
2134!--       Inquire number of water parameters
2135          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
2136                                                       water_pars_f%np,        &
2137                                                       'nwater_pars' )
2138!
2139!--       Allocate dimension array and input array for water parameters
2140          ALLOCATE( water_pars_f%pars(0:water_pars_f%np-1) )
2141          ALLOCATE( water_pars_f%pars_xy(0:water_pars_f%np-1,                  &
2142                                         nys:nyn,nxl:nxr) )
2143!
2144!--       Get dimension of water parameters
2145          CALL get_variable( id_surf, 'nwater_pars', water_pars_f%pars )
2146
2147          CALL get_variable( id_surf, 'water_pars', water_pars_f%pars_xy,      &
2148                             nxl, nxr, nys, nyn, 0, water_pars_f%np-1 )
2149       ELSE
2150          water_pars_f%from_file = .FALSE.
2151       ENDIF
2152!
2153!--    Read root area density - parametrized vegetation
2154       IF ( check_existence( var_names, 'root_area_dens_s' ) )  THEN
2155          root_area_density_lsm_f%from_file = .TRUE.
2156          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2157                              root_area_density_lsm_f%fill,                    &
2158                              .FALSE., 'root_area_dens_s' )
2159!
2160!--       Obtain number of soil layers from file and allocate variable
2161          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
2162                                                   root_area_density_lsm_f%nz, &
2163                                                   'zsoil' )
2164          ALLOCATE( root_area_density_lsm_f%var                                &
2165                                        (0:root_area_density_lsm_f%nz-1,       &
2166                                         nys:nyn,nxl:nxr) )
2167
2168!
2169!--       Read root-area density
2170          CALL get_variable( id_surf, 'root_area_dens_s',                      &
2171                             root_area_density_lsm_f%var,                      &
2172                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2173                             0, root_area_density_lsm_f%nz-1 )
2174
2175       ELSE
2176          root_area_density_lsm_f%from_file = .FALSE.
2177       ENDIF
2178!
2179!--    Read street type and street crossing
2180       IF ( check_existence( var_names, 'street_type' ) )  THEN
2181          street_type_f%from_file = .TRUE.
2182          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2183                              street_type_f%fill, .FALSE.,                     &
2184                              'street_type' )
2185
2186          ALLOCATE ( street_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2187         
2188          CALL get_variable( id_surf, 'street_type', street_type_f%var,        &
2189                             nxl, nxr, nys, nyn )
2190       ELSE
2191          street_type_f%from_file = .FALSE.
2192       ENDIF
2193
2194       IF ( check_existence( var_names, 'street_crossing' ) )  THEN
2195          street_crossing_f%from_file = .TRUE.
2196          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2197                              street_crossing_f%fill, .FALSE.,                 &
2198                              'street_crossing' )
2199
2200          ALLOCATE ( street_crossing_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2201
2202          CALL get_variable( id_surf, 'street_crossing',                       &
2203                             street_crossing_f%var, nxl, nxr, nys, nyn )
2204
2205       ELSE
2206          street_crossing_f%from_file = .FALSE.
2207       ENDIF
2208!
2209!--    Still missing: root_resolved and building_surface_pars.
2210!--    Will be implemented as soon as they are available.
2211
2212!
2213!--    Finally, close input file
2214       CALL close_input_file( id_surf )
2215#endif
2216!
2217!--    End of CPU measurement
2218       CALL cpu_log( log_point_s(82), 'NetCDF input', 'stop' )
2219!
2220!--    Exchange ghost points for surface variables. Therefore, resize
2221!--    variables.
2222       IF ( albedo_type_f%from_file )  THEN
2223          CALL resize_array_2d_int8( albedo_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2224          CALL exchange_horiz_2d_byte( albedo_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,  &
2225                                       nbgp )
2226       ENDIF
2227       IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
2228          CALL resize_array_2d_int8( pavement_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2229          CALL exchange_horiz_2d_byte( pavement_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,&
2230                                       nbgp )
2231       ENDIF
2232       IF ( soil_type_f%from_file  .AND.  ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
2233          CALL resize_array_2d_int8( soil_type_f%var_2d, nys, nyn, nxl, nxr )
2234          CALL exchange_horiz_2d_byte( soil_type_f%var_2d, nys, nyn, nxl, nxr, &
2235                                       nbgp )
2236       ENDIF
2237       IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
2238          CALL resize_array_2d_int8( vegetation_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2239          CALL exchange_horiz_2d_byte( vegetation_type_f%var, nys, nyn, nxl,   &
2240                                       nxr, nbgp )
2241       ENDIF
2242       IF ( water_type_f%from_file )  THEN
2243          CALL resize_array_2d_int8( water_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2244          CALL exchange_horiz_2d_byte( water_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,   &
2245                                       nbgp )
2246       ENDIF
2247!
2248!--    Exchange ghost points for 3/4-D variables. For the sake of simplicity,
2249!--    loop further dimensions to use 2D exchange routines. Unfortunately this
2250!--    is necessary, else new MPI-data types need to be introduced just for
2251!--    2 variables.
2252       IF ( soil_type_f%from_file  .AND.  ALLOCATED( soil_type_f%var_3d ) )    &
2253       THEN
2254          CALL resize_array_3d_int8( soil_type_f%var_3d, 0, nz_soil,           &
2255                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2256          DO  k = 0, nz_soil
2257             CALL exchange_horiz_2d_int(                                       & 
2258                        soil_type_f%var_3d(k,:,:), nys, nyn, nxl, nxr, nbgp )
2259          ENDDO
2260       ENDIF
2261
2262       IF ( surface_fraction_f%from_file )  THEN
2263          CALL resize_array_3d_real( surface_fraction_f%frac,                  &
2264                                     0, surface_fraction_f%nf-1,               &
2265                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2266          DO  k = 0, surface_fraction_f%nf-1
2267             CALL exchange_horiz_2d( surface_fraction_f%frac(k,:,:), nbgp )
2268          ENDDO
2269       ENDIF
2270
2271       IF ( building_pars_f%from_file )  THEN         
2272          CALL resize_array_3d_real( building_pars_f%pars_xy,                  &
2273                                     0, building_pars_f%np-1,                  &
2274                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2275          DO  k = 0, building_pars_f%np-1
2276             CALL exchange_horiz_2d( building_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2277          ENDDO
2278       ENDIF
2279
2280       IF ( albedo_pars_f%from_file )  THEN         
2281          CALL resize_array_3d_real( albedo_pars_f%pars_xy,                    &
2282                                     0, albedo_pars_f%np-1,                    &
2283                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2284          DO  k = 0, albedo_pars_f%np-1
2285             CALL exchange_horiz_2d( albedo_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2286          ENDDO
2287       ENDIF
2288
2289       IF ( pavement_pars_f%from_file )  THEN         
2290          CALL resize_array_3d_real( pavement_pars_f%pars_xy,                  &
2291                                     0, pavement_pars_f%np-1,                  &
2292                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2293          DO  k = 0, pavement_pars_f%np-1
2294             CALL exchange_horiz_2d( pavement_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2295          ENDDO
2296       ENDIF
2297
2298       IF ( vegetation_pars_f%from_file )  THEN
2299          CALL resize_array_3d_real( vegetation_pars_f%pars_xy,                &
2300                                     0, vegetation_pars_f%np-1,                &
2301                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2302          DO  k = 0, vegetation_pars_f%np-1
2303             CALL exchange_horiz_2d( vegetation_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2304          ENDDO
2305       ENDIF
2306
2307       IF ( water_pars_f%from_file )  THEN
2308          CALL resize_array_3d_real( water_pars_f%pars_xy,                     &
2309                                     0, water_pars_f%np-1,                     &
2310                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2311          DO  k = 0, water_pars_f%np-1
2312             CALL exchange_horiz_2d( water_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2313          ENDDO
2314       ENDIF
2315
2316       IF ( root_area_density_lsm_f%from_file )  THEN
2317          CALL resize_array_3d_real( root_area_density_lsm_f%var,              &
2318                                     0, root_area_density_lsm_f%nz-1,          &
2319                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2320          DO  k = 0, root_area_density_lsm_f%nz-1
2321             CALL exchange_horiz_2d( root_area_density_lsm_f%var(k,:,:), nbgp )
2322          ENDDO
2323       ENDIF
2324
2325       IF ( soil_pars_f%from_file )  THEN
2326          IF ( soil_pars_f%lod == 1 )  THEN
2327         
2328             CALL resize_array_3d_real( soil_pars_f%pars_xy,                   &
2329                                        0, soil_pars_f%np-1,                   &
2330                                        nys, nyn, nxl, nxr )
2331             DO  k = 0, soil_pars_f%np-1
2332                CALL exchange_horiz_2d( soil_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2333             ENDDO
2334             
2335          ELSEIF ( soil_pars_f%lod == 2 )  THEN
2336             CALL resize_array_4d_real( soil_pars_f%pars_xyz,                  &
2337                                        0, soil_pars_f%np-1,                   &
2338                                        0, soil_pars_f%nz-1,                   &
2339                                        nys, nyn, nxl, nxr )
2340
2341             DO  k2 = 0, soil_pars_f%nz-1
2342                DO  k = 0, soil_pars_f%np-1
2343                   CALL exchange_horiz_2d( soil_pars_f%pars_xyz(k,k2,:,:),     &
2344                                           nbgp )
2345                ENDDO
2346             ENDDO
2347          ENDIF
2348       ENDIF
2349
2350       IF ( pavement_subsurface_pars_f%from_file )  THEN         
2351          CALL resize_array_4d_real( pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz,      &
2352                                     0, pavement_subsurface_pars_f%np-1,       &
2353                                     0, pavement_subsurface_pars_f%nz-1,       &
2354                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2355
2356          DO  k2 = 0, pavement_subsurface_pars_f%nz-1
2357             DO  k = 0, pavement_subsurface_pars_f%np-1
2358                CALL exchange_horiz_2d(                                        &
2359                           pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz(k,k2,:,:), nbgp )
2360             ENDDO
2361          ENDDO
2362       ENDIF
2363
2364    END SUBROUTINE netcdf_data_input_surface_data
2365
2366!------------------------------------------------------------------------------!
2367! Description:
2368! ------------
2369!> Reads uvem lookup table information.
2370!------------------------------------------------------------------------------!
2371    SUBROUTINE netcdf_data_input_uvem
2372       
2373       USE indices,                                                            &
2374           ONLY:  nxl, nxr, nyn, nys
2375
2376       IMPLICIT NONE
2377
2378       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names  !< variable names in static input file
2379
2380
2381       INTEGER(iwp) ::  id_uvem       !< NetCDF id of uvem lookup table input file
2382       INTEGER(iwp) ::  nli = 35      !< dimension length of lookup table in x
2383       INTEGER(iwp) ::  nlj =  9      !< dimension length of lookup table in y
2384       INTEGER(iwp) ::  nlk = 90      !< dimension length of lookup table in z
2385       INTEGER(iwp) ::  num_vars      !< number of variables in netcdf input file
2386!
2387!--    Input via uv exposure model lookup table input
2388       IF ( input_pids_uvem )  THEN
2389
2390#if defined ( __netcdf )
2391!
2392!--       Open file in read-only mode
2393          CALL open_read_file( TRIM( input_file_uvem ) //                    &
2394                               TRIM( coupling_char ), id_uvem )
2395!
2396!--       At first, inquire all variable names.
2397!--       This will be used to check whether an input variable exist or not.
2398          CALL inquire_num_variables( id_uvem, num_vars )
2399!
2400!--       Allocate memory to store variable names and inquire them.
2401          ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2402          CALL inquire_variable_names( id_uvem, var_names )
2403!
2404!--       uvem integration
2405          IF ( check_existence( var_names, 'int_factors' ) )  THEN
2406             uvem_integration_f%from_file = .TRUE.
2407!
2408!--          Input 2D uvem integration.
2409             ALLOCATE ( uvem_integration_f%var(0:nlj,0:nli)  )
2410             
2411             CALL get_variable( id_uvem, 'int_factors', uvem_integration_f%var, 0, nli, 0, nlj )
2412          ELSE
2413             uvem_integration_f%from_file = .FALSE.
2414          ENDIF
2415!
2416!--       uvem irradiance
2417          IF ( check_existence( var_names, 'irradiance' ) )  THEN
2418             uvem_irradiance_f%from_file = .TRUE.
2419!
2420!--          Input 2D uvem irradiance.
2421             ALLOCATE ( uvem_irradiance_f%var(0:nlk, 0:2)  )
2422             
2423             CALL get_variable( id_uvem, 'irradiance', uvem_irradiance_f%var, 0, 2, 0, nlk )
2424          ELSE
2425             uvem_irradiance_f%from_file = .FALSE.
2426          ENDIF
2427!
2428!--       uvem porjection areas
2429          IF ( check_existence( var_names, 'projarea' ) )  THEN
2430             uvem_projarea_f%from_file = .TRUE.
2431!
2432!--          Input 3D uvem projection area (human geometgry)
2433             ALLOCATE ( uvem_projarea_f%var(0:2,0:nlj,0:nli)  )
2434           
2435             CALL get_variable( id_uvem, 'projarea', uvem_projarea_f%var, 0, nli, 0, nlj, 0, 2 )
2436          ELSE
2437             uvem_projarea_f%from_file = .FALSE.
2438          ENDIF
2439!
2440!--       uvem radiance
2441          IF ( check_existence( var_names, 'radiance' ) )  THEN
2442             uvem_radiance_f%from_file = .TRUE.
2443!
2444!--          Input 3D uvem radiance
2445             ALLOCATE ( uvem_radiance_f%var(0:nlk,0:nlj,0:nli)  )
2446             
2447             CALL get_variable( id_uvem, 'radiance', uvem_radiance_f%var, 0, nli, 0, nlj, 0, nlk )
2448          ELSE
2449             uvem_radiance_f%from_file = .FALSE.
2450          ENDIF
2451!
2452!--       Read building obstruction
2453          IF ( check_existence( var_names, 'obstruction' ) )  THEN
2454             building_obstruction_full%from_file = .TRUE.
2455!--          Input 3D uvem building obstruction
2456              ALLOCATE ( building_obstruction_full%var_3d(0:44,0:2,0:2) )
2457              CALL get_variable( id_uvem, 'obstruction', building_obstruction_full%var_3d,0, 2, 0, 2, 0, 44 )       
2458          ELSE
2459             building_obstruction_full%from_file = .FALSE.
2460          ENDIF
2461!
2462          IF ( check_existence( var_names, 'obstruction' ) )  THEN
2463             building_obstruction_f%from_file = .TRUE.
2464!
2465!--          Input 3D uvem building obstruction
2466             ALLOCATE ( building_obstruction_f%var_3d(0:44,nys:nyn,nxl:nxr) )
2467!
2468             CALL get_variable( id_uvem, 'obstruction', building_obstruction_f%var_3d,      &
2469                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, 44 )       
2470          ELSE
2471             building_obstruction_f%from_file = .FALSE.
2472          ENDIF
2473!
2474!--       Close uvem lookup table input file
2475          CALL close_input_file( id_uvem )
2476#else
2477          CONTINUE
2478#endif
2479       ENDIF
2480    END SUBROUTINE netcdf_data_input_uvem
2481
2482!------------------------------------------------------------------------------!
2483! Description:
2484! ------------
2485!> Reads orography and building information.
2486!------------------------------------------------------------------------------!
2487    SUBROUTINE netcdf_data_input_topo
2488
2489       USE control_parameters,                                                 &
2490           ONLY:  message_string, topography
2491
2492       USE indices,                                                            &
2493           ONLY:  nbgp, nxl, nxr, ny, nyn, nys, nzb
2494
2495
2496       IMPLICIT NONE
2497
2498       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names  !< variable names in static input file
2499
2500
2501       INTEGER(iwp) ::  i             !< running index along x-direction
2502       INTEGER(iwp) ::  ii            !< running index for IO blocks
2503       INTEGER(iwp) ::  id_topo       !< NetCDF id of topograhy input file
2504       INTEGER(iwp) ::  j             !< running index along y-direction
2505       INTEGER(iwp) ::  num_vars      !< number of variables in netcdf input file
2506       INTEGER(iwp) ::  skip_n_rows   !< counting variable to skip rows while reading topography file
2507
2508       REAL(wp) ::  dum           !< dummy variable to skip columns while reading topography file
2509!
2510!--    CPU measurement
2511       CALL cpu_log( log_point_s(83), 'NetCDF/ASCII input topo', 'start' )
2512
2513!
2514!--    Input via palm-input data standard
2515       IF ( input_pids_static )  THEN
2516#if defined ( __netcdf )
2517!
2518!--       Open file in read-only mode
2519          CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                    &
2520                               TRIM( coupling_char ), id_topo )
2521!
2522!--       At first, inquire all variable names.
2523!--       This will be used to check whether an  input variable exist
2524!--       or not.
2525          CALL inquire_num_variables( id_topo, num_vars )
2526!
2527!--       Allocate memory to store variable names and inquire them.
2528          ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2529          CALL inquire_variable_names( id_topo, var_names )
2530!
2531!--       Read x, y - dimensions. Only required for consistency checks.
2532          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_topo, dim_static%nx, 'x' )
2533          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_topo, dim_static%ny, 'y' )
2534          ALLOCATE( dim_static%x(0:dim_static%nx-1) )
2535          ALLOCATE( dim_static%y(0:dim_static%ny-1) )
2536          CALL get_variable( id_topo, 'x', dim_static%x )
2537          CALL get_variable( id_topo, 'y', dim_static%y )
2538!
2539!--       Terrain height. First, get variable-related _FillValue attribute
2540          IF ( check_existence( var_names, 'zt' ) )  THEN
2541             terrain_height_f%from_file = .TRUE.
2542             CALL get_attribute( id_topo, char_fill, terrain_height_f%fill,    &
2543                                 .FALSE., 'zt' )
2544!
2545!--          Input 2D terrain height.
2546             ALLOCATE ( terrain_height_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2547             
2548             CALL get_variable( id_topo, 'zt', terrain_height_f%var,           &
2549                                nxl, nxr, nys, nyn )
2550
2551          ELSE
2552             terrain_height_f%from_file = .FALSE.
2553          ENDIF
2554
2555!
2556!--       Read building height. First, read its _FillValue attribute,
2557!--       as well as lod attribute
2558          buildings_f%from_file = .FALSE.
2559          IF ( check_existence( var_names, 'buildings_2d' ) )  THEN
2560             buildings_f%from_file = .TRUE.
2561             CALL get_attribute( id_topo, char_lod, buildings_f%lod,           &
2562                                 .FALSE., 'buildings_2d' )
2563
2564             CALL get_attribute( id_topo, char_fill, buildings_f%fill1,        &
2565                                 .FALSE., 'buildings_2d' )
2566
2567!
2568!--          Read 2D buildings
2569             IF ( buildings_f%lod == 1 )  THEN
2570                ALLOCATE ( buildings_f%var_2d(nys:nyn,nxl:nxr) )
2571
2572                CALL get_variable( id_topo, 'buildings_2d',                    &
2573                                   buildings_f%var_2d,                         &
2574                                   nxl, nxr, nys, nyn )
2575             ELSE
2576                message_string = 'NetCDF attribute lod ' //                    &
2577                                 '(level of detail) is not set ' //            &
2578                                 'properly for buildings_2d.'
2579                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0540',               &
2580                               1, 2, 0, 6, 0 )
2581             ENDIF
2582          ENDIF
2583!
2584!--       If available, also read 3D building information. If both are
2585!--       available, use 3D information.
2586          IF ( check_existence( var_names, 'buildings_3d' ) )  THEN
2587             buildings_f%from_file = .TRUE.
2588             CALL get_attribute( id_topo, char_lod, buildings_f%lod,           &
2589                                 .FALSE., 'buildings_3d' )     
2590
2591             CALL get_attribute( id_topo, char_fill, buildings_f%fill2,        &
2592                                 .FALSE., 'buildings_3d' )
2593
2594             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_topo,             &
2595                                                          buildings_f%nz, 'z' )
2596!
2597!--          Read 3D buildings
2598             IF ( buildings_f%lod == 2 )  THEN
2599                ALLOCATE( buildings_f%z(nzb:buildings_f%nz-1) )
2600                CALL get_variable( id_topo, 'z', buildings_f%z )
2601
2602                ALLOCATE( buildings_f%var_3d(nzb:buildings_f%nz-1,             &
2603                                             nys:nyn,nxl:nxr) )
2604                buildings_f%var_3d = 0
2605               
2606                CALL get_variable( id_topo, 'buildings_3d',                    &
2607                                   buildings_f%var_3d,                         &
2608                                   nxl, nxr, nys, nyn, 0, buildings_f%nz-1 )
2609             ELSE
2610                message_string = 'NetCDF attribute lod ' //                    &
2611                                 '(level of detail) is not set ' //            &
2612                                 'properly for buildings_3d.'
2613                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0541',               &
2614                               1, 2, 0, 6, 0 )
2615             ENDIF
2616          ENDIF
2617!
2618!--       Read building IDs and its FillValue attribute. Further required
2619!--       for mapping buildings on top of orography.
2620          IF ( check_existence( var_names, 'building_id' ) )  THEN
2621             building_id_f%from_file = .TRUE.
2622             CALL get_attribute( id_topo, char_fill,                           &
2623                                 building_id_f%fill, .FALSE.,                  &
2624                                 'building_id' )
2625
2626             ALLOCATE ( building_id_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) )
2627             
2628             CALL get_variable( id_topo, 'building_id', building_id_f%var,     &
2629                                nxl, nxr, nys, nyn )
2630          ELSE
2631             building_id_f%from_file = .FALSE.
2632          ENDIF
2633!
2634!--       Read building_type and required attributes.
2635          IF ( check_existence( var_names, 'building_type' ) )  THEN
2636             building_type_f%from_file = .TRUE.
2637             CALL get_attribute( id_topo, char_fill,                           &
2638                                 building_type_f%fill, .FALSE.,                &
2639                                 'building_type' )
2640
2641             ALLOCATE ( building_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) )
2642
2643             CALL get_variable( id_topo, 'building_type', building_type_f%var, &
2644                                nxl, nxr, nys, nyn )
2645
2646          ELSE
2647             building_type_f%from_file = .FALSE.
2648          ENDIF
2649!
2650!--       Close topography input file
2651          CALL close_input_file( id_topo )
2652#else
2653          CONTINUE
2654#endif
2655!
2656!--    ASCII input
2657       ELSEIF ( TRIM( topography ) == 'read_from_file' )  THEN
2658             
2659          DO  ii = 0, io_blocks-1
2660             IF ( ii == io_group )  THEN
2661
2662                OPEN( 90, FILE='TOPOGRAPHY_DATA'//TRIM( coupling_char ),       &
2663                      STATUS='OLD', FORM='FORMATTED', ERR=10 )
2664!
2665!--             Read topography PE-wise. Rows are read from nyn to nys, columns
2666!--             are read from nxl to nxr. At first, ny-nyn rows need to be skipped.
2667                skip_n_rows = 0
2668                DO WHILE ( skip_n_rows < ny - nyn )
2669                   READ( 90, * )
2670                   skip_n_rows = skip_n_rows + 1
2671                ENDDO
2672!
2673!--             Read data from nyn to nys and nxl to nxr. Therefore, skip
2674!--             column until nxl-1 is reached
2675                ALLOCATE ( buildings_f%var_2d(nys:nyn,nxl:nxr) )
2676                DO  j = nyn, nys, -1
2677                   READ( 90, *, ERR=11, END=11 )                               &
2678                                   ( dum, i = 0, nxl-1 ),                      &
2679                                   ( buildings_f%var_2d(j,i), i = nxl, nxr )
2680                ENDDO
2681
2682                GOTO 12
2683
2684 10             message_string = 'file TOPOGRAPHY_DATA'//                      &
2685                                 TRIM( coupling_char )// ' does not exist'
2686                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0208', 1, 2, 0, 6, 0 )
2687
2688 11             message_string = 'errors in file TOPOGRAPHY_DATA'//            &
2689                                 TRIM( coupling_char )
2690                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0209', 2, 2, 0, 6, 0 )
2691
2692 12             CLOSE( 90 )
2693                buildings_f%from_file = .TRUE.
2694
2695             ENDIF
2696#if defined( __parallel )
2697             CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
2698#endif
2699          ENDDO
2700
2701       ENDIF
2702!
2703!--    End of CPU measurement
2704       CALL cpu_log( log_point_s(83), 'NetCDF/ASCII input topo', 'stop' )
2705!
2706!--    Check for minimum requirement to setup building topography. If buildings
2707!--    are provided, also an ID and a type are required.
2708!--    Note, doing this check in check_parameters
2709!--    will be too late (data will be used for grid inititialization before).
2710       IF ( input_pids_static )  THEN
2711          IF ( buildings_f%from_file  .AND.                                    &
2712               .NOT. building_id_f%from_file )  THEN
2713             message_string = 'If building heights are prescribed in ' //      &
2714                              'static input file, also an ID is required.'
2715             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0542', 1, 2, 0, 6, 0 )
2716          ENDIF
2717       ENDIF
2718!
2719!--    In case no terrain height is provided by static input file, allocate
2720!--    array nevertheless and set terrain height to 0, which simplifies
2721!--    topography initialization.
2722       IF ( .NOT. terrain_height_f%from_file )  THEN
2723          ALLOCATE ( terrain_height_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) )
2724          terrain_height_f%var = 0.0_wp
2725       ENDIF
2726!
2727!--    Finally, exchange 1 ghost point for building ID and type.
2728!--    In case of non-cyclic boundary conditions set Neumann conditions at the
2729!--    lateral boundaries.
2730       IF ( building_id_f%from_file )  THEN
2731          CALL resize_array_2d_int32( building_id_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2732          CALL exchange_horiz_2d_int( building_id_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,   &
2733                                      nbgp )
2734       ENDIF
2735
2736       IF ( building_type_f%from_file )  THEN
2737          CALL resize_array_2d_int8( building_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2738          CALL exchange_horiz_2d_byte( building_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,   &
2739                                       nbgp )
2740       ENDIF
2741
2742    END SUBROUTINE netcdf_data_input_topo
2743
2744!------------------------------------------------------------------------------!
2745! Description:
2746! ------------
2747!> Reads initialization data of u, v, w, pt, q, geostrophic wind components,
2748!> as well as soil moisture and soil temperature, derived from larger-scale
2749!> model (COSMO) by Inifor.
2750!------------------------------------------------------------------------------!
2751    SUBROUTINE netcdf_data_input_init_3d
2752
2753       USE arrays_3d,                                                          &
2754           ONLY:  q, pt, u, v, w, zu, zw
2755
2756       USE control_parameters,                                                 &
2757           ONLY:  air_chemistry, bc_lr_cyc, bc_ns_cyc, humidity,               &
2758                  message_string, neutral
2759
2760       USE indices,                                                            &
2761           ONLY:  nx, nxl, nxlu, nxr, ny, nyn, nys, nysv, nzb, nz, nzt
2762
2763       IMPLICIT NONE
2764
2765       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names
2766
2767       LOGICAL      ::  dynamic_3d = .TRUE. !< flag indicating that 3D data is read from dynamic file
2768       
2769       INTEGER(iwp) ::  id_dynamic !< NetCDF id of dynamic input file
2770       INTEGER(iwp) ::  n          !< running index for chemistry variables
2771       INTEGER(iwp) ::  num_vars   !< number of variables in netcdf input file
2772
2773       LOGICAL      ::  check_passed !< flag indicating if a check passed
2774
2775!
2776!--    Skip routine if no input file with dynamic input data is available.
2777       IF ( .NOT. input_pids_dynamic )  RETURN
2778!
2779!--    Please note, Inifor is designed to provide initial data for u and v for
2780!--    the prognostic grid points in case of lateral Dirichlet conditions.
2781!--    This means that Inifor provides data from nxlu:nxr (for u) and
2782!--    from nysv:nyn (for v) at the left and south domain boundary, respectively.
2783!--    However, as work-around for the moment, PALM will run with cyclic
2784!--    conditions and will be initialized with data provided by Inifor
2785!--    boundaries in case of Dirichlet.
2786!--    Hence, simply set set nxlu/nysv to 1 (will be reset to its original value
2787!--    at the end of this routine.
2788       IF ( bc_lr_cyc  .AND.  nxl == 0 )  nxlu = 1
2789       IF ( bc_ns_cyc  .AND.  nys == 0 )  nysv = 1
2790
2791!
2792!--    CPU measurement
2793       CALL cpu_log( log_point_s(85), 'NetCDF input init', 'start' )
2794
2795#if defined ( __netcdf )
2796!
2797!--    Open file in read-only mode
2798       CALL open_read_file( TRIM( input_file_dynamic ) //                      &
2799                            TRIM( coupling_char ), id_dynamic )
2800
2801!
2802!--    At first, inquire all variable names.
2803       CALL inquire_num_variables( id_dynamic, num_vars )
2804!
2805!--    Allocate memory to store variable names.
2806       ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2807       CALL inquire_variable_names( id_dynamic, var_names )
2808!
2809!--    Read vertical dimension of scalar und w grid.
2810       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nzu, 'z'     )
2811       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nzw, 'zw'    )
2812!
2813!--    Read also the horizontal dimensions. These are used just used fo
2814!--    checking the compatibility with the PALM grid before reading.
2815       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nx,  'x'  )
2816       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nxu, 'xu' )
2817       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%ny,  'y'  )
2818       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nyv, 'yv' )
2819
2820!
2821!--    Check for correct horizontal and vertical dimension. Please note,
2822!--    checks are performed directly here and not called from
2823!--    check_parameters as some varialbes are still not allocated there.
2824!--    Moreover, please note, u- and v-grid has 1 grid point less on
2825!--    Inifor grid.
2826       IF ( init_3d%nx-1 /= nx  .OR.  init_3d%nxu-1 /= nx - 1  .OR.            &
2827            init_3d%ny-1 /= ny  .OR.  init_3d%nyv-1 /= ny - 1 )  THEN
2828          message_string = 'Number of inifor horizontal grid points  '//       &
2829                           'does not match the number of numeric grid '//      &
2830                           'points.'
2831          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
2832       ENDIF
2833
2834       IF ( init_3d%nzu /= nz )  THEN
2835          message_string = 'Number of inifor vertical grid points ' //         &
2836                           'does not match the number of numeric grid '//      &
2837                           'points.'
2838          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
2839       ENDIF
2840!
2841!--    Read vertical dimensions. Later, these are required for eventual
2842!--    inter- and extrapolations of the initialization data.
2843       IF ( check_existence( var_names, 'z' ) )  THEN
2844          ALLOCATE( init_3d%zu_atmos(1:init_3d%nzu) )
2845          CALL get_variable( id_dynamic, 'z', init_3d%zu_atmos )
2846       ENDIF
2847       IF ( check_existence( var_names, 'zw' ) )  THEN
2848          ALLOCATE( init_3d%zw_atmos(1:init_3d%nzw) )
2849          CALL get_variable( id_dynamic, 'zw', init_3d%zw_atmos )
2850       ENDIF
2851!
2852!--    Check for consistency between vertical coordinates in dynamic
2853!--    driver and numeric grid.
2854!--    Please note, depending on compiler options both may be
2855!--    equal up to a certain threshold, and differences between
2856!--    the numeric grid and vertical coordinate in the driver can built-
2857!--    up to 10E-1-10E-0 m. For this reason, the check is performed not
2858!--    for exactly matching values.
2859       IF ( ANY( ABS( zu(1:nzt)   - init_3d%zu_atmos(1:init_3d%nzu) )    &
2860                      > 10E-1 )  .OR.                                    &
2861            ANY( ABS( zw(1:nzt-1) - init_3d%zw_atmos(1:init_3d%nzw) )    &
2862                      > 10E-1 ) )  THEN
2863          message_string = 'Vertical grid in dynamic driver does not '// &
2864                           'match the numeric grid.'
2865          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
2866       ENDIF
2867!
2868!--    Read initial geostrophic wind components at
2869!--    t = 0 (index 1 in file).
2870       IF ( check_existence( var_names, 'ls_forcing_ug' ) )  THEN
2871          ALLOCATE( init_3d%ug_init(nzb:nzt+1) )
2872          init_3d%ug_init = 0.0_wp
2873
2874          CALL get_variable_pr( id_dynamic, 'ls_forcing_ug', 1,          &
2875                                init_3d%ug_init(1:nzt) )
2876!
2877!--       Set top-boundary condition (Neumann)
2878          init_3d%ug_init(nzt+1) = init_3d%ug_init(nzt)
2879
2880          init_3d%from_file_ug = .TRUE.
2881       ELSE
2882          init_3d%from_file_ug = .FALSE.
2883       ENDIF
2884       IF ( check_existence( var_names, 'ls_forcing_vg' ) )  THEN
2885          ALLOCATE( init_3d%vg_init(nzb:nzt+1) )
2886          init_3d%vg_init = 0.0_wp
2887
2888          CALL get_variable_pr( id_dynamic, 'ls_forcing_vg', 1,          &
2889                                init_3d%vg_init(1:nzt) )
2890!
2891!--       Set top-boundary condition (Neumann)
2892          init_3d%vg_init(nzt+1) = init_3d%vg_init(nzt)
2893
2894          init_3d%from_file_vg = .TRUE.
2895       ELSE
2896          init_3d%from_file_vg = .FALSE.
2897       ENDIF
2898!
2899!--    Read inital 3D data of u, v, w, pt and q,
2900!--    derived from COSMO model. Read PE-wise yz-slices.
2901!--    Please note, the u-, v- and w-component are defined on different
2902!--    grids with one element less in the x-, y-,
2903!--    and z-direction, respectively. Hence, reading is subdivided
2904!--    into separate loops. 
2905!--    Read u-component
2906       IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_u' ) )  THEN
2907!
2908!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
2909          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_u,           &
2910                              .FALSE., 'init_atmosphere_u' )
2911          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_u,             &
2912                              .FALSE., 'init_atmosphere_u' )
2913!
2914!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
2915          IF ( init_3d%lod_u == 1 )  THEN
2916             ALLOCATE( init_3d%u_init(nzb:nzt+1) )
2917             init_3d%u_init = 0.0_wp
2918
2919             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_u',               &
2920                                init_3d%u_init(nzb+1:nzt) )
2921!
2922!--          Set top-boundary condition (Neumann)
2923             init_3d%u_init(nzt+1) = init_3d%u_init(nzt)
2924!
2925!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
2926          ELSEIF ( init_3d%lod_u == 2 )  THEN
2927             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_u',               &
2928                                u(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxlu:nxr),                 &
2929                                nxlu, nys+1, nzb+1,                            &
2930                                nxr-nxlu+1, nyn-nys+1, init_3d%nzu,            &
2931                                dynamic_3d )
2932!
2933!--          Set value at leftmost model grid point nxl = 0. This is because
2934!--          Inifor provides data only from 1:nx-1 since it assumes non-cyclic
2935!--          conditions.
2936             IF ( nxl == 0 )                                                   &
2937                u(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl) = u(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxlu)
2938!
2939!--          Set bottom and top-boundary
2940             u(nzb,:,:)   = u(nzb+1,:,:)
2941             u(nzt+1,:,:) = u(nzt,:,:)
2942             
2943          ENDIF
2944          init_3d%from_file_u = .TRUE.
2945       ELSE
2946          message_string = 'Missing initial data for u-component'
2947          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
2948       ENDIF
2949!
2950!--    Read v-component
2951       IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_v' ) )  THEN
2952!
2953!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
2954          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_v,           &
2955                              .FALSE., 'init_atmosphere_v' )
2956          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_v,             &
2957                              .FALSE., 'init_atmosphere_v' )
2958!
2959!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
2960          IF ( init_3d%lod_v == 1 )  THEN
2961             ALLOCATE( init_3d%v_init(nzb:nzt+1) )
2962             init_3d%v_init = 0.0_wp
2963
2964             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_v',               &
2965                                init_3d%v_init(nzb+1:nzt) )
2966!
2967!--          Set top-boundary condition (Neumann)
2968             init_3d%v_init(nzt+1) = init_3d%v_init(nzt)
2969!
2970!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
2971          ELSEIF ( init_3d%lod_v == 2 )  THEN
2972         
2973             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_v',               &
2974                                v(nzb+1:nzt,nysv:nyn,nxl:nxr),                 &
2975                                nxl+1, nysv, nzb+1,                            &
2976                                nxr-nxl+1, nyn-nysv+1, init_3d%nzu,            &
2977                                dynamic_3d )
2978!
2979!--          Set value at southmost model grid point nys = 0. This is because
2980!--          Inifor provides data only from 1:ny-1 since it assumes non-cyclic
2981!--          conditions.
2982             IF ( nys == 0 )                                                   &
2983                v(nzb+1:nzt,nys,nxl:nxr) = v(nzb+1:nzt,nysv,nxl:nxr)                               
2984!
2985!--          Set bottom and top-boundary
2986             v(nzb,:,:)   = v(nzb+1,:,:)
2987             v(nzt+1,:,:) = v(nzt,:,:)
2988             
2989          ENDIF
2990          init_3d%from_file_v = .TRUE.
2991       ELSE
2992          message_string = 'Missing initial data for v-component'
2993          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
2994       ENDIF
2995!
2996!--    Read w-component
2997       IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_w' ) )  THEN
2998!
2999!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3000          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_w,           &
3001                              .FALSE., 'init_atmosphere_w' )
3002          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_w,             &
3003                              .FALSE., 'init_atmosphere_w' )
3004!
3005!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3006          IF ( init_3d%lod_w == 1 )  THEN
3007             ALLOCATE( init_3d%w_init(nzb:nzt+1) )
3008             init_3d%w_init = 0.0_wp
3009
3010             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_w',               &
3011                                init_3d%w_init(nzb+1:nzt-1) )
3012!
3013!--          Set top-boundary condition (Neumann)
3014             init_3d%w_init(nzt:nzt+1) = init_3d%w_init(nzt-1)
3015!
3016!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3017          ELSEIF ( init_3d%lod_w == 2 )  THEN
3018
3019             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_w',                &
3020                                w(nzb+1:nzt-1,nys:nyn,nxl:nxr),                 &
3021                                nxl+1, nys+1, nzb+1,                            &
3022                                nxr-nxl+1, nyn-nys+1, init_3d%nzw,              &
3023                                dynamic_3d )
3024!
3025!--          Set bottom and top-boundary                               
3026             w(nzb,:,:)   = 0.0_wp 
3027             w(nzt,:,:)   = w(nzt-1,:,:)
3028             w(nzt+1,:,:) = w(nzt-1,:,:)
3029
3030          ENDIF
3031          init_3d%from_file_w = .TRUE.
3032       ELSE
3033          message_string = 'Missing initial data for w-component'
3034          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3035       ENDIF
3036!
3037!--    Read potential temperature
3038       IF ( .NOT. neutral )  THEN
3039          IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_pt' ) )  THEN
3040!
3041!--          Read attributes for the fill value and level-of-detail
3042             CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_pt,       &
3043                                 .FALSE., 'init_atmosphere_pt' )
3044             CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_pt,         &
3045                                 .FALSE., 'init_atmosphere_pt' )
3046!
3047!--          level-of-detail 1 - read initialization profile
3048             IF ( init_3d%lod_pt == 1 )  THEN
3049                ALLOCATE( init_3d%pt_init(nzb:nzt+1) )
3050
3051                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_pt',           &
3052                                   init_3d%pt_init(nzb+1:nzt) )
3053!
3054!--             Set Neumann top and surface boundary condition for initial
3055!--             profil
3056                init_3d%pt_init(nzb)   = init_3d%pt_init(nzb+1)
3057                init_3d%pt_init(nzt+1) = init_3d%pt_init(nzt)
3058!
3059!--          level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3060             ELSEIF ( init_3d%lod_pt == 2 )  THEN
3061
3062                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_pt',           &
3063                                   pt(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr),              &
3064                                   nxl+1, nys+1, nzb+1,                        &
3065                                   nxr-nxl+1, nyn-nys+1, init_3d%nzu,          &
3066                                   dynamic_3d )
3067                                   
3068!
3069!--             Set bottom and top-boundary
3070                pt(nzb,:,:)   = pt(nzb+1,:,:)
3071                pt(nzt+1,:,:) = pt(nzt,:,:)             
3072
3073             ENDIF
3074             init_3d%from_file_pt = .TRUE.
3075          ELSE
3076             message_string = 'Missing initial data for ' //                   &
3077                              'potential temperature'
3078             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3079          ENDIF
3080       ENDIF
3081!
3082!--    Read mixing ratio
3083       IF ( humidity )  THEN
3084          IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_qv' ) )  THEN
3085!
3086!--          Read attributes for the fill value and level-of-detail
3087             CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_q,        &
3088                                 .FALSE., 'init_atmosphere_qv' )
3089             CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_q,          &
3090                                 .FALSE., 'init_atmosphere_qv' )
3091!
3092!--          level-of-detail 1 - read initialization profile
3093             IF ( init_3d%lod_q == 1 )  THEN
3094                ALLOCATE( init_3d%q_init(nzb:nzt+1) )
3095
3096                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_qv',           &
3097                                    init_3d%q_init(nzb+1:nzt) )
3098!
3099!--             Set bottom and top boundary condition (Neumann)
3100                init_3d%q_init(nzb)   = init_3d%q_init(nzb+1)
3101                init_3d%q_init(nzt+1) = init_3d%q_init(nzt)
3102!
3103!--          level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3104             ELSEIF ( init_3d%lod_q == 2 )  THEN
3105             
3106                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_qv',           &
3107                                   q(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr),               &
3108                                   nxl+1, nys+1, nzb+1,                        &
3109                                   nxr-nxl+1, nyn-nys+1, init_3d%nzu,          &
3110                                   dynamic_3d )
3111                                   
3112!
3113!--             Set bottom and top-boundary
3114                q(nzb,:,:)   = q(nzb+1,:,:)
3115                q(nzt+1,:,:) = q(nzt,:,:)
3116               
3117             ENDIF
3118             init_3d%from_file_q = .TRUE.
3119          ELSE
3120             message_string = 'Missing initial data for ' //                   &
3121                              'mixing ratio'
3122             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3123          ENDIF
3124       ENDIF       
3125!
3126!--    Read chemistry variables.
3127!--    Please note, for the moment, only LOD=1 is allowed
3128       IF ( air_chemistry )  THEN
3129!
3130!--       Allocate chemistry input profiles, as well as arrays for fill values
3131!--       and LOD's.
3132          ALLOCATE( init_3d%chem_init(nzb:nzt+1,                               &
3133                                      1:UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1 )) )
3134          ALLOCATE( init_3d%fill_chem(1:UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1)) )   
3135          ALLOCATE( init_3d%lod_chem(1:UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1))  ) 
3136         
3137          DO  n = 1, UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1)
3138             IF ( check_existence( var_names,                                  &
3139                                   TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ) ) )  THEN
3140!
3141!--             Read attributes for the fill value and level-of-detail
3142                CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill,                     &
3143                                    init_3d%fill_chem(n),                      &
3144                                    .FALSE.,                                   &
3145                                    TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ) )
3146                CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod,                      &
3147                                    init_3d%lod_chem(n),                       &
3148                                    .FALSE.,                                   &
3149                                    TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ) )
3150!
3151!--             Give message that only LOD=1 is allowed.
3152                IF ( init_3d%lod_chem(n) /= 1 )  THEN               
3153                   message_string = 'For chemistry variables only LOD=1 is ' //&
3154                                    'allowed.'
3155                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0586',            &
3156                                 1, 2, 0, 6, 0 )
3157                ENDIF
3158!
3159!--             level-of-detail 1 - read initialization profile
3160                CALL get_variable( id_dynamic,                                 &
3161                                   TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ),          &
3162                                   init_3d%chem_init(nzb+1:nzt,n) )
3163!
3164!--             Set bottom and top boundary condition (Neumann)
3165                init_3d%chem_init(nzb,n)   = init_3d%chem_init(nzb+1,n)
3166                init_3d%chem_init(nzt+1,n) = init_3d%chem_init(nzt,n)
3167               
3168                init_3d%from_file_chem(n) = .TRUE.
3169             ENDIF
3170          ENDDO
3171       ENDIF
3172!
3173!--    Close input file
3174       CALL close_input_file( id_dynamic )
3175#endif
3176!
3177!--    End of CPU measurement
3178       CALL cpu_log( log_point_s(85), 'NetCDF input init', 'stop' )
3179!
3180!--    Finally, check if the input data has any fill values. Please note,
3181!--    checks depend on the LOD of the input data.
3182       IF ( init_3d%from_file_u )  THEN
3183          check_passed = .TRUE.
3184          IF ( init_3d%lod_u == 1 )  THEN
3185             IF ( ANY( init_3d%u_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_u ) )       &
3186                check_passed = .FALSE.
3187          ELSEIF ( init_3d%lod_u == 2 )  THEN
3188             IF ( ANY( u(nzb+1:nzt+1,nys:nyn,nxlu:nxr) == init_3d%fill_u ) )   &
3189                check_passed = .FALSE.
3190          ENDIF
3191          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3192             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_u must ' //    &
3193                              'not contain any _FillValues'
3194             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3195          ENDIF
3196       ENDIF
3197
3198       IF ( init_3d%from_file_v )  THEN
3199          check_passed = .TRUE.
3200          IF ( init_3d%lod_v == 1 )  THEN
3201             IF ( ANY( init_3d%v_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_v ) )       &
3202                check_passed = .FALSE.
3203          ELSEIF ( init_3d%lod_v == 2 )  THEN
3204             IF ( ANY( v(nzb+1:nzt+1,nysv:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_v ) )   &
3205                check_passed = .FALSE.
3206          ENDIF
3207          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3208             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_v must ' //    &
3209                              'not contain any _FillValues'
3210             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3211          ENDIF
3212       ENDIF
3213
3214       IF ( init_3d%from_file_w )  THEN
3215          check_passed = .TRUE.
3216          IF ( init_3d%lod_w == 1 )  THEN
3217             IF ( ANY( init_3d%w_init(nzb+1:nzt) == init_3d%fill_w ) )         &
3218                check_passed = .FALSE.
3219          ELSEIF ( init_3d%lod_w == 2 )  THEN
3220             IF ( ANY( w(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_w ) )      &
3221                check_passed = .FALSE.
3222          ENDIF
3223          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3224             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_w must ' //    &
3225                              'not contain any _FillValues'
3226             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3227          ENDIF
3228       ENDIF
3229
3230       IF ( init_3d%from_file_pt )  THEN
3231          check_passed = .TRUE.
3232          IF ( init_3d%lod_pt == 1 )  THEN
3233             IF ( ANY( init_3d%pt_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_pt ) )     &
3234                check_passed = .FALSE.
3235          ELSEIF ( init_3d%lod_pt == 2 )  THEN
3236             IF ( ANY( pt(nzb+1:nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_pt ) )  &
3237                check_passed = .FALSE.
3238          ENDIF
3239          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3240             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_pt must ' //   &
3241                              'not contain any _FillValues'
3242             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3243          ENDIF
3244       ENDIF
3245
3246       IF ( init_3d%from_file_q )  THEN
3247          check_passed = .TRUE.
3248          IF ( init_3d%lod_q == 1 )  THEN
3249             IF ( ANY( init_3d%q_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_q ) )       &
3250                check_passed = .FALSE.
3251          ELSEIF ( init_3d%lod_q == 2 )  THEN
3252             IF ( ANY( q(nzb+1:nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_q ) )    &
3253                check_passed = .FALSE.
3254          ENDIF
3255          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3256             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_q must ' //    &
3257                              'not contain any _FillValues'
3258             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3259          ENDIF
3260       ENDIF
3261!
3262!--    Workaround for cyclic conditions. Please see above for further explanation.
3263       IF ( bc_lr_cyc  .AND.  nxl == 0 )  nxlu = nxl
3264       IF ( bc_ns_cyc  .AND.  nys == 0 )  nysv = nys
3265
3266    END SUBROUTINE netcdf_data_input_init_3d
3267   
3268!------------------------------------------------------------------------------!
3269! Description:
3270! ------------
3271!> Reads initialization data of u, v, w, pt, q, geostrophic wind components,
3272!> as well as soil moisture and soil temperature, derived from larger-scale
3273!> model (COSMO) by Inifor.
3274!------------------------------------------------------------------------------!
3275    SUBROUTINE netcdf_data_input_init_lsm
3276
3277       USE control_parameters,                                                 &
3278           ONLY:  message_string
3279
3280       USE indices,                                                            &
3281           ONLY:  nx, nxl, nxr, ny, nyn, nys
3282
3283       IMPLICIT NONE
3284
3285       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names !< string containing all variables on file
3286     
3287       INTEGER(iwp) ::  id_dynamic !< NetCDF id of dynamic input file
3288       INTEGER(iwp) ::  num_vars   !< number of variables in netcdf input file
3289
3290!
3291!--    Skip routine if no input file with dynamic input data is available.
3292       IF ( .NOT. input_pids_dynamic )  RETURN
3293!
3294!--    CPU measurement
3295       CALL cpu_log( log_point_s(85), 'NetCDF input init', 'start' )
3296
3297#if defined ( __netcdf )
3298!
3299!--    Open file in read-only mode
3300       CALL open_read_file( TRIM( input_file_dynamic ) //                      &
3301                            TRIM( coupling_char ), id_dynamic )
3302
3303!
3304!--    At first, inquire all variable names.
3305       CALL inquire_num_variables( id_dynamic, num_vars )
3306!
3307!--    Allocate memory to store variable names.
3308       ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
3309       CALL inquire_variable_names( id_dynamic, var_names )
3310!
3311!--    Read vertical dimension for soil depth.
3312       IF ( check_existence( var_names, 'zsoil' ) )                            &
3313          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nzs,&
3314                                                       'zsoil' )
3315!
3316!--    Read also the horizontal dimensions required for soil initialization.
3317!--    Please note, in case of non-nested runs or in case of root domain,
3318!--    these data is already available, but will be read again for the sake
3319!--    of clearness.
3320       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nx,    &
3321                                                    'x'  )
3322       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%ny,    &
3323                                                    'y'  )
3324!
3325!--    Check for correct horizontal and vertical dimension. Please note,
3326!--    in case of non-nested runs or in case of root domain, these checks
3327!--    are already performed
3328       IF ( init_3d%nx-1 /= nx  .OR.  init_3d%ny-1 /= ny )  THEN
3329          message_string = 'Number of inifor horizontal grid points  '//       &
3330                           'does not match the number of numeric grid points.'
3331          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
3332       ENDIF
3333!
3334!--    Read vertical dimensions. Later, these are required for eventual
3335!--    inter- and extrapolations of the initialization data.
3336       IF ( check_existence( var_names, 'zsoil' ) )  THEN
3337          ALLOCATE( init_3d%z_soil(1:init_3d%nzs) )
3338          CALL get_variable( id_dynamic, 'zsoil', init_3d%z_soil )
3339       ENDIF
3340!
3341!--    Read initial data for soil moisture
3342       IF ( check_existence( var_names, 'init_soil_m' ) )  THEN
3343!
3344!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3345          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill,                           &
3346                              init_3d%fill_msoil,                              &
3347                              .FALSE., 'init_soil_m' )
3348          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod,                            &
3349                              init_3d%lod_msoil,                               &
3350                              .FALSE., 'init_soil_m' )
3351!
3352!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3353          IF ( init_3d%lod_msoil == 1 )  THEN
3354             ALLOCATE( init_3d%msoil_1d(0:init_3d%nzs-1) )
3355
3356             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_soil_m',                     &
3357                                init_3d%msoil_1d(0:init_3d%nzs-1) )
3358!
3359!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3360          ELSEIF ( init_3d%lod_msoil == 2 )  THEN
3361             ALLOCATE ( init_3d%msoil_3d(0:init_3d%nzs-1,nys:nyn,nxl:nxr) )
3362
3363            CALL get_variable( id_dynamic, 'init_soil_m',                      &   
3364                             init_3d%msoil_3d(0:init_3d%nzs-1,nys:nyn,nxl:nxr),&
3365                             nxl, nxr, nys, nyn, 0, init_3d%nzs-1 )
3366
3367          ENDIF
3368          init_3d%from_file_msoil = .TRUE.
3369       ENDIF
3370!
3371!--    Read soil temperature
3372       IF ( check_existence( var_names, 'init_soil_t' ) )  THEN
3373!
3374!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3375          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill,                           &
3376                              init_3d%fill_tsoil,                              &
3377                              .FALSE., 'init_soil_t' )
3378          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod,                            &
3379                              init_3d%lod_tsoil,                               &
3380                              .FALSE., 'init_soil_t' )
3381!
3382!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3383          IF ( init_3d%lod_tsoil == 1 )  THEN
3384             ALLOCATE( init_3d%tsoil_1d(0:init_3d%nzs-1) )
3385
3386             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_soil_t',                     &
3387                                init_3d%tsoil_1d(0:init_3d%nzs-1) )
3388
3389!
3390!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3391          ELSEIF ( init_3d%lod_tsoil == 2 )  THEN
3392             ALLOCATE ( init_3d%tsoil_3d(0:init_3d%nzs-1,nys:nyn,nxl:nxr) )
3393             
3394             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_soil_t',                     &   
3395                             init_3d%tsoil_3d(0:init_3d%nzs-1,nys:nyn,nxl:nxr),&
3396                             nxl, nxr, nys, nyn, 0, init_3d%nzs-1 )
3397          ENDIF
3398          init_3d%from_file_tsoil = .TRUE.
3399       ENDIF
3400!
3401!--    Close input file
3402       CALL close_input_file( id_dynamic )
3403#endif
3404!
3405!--    End of CPU measurement
3406       CALL cpu_log( log_point_s(85), 'NetCDF input init', 'stop' )
3407
3408    END SUBROUTINE netcdf_data_input_init_lsm   
3409
3410!------------------------------------------------------------------------------!
3411! Description:
3412! ------------
3413!> Reads data at lateral and top boundaries derived from larger-scale model
3414!> (COSMO) by Inifor.
3415!------------------------------------------------------------------------------!
3416    SUBROUTINE netcdf_data_input_offline_nesting
3417
3418       USE control_parameters,                                                 &
3419           ONLY:  air_chemistry, bc_dirichlet_l, bc_dirichlet_n,               &
3420                  bc_dirichlet_r, bc_dirichlet_s, humidity, neutral,           &
3421                  nesting_offline, time_since_reference_point
3422
3423       USE indices,                                                            &
3424           ONLY:  nxl, nxlu, nxr, nyn, nys, nysv, nzb, nzt
3425
3426       IMPLICIT NONE
3427       
3428       INTEGER(iwp) ::  id_dynamic !< NetCDF id of dynamic input file
3429       INTEGER(iwp) ::  n          !< running index for chemistry variables
3430       INTEGER(iwp) ::  num_vars   !< number of variables in netcdf input file
3431       INTEGER(iwp) ::  t          !< running index time dimension
3432!
3433!--    Skip input if no forcing from larger-scale models is applied.
3434       IF ( .NOT. nesting_offline )  RETURN
3435
3436!
3437!--    CPU measurement
3438       CALL cpu_log( log_point_s(86), 'NetCDF input forcing', 'start' )
3439
3440#if defined ( __netcdf )
3441!
3442!--    Open file in read-only mode
3443       CALL open_read_file( TRIM( input_file_dynamic ) //                      &
3444                            TRIM( coupling_char ), id_dynamic )
3445!
3446!--    Initialize INIFOR forcing.
3447       IF ( .NOT. nest_offl%init )  THEN
3448!
3449!--       At first, inquire all variable names.
3450          CALL inquire_num_variables( id_dynamic, num_vars )
3451!
3452!--       Allocate memory to store variable names.
3453          ALLOCATE( nest_offl%var_names(1:num_vars) )
3454          CALL inquire_variable_names( id_dynamic, nest_offl%var_names )
3455!
3456!--       Read time dimension, allocate memory and finally read time array
3457          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic,             &
3458                                                       nest_offl%nt, 'time' )
3459
3460          IF ( check_existence( nest_offl%var_names, 'time' ) )  THEN
3461             ALLOCATE( nest_offl%time(0:nest_offl%nt-1) )
3462             CALL get_variable( id_dynamic, 'time', nest_offl%time )
3463          ENDIF
3464!
3465!--       Read vertical dimension of scalar und w grid
3466          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic,             &
3467                                                       nest_offl%nzu, 'z' )
3468          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic,             &
3469                                                       nest_offl%nzw, 'zw' )
3470
3471          IF ( check_existence( nest_offl%var_names, 'z' ) )  THEN
3472             ALLOCATE( nest_offl%zu_atmos(1:nest_offl%nzu) )
3473             CALL get_variable( id_dynamic, 'z', nest_offl%zu_atmos )
3474          ENDIF
3475          IF ( check_existence( nest_offl%var_names, 'zw' ) )  THEN
3476             ALLOCATE( nest_offl%zw_atmos(1:nest_offl%nzw) )
3477             CALL get_variable( id_dynamic, 'zw', nest_offl%zw_atmos )
3478          ENDIF
3479
3480!
3481!--       Read surface pressure
3482          IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                           &
3483                                'surface_forcing_surface_pressure' ) )  THEN
3484             ALLOCATE( nest_offl%surface_pressure(0:nest_offl%nt-1) )
3485             CALL get_variable( id_dynamic,                                    &
3486                                'surface_forcing_surface_pressure',            &
3487                                nest_offl%surface_pressure )
3488          ENDIF
3489!
3490!--       Set control flag to indicate that initialization is already done
3491          nest_offl%init = .TRUE.
3492
3493       ENDIF
3494
3495!
3496!--    Obtain time index for current input starting at 0.
3497!--    @todo: At the moment INIFOR and simulated time correspond
3498!--           to each other. If required, adjust to daytime.
3499       nest_offl%tind = MINLOC( ABS( nest_offl%time -                          &
3500                                     time_since_reference_point ), DIM = 1 )   &
3501                        - 1
3502       nest_offl%tind_p = nest_offl%tind + 1       
3503!
3504!--    Read geostrophic wind components
3505       DO  t = nest_offl%tind, nest_offl%tind_p
3506          CALL get_variable_pr( id_dynamic, 'ls_forcing_ug', t+1,              &
3507                                nest_offl%ug(t-nest_offl%tind,nzb+1:nzt) )
3508          CALL get_variable_pr( id_dynamic, 'ls_forcing_vg', t+1,              &
3509                                nest_offl%vg(t-nest_offl%tind,nzb+1:nzt) )
3510       ENDDO
3511!
3512!--    Read data at lateral and top boundaries. Please note, at left and
3513!--    right domain boundary, yz-layers are read for u, v, w, pt and q.
3514!--    For the v-component, the data starts at nysv, while for the other
3515!--    quantities the data starts at nys. This is equivalent at the north
3516!--    and south domain boundary for the u-component.
3517!--    Further, lateral data is not accessed by parallel IO, indicated by the
3518!--    last passed flag in the subroutine get_variable(). This is because
3519!--    not every PE participates in this collective blocking read operation.
3520       IF ( bc_dirichlet_l )  THEN
3521          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_left_u',                  &
3522                           nest_offl%u_left(0:1,nzb+1:nzt,nys:nyn),            &
3523                           nys+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3524                           nyn-nys+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3525     
3526          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_left_v',                  &
3527                           nest_offl%v_left(0:1,nzb+1:nzt,nysv:nyn),           &
3528                           nysv, nzb+1, nest_offl%tind+1,                      &
3529                           nyn-nysv+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3530
3531          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_left_w',                  &
3532                           nest_offl%w_left(0:1,nzb+1:nzt-1,nys:nyn),          &
3533                           nys+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3534                           nyn-nys+1, nest_offl%nzw, 2, .FALSE. )
3535
3536          IF ( .NOT. neutral )  THEN
3537             CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_left_pt',              &
3538                           nest_offl%pt_left(0:1,nzb+1:nzt,nys:nyn),           &
3539                           nys+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3540                           nyn-nys+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3541          ENDIF
3542
3543          IF ( humidity )  THEN
3544             CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_left_qv',              &
3545                           nest_offl%q_left(0:1,nzb+1:nzt,nys:nyn),            &
3546                           nys+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3547                           nyn-nys+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3548          ENDIF
3549         
3550          IF ( air_chemistry )  THEN
3551             DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_l, 1)
3552                IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                     &
3553                                      nest_offl%var_names_chem_l(n) ) )        &
3554                THEN
3555                   CALL get_variable( id_dynamic,                              &
3556                              TRIM( nest_offl%var_names_chem_l(n) ),           &
3557                              nest_offl%chem_left(0:1,nzb+1:nzt,nys:nyn,n),    &
3558                              nys+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                  &
3559                              nyn-nys+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3560                   nest_offl%chem_from_file_l(n) = .TRUE.
3561                ENDIF
3562             ENDDO
3563          ENDIF
3564
3565       ENDIF
3566
3567       IF ( bc_dirichlet_r )  THEN
3568          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_right_u',                 &
3569                           nest_offl%u_right(0:1,nzb+1:nzt,nys:nyn),           &
3570                           nys+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3571                           nyn-nys+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3572                           
3573          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_right_v',                 &
3574                           nest_offl%v_right(0:1,nzb+1:nzt,nysv:nyn),          &
3575                           nysv, nzb+1, nest_offl%tind+1,                      &
3576                           nyn-nysv+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3577                           
3578          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_right_w',                 &
3579                           nest_offl%w_right(0:1,nzb+1:nzt-1,nys:nyn),         &
3580                           nys+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3581                           nyn-nys+1, nest_offl%nzw, 2, .FALSE. )
3582                           
3583          IF ( .NOT. neutral )  THEN
3584             CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_right_pt',             &
3585                           nest_offl%pt_right(0:1,nzb+1:nzt,nys:nyn),          &
3586                           nys+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3587                           nyn-nys+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3588          ENDIF
3589          IF ( humidity )  THEN
3590             CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_right_qv',             &
3591                           nest_offl%q_right(0:1,nzb+1:nzt,nys:nyn),           &
3592                           nys+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3593                           nyn-nys+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3594          ENDIF
3595         
3596          IF ( air_chemistry )  THEN
3597             DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_r, 1)
3598                IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                     &
3599                                      nest_offl%var_names_chem_r(n) ) )        &
3600                THEN
3601                   CALL get_variable( id_dynamic,                              &
3602                              TRIM( nest_offl%var_names_chem_r(n) ),           &
3603                              nest_offl%chem_right(0:1,nzb+1:nzt,nys:nyn,n),   &
3604                              nys+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                  &
3605                              nyn-nys+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3606                   nest_offl%chem_from_file_r(n) = .TRUE.
3607                ENDIF
3608             ENDDO
3609          ENDIF
3610       ENDIF
3611
3612       IF ( bc_dirichlet_n )  THEN
3613       
3614          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_north_u',                 &
3615                           nest_offl%u_north(0:1,nzb+1:nzt,nxlu:nxr),          &
3616                           nxlu, nzb+1, nest_offl%tind+1,                      &
3617                           nxr-nxlu+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3618                           
3619          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_north_v',                 &
3620                           nest_offl%v_north(0:1,nzb+1:nzt,nxl:nxr),           &
3621                           nxl+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3622                           nxr-nxl+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3623                           
3624          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_north_w',                 &
3625                           nest_offl%w_north(0:1,nzb+1:nzt-1,nxl:nxr),         &
3626                           nxl+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3627                           nxr-nxl+1, nest_offl%nzw, 2, .FALSE. )
3628                           
3629          IF ( .NOT. neutral )  THEN
3630             CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_north_pt',             &
3631                           nest_offl%pt_north(0:1,nzb+1:nzt,nxl:nxr),          &
3632                           nxl+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3633                           nxr-nxl+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3634          ENDIF
3635          IF ( humidity )  THEN
3636             CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_north_qv',             &
3637                           nest_offl%q_north(0:1,nzb+1:nzt,nxl:nxr),           &
3638                           nxl+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3639                           nxr-nxl+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3640          ENDIF
3641         
3642          IF ( air_chemistry )  THEN
3643             DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_n, 1)
3644                IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                     &
3645                                      nest_offl%var_names_chem_n(n) ) )        &
3646                THEN
3647                   CALL get_variable( id_dynamic,                              &
3648                              TRIM( nest_offl%var_names_chem_n(n) ),           &
3649                              nest_offl%chem_north(0:1,nzb+1:nzt,nxl:nxr,n),   &
3650                              nxl+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                  &
3651                              nxr-nxl+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3652                   nest_offl%chem_from_file_n(n) = .TRUE.
3653                ENDIF
3654             ENDDO
3655          ENDIF
3656       ENDIF
3657
3658       IF ( bc_dirichlet_s )  THEN
3659          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_south_u',                 &
3660                           nest_offl%u_south(0:1,nzb+1:nzt,nxlu:nxr),          &
3661                           nxlu, nzb+1, nest_offl%tind+1,                      &
3662                           nxr-nxlu+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3663
3664          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_south_v',                 &
3665                           nest_offl%v_south(0:1,nzb+1:nzt,nxl:nxr),           &
3666                           nxl+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3667                           nxr-nxl+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3668                           
3669          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_south_w',                 &
3670                           nest_offl%w_south(0:1,nzb+1:nzt-1,nxl:nxr),         &
3671                           nxl+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3672                           nxr-nxl+1, nest_offl%nzw, 2, .FALSE. )
3673                           
3674          IF ( .NOT. neutral )  THEN
3675             CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_south_pt',             &
3676                           nest_offl%pt_south(0:1,nzb+1:nzt,nxl:nxr),          &
3677                           nxl+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3678                           nxr-nxl+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3679          ENDIF
3680          IF ( humidity )  THEN
3681             CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_south_qv',             &
3682                           nest_offl%q_south(0:1,nzb+1:nzt,nxl:nxr),           &
3683                           nxl+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                     &
3684                           nxr-nxl+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3685          ENDIF
3686         
3687          IF ( air_chemistry )  THEN
3688             DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_s, 1)
3689                IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                     &
3690                                      nest_offl%var_names_chem_s(n) ) )        &
3691                THEN
3692                   CALL get_variable( id_dynamic,                              &
3693                              TRIM( nest_offl%var_names_chem_s(n) ),           &
3694                              nest_offl%chem_south(0:1,nzb+1:nzt,nxl:nxr,n),   &
3695                              nxl+1, nzb+1, nest_offl%tind+1,                  &
3696                              nxr-nxl+1, nest_offl%nzu, 2, .FALSE. )
3697                   nest_offl%chem_from_file_s(n) = .TRUE.
3698                ENDIF
3699             ENDDO
3700          ENDIF
3701       ENDIF
3702
3703!
3704!--    Top boundary
3705       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_top_u',                      &
3706                             nest_offl%u_top(0:1,nys:nyn,nxlu:nxr),            &
3707                             nxlu, nys+1, nest_offl%tind+1,                    &
3708                             nxr-nxlu+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
3709
3710       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_top_v',                      &
3711                             nest_offl%v_top(0:1,nysv:nyn,nxl:nxr),            &
3712                             nxl+1, nysv, nest_offl%tind+1,                    &
3713                             nxr-nxl+1, nyn-nysv+1, 2, .TRUE. )
3714                             
3715       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_top_w',                      &
3716                             nest_offl%w_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr),             &
3717                             nxl+1, nys+1, nest_offl%tind+1,                   &
3718                             nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
3719                             
3720       IF ( .NOT. neutral )  THEN
3721          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_top_pt',                  &
3722                                nest_offl%pt_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr),         &
3723                                nxl+1, nys+1, nest_offl%tind+1,                &
3724                                nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
3725       ENDIF
3726       IF ( humidity )  THEN
3727          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_top_qv',                  &
3728                                nest_offl%q_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr),          &
3729                                nxl+1, nys+1, nest_offl%tind+1,                &
3730                                nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
3731       ENDIF
3732       
3733       IF ( air_chemistry )  THEN
3734          DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_t, 1)
3735             IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                     &
3736                                   nest_offl%var_names_chem_t(n) ) )  THEN     
3737                CALL get_variable( id_dynamic,                                 &
3738                              TRIM( nest_offl%var_names_chem_t(n) ),           &
3739                              nest_offl%chem_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr,n),       &
3740                              nxl+1, nys+1, nest_offl%tind+1,                  &
3741                              nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
3742                nest_offl%chem_from_file_t(n) = .TRUE.
3743             ENDIF
3744          ENDDO
3745       ENDIF
3746
3747!
3748!--    Close input file
3749       CALL close_input_file( id_dynamic )
3750#endif
3751!
3752!--    End of CPU measurement
3753       CALL cpu_log( log_point_s(86), 'NetCDF input forcing', 'stop' )
3754
3755    END SUBROUTINE netcdf_data_input_offline_nesting
3756
3757
3758!------------------------------------------------------------------------------!
3759! Description:
3760! ------------
3761!> Checks input file for consistency and minimum requirements.
3762!------------------------------------------------------------------------------!
3763    SUBROUTINE netcdf_data_input_check_dynamic
3764
3765       USE control_parameters,                                                 &
3766           ONLY:  initializing_actions, message_string, nesting_offline
3767
3768       IMPLICIT NONE
3769
3770!
3771!--    In case of forcing, check whether dynamic input file is present
3772       IF ( .NOT. input_pids_dynamic  .AND.  nesting_offline  )  THEN
3773          message_string = 'nesting_offline = .TRUE. requires dynamic '  //    &
3774                            'input file ' //                                   &
3775                            TRIM( input_file_dynamic ) // TRIM( coupling_char )
3776          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0546', 1, 2, 0, 6, 0 )
3777       ENDIF
3778!
3779!--    Dynamic input file must also be present if initialization via inifor is
3780!--    prescribed.
3781       IF ( .NOT. input_pids_dynamic  .AND.                                    &
3782            TRIM( initializing_actions ) == 'inifor' )  THEN
3783          message_string = 'initializing_actions = inifor requires dynamic ' //&
3784                           'input file ' // TRIM( input_file_dynamic ) //      &
3785                           TRIM( coupling_char )
3786          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0547', 1, 2, 0, 6, 0 )
3787       ENDIF
3788
3789    END SUBROUTINE netcdf_data_input_check_dynamic
3790
3791!------------------------------------------------------------------------------!
3792! Description:
3793! ------------
3794!> Checks input file for consistency and minimum requirements.
3795!------------------------------------------------------------------------------!
3796    SUBROUTINE netcdf_data_input_check_static
3797
3798       USE arrays_3d,                                                          &
3799           ONLY:  zu
3800
3801       USE control_parameters,                                                 &
3802           ONLY:  land_surface, message_string, urban_surface
3803
3804       USE grid_variables,                                                     &
3805           ONLY:  dx, dy
3806
3807       USE indices,                                                            &
3808           ONLY:  nx, nxl, nxr, ny, nyn, nys
3809
3810       IMPLICIT NONE
3811
3812       INTEGER(iwp) ::  i      !< loop index along x-direction
3813       INTEGER(iwp) ::  j      !< loop index along y-direction
3814       INTEGER(iwp) ::  n_surf !< number of different surface types at given location
3815
3816       LOGICAL      ::  check_passed !< flag indicating if a check passed
3817
3818!
3819!--    Return if no static input file is available
3820       IF ( .NOT. input_pids_static )  RETURN
3821!
3822!--    Check whether dimension size in input file matches the model dimensions
3823       IF ( dim_static%nx-1 /= nx  .OR.  dim_static%ny-1 /= ny )  THEN
3824          message_string = 'Static input file: horizontal dimension in ' //    &
3825                           'x- and/or y-direction ' //                         &
3826                           'do not match the respective model dimension'
3827          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0548', 1, 2, 0, 6, 0 )
3828       ENDIF
3829!
3830!--    Check if grid spacing of provided input data matches the respective
3831!--    grid spacing in the model.
3832       IF ( ABS( dim_static%x(1) - dim_static%x(0) - dx ) > 10E-6_wp  .OR.     &
3833            ABS( dim_static%y(1) - dim_static%y(0) - dy ) > 10E-6_wp )  THEN
3834          message_string = 'Static input file: horizontal grid spacing ' //    &
3835                           'in x- and/or y-direction ' //                      &
3836                           'do not match the respective model grid spacing.'
3837          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0549', 1, 2, 0, 6, 0 )
3838       ENDIF
3839!
3840!--    Check for correct dimension of surface_fractions, should run from 0-2.
3841       IF ( surface_fraction_f%from_file )  THEN
3842          IF ( surface_fraction_f%nf-1 > 2 )  THEN
3843             message_string = 'nsurface_fraction must not be larger than 3.' 
3844             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0580', 1, 2, 0, 6, 0 )
3845          ENDIF
3846       ENDIF
3847!
3848!--    Check orography for fill-values. For the moment, give an error message.
3849!--    More advanced methods, e.g. a nearest neighbor algorithm as used in GIS
3850!--    systems might be implemented later.
3851!--    Please note, if no terrain height is provided, it is set to 0.
3852       IF ( ANY( terrain_height_f%var == terrain_height_f%fill ) )  THEN
3853          message_string = 'NetCDF variable zt is not ' //                     &
3854                           'allowed to have missing data'
3855          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0550', 2, 2, myid, 6, 0 )
3856       ENDIF
3857!
3858!--    Check for negative terrain heights
3859       IF ( ANY( terrain_height_f%var < 0.0_wp ) )  THEN
3860          message_string = 'NetCDF variable zt is not ' //                     &
3861                           'allowed to have negative values'
3862          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0551', 2, 2, myid, 6, 0 )
3863       ENDIF
3864!
3865!--    If 3D buildings are read, check if building information is consistent
3866!--    to numeric grid.
3867       IF ( buildings_f%from_file )  THEN
3868          IF ( buildings_f%lod == 2 )  THEN
3869             IF ( buildings_f%nz > SIZE( zu ) )  THEN
3870                message_string = 'Reading 3D building data - too much ' //     &
3871                                 'data points along the vertical coordinate.'
3872                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0552', 2, 2, 0, 6, 0 )
3873             ENDIF
3874
3875             IF ( ANY( ABS( buildings_f%z(0:buildings_f%nz-1) -                &
3876                       zu(0:buildings_f%nz-1) ) > 1E-6_wp ) )  THEN
3877                message_string = 'Reading 3D building data - vertical ' //     &
3878                                 'coordinate do not match numeric grid.'
3879                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0553', 2, 2, myid, 6, 0 )
3880             ENDIF
3881          ENDIF
3882       ENDIF
3883
3884!
3885!--    Skip further checks concerning buildings and natural surface properties
3886!--    if no urban surface and land surface model are applied.
3887       IF (  .NOT. land_surface  .AND.  .NOT. urban_surface )  RETURN
3888!
3889!--    Check for minimum requirement of surface-classification data in case
3890!--    static input file is used.
3891       IF ( ( .NOT. vegetation_type_f%from_file  .OR.                          &
3892              .NOT. pavement_type_f%from_file    .OR.                          &
3893              .NOT. water_type_f%from_file       .OR.                          &
3894              .NOT. soil_type_f%from_file             ) .OR.                   &
3895             ( urban_surface  .AND.  .NOT. building_type_f%from_file ) )  THEN
3896          message_string = 'Minimum requirement for surface classification ' //&
3897                           'is not fulfilled. At least ' //                    &
3898                           'vegetation_type, pavement_type, ' //               &
3899                           'soil_type and water_type are '//                   &
3900                           'required. If urban-surface model is applied, ' //  &
3901                           'also building_type is required'
3902          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0554', 1, 2, 0, 6, 0 )
3903       ENDIF
3904!
3905!--    Check for general availability of input variables.
3906!--    If vegetation_type is 0 at any location, vegetation_pars as well as
3907!--    root_area_dens_s are required.
3908       IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
3909          IF ( ANY( vegetation_type_f%var == 0 ) )  THEN
3910             IF ( .NOT. vegetation_pars_f%from_file )  THEN
3911                message_string = 'If vegetation_type = 0 at any location, ' // &
3912                                 'vegetation_pars is required'
3913                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0555', 2, 2, -1, 6, 0 )
3914             ENDIF
3915             IF ( .NOT. root_area_density_lsm_f%from_file )  THEN
3916                message_string = 'If vegetation_type = 0 at any location, ' // &
3917                                 'root_area_dens_s is required'
3918                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0556', 2, 2, myid, 6, 0 )
3919             ENDIF
3920          ENDIF
3921       ENDIF
3922!
3923!--    If soil_type is zero at any location, soil_pars is required.
3924       IF ( soil_type_f%from_file )  THEN
3925          check_passed = .TRUE.
3926          IF ( ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
3927             IF ( ANY( soil_type_f%var_2d == 0 ) )  THEN
3928                IF ( .NOT. soil_pars_f%from_file )  check_passed = .FALSE.
3929             ENDIF
3930          ELSE
3931             IF ( ANY( soil_type_f%var_3d == 0 ) )  THEN
3932                IF ( .NOT. soil_pars_f%from_file )  check_passed = .FALSE.
3933             ENDIF
3934          ENDIF
3935          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3936             message_string = 'If soil_type = 0 at any location, ' //          &
3937                              'soil_pars is required'
3938             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0557', 2, 2, myid, 6, 0 )
3939          ENDIF
3940       ENDIF
3941!
3942!--    Buildings require a type in case of urban-surface model.
3943       IF ( buildings_f%from_file  .AND.  .NOT. building_type_f%from_file  )  THEN
3944          message_string = 'If buildings are provided, also building_type ' // &
3945                           'is required'
3946          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0581', 2, 2, myid, 6, 0 )
3947       ENDIF
3948!
3949!--    Buildings require an ID.
3950       IF ( buildings_f%from_file  .AND.  .NOT. building_id_f%from_file  )  THEN
3951          message_string = 'If buildings are provided, also building_id ' //   &
3952                           'is required'
3953          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0582', 2, 2, myid, 6, 0 )
3954       ENDIF
3955!
3956!--    If building_type is zero at any location, building_pars is required.
3957       IF ( building_type_f%from_file )  THEN
3958          IF ( ANY( building_type_f%var == 0 ) )  THEN
3959             IF ( .NOT. building_pars_f%from_file )  THEN
3960                message_string = 'If building_type = 0 at any location, ' //   &
3961                                 'building_pars is required'
3962                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0558', 2, 2, myid, 6, 0 )
3963             ENDIF
3964          ENDIF
3965       ENDIF
3966!
3967!--    If building_type is provided, also building_id is needed (due to the
3968!--    filtering algorithm).
3969       IF ( building_type_f%from_file  .AND.  .NOT. building_id_f%from_file )  &
3970       THEN
3971          message_string = 'If building_type is provided, also building_id '// &
3972                           'is required'
3973          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0519', 2, 2, myid, 6, 0 )
3974       ENDIF       
3975!
3976!--    If albedo_type is zero at any location, albedo_pars is required.
3977       IF ( albedo_type_f%from_file )  THEN
3978          IF ( ANY( albedo_type_f%var == 0 ) )  THEN
3979             IF ( .NOT. albedo_pars_f%from_file )  THEN
3980                message_string = 'If albedo_type = 0 at any location, ' //     &
3981                                 'albedo_pars is required'
3982                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0559', 2, 2, myid, 6, 0 )
3983             ENDIF
3984          ENDIF
3985       ENDIF
3986!
3987!--    If pavement_type is zero at any location, pavement_pars is required.
3988       IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
3989          IF ( ANY( pavement_type_f%var == 0 ) )  THEN
3990             IF ( .NOT. pavement_pars_f%from_file )  THEN
3991                message_string = 'If pavement_type = 0 at any location, ' //   &
3992                                 'pavement_pars is required'
3993                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0560', 2, 2, myid, 6, 0 )
3994             ENDIF
3995          ENDIF
3996       ENDIF
3997!
3998!--    If pavement_type is zero at any location, also pavement_subsurface_pars
3999!--    is required.
4000       IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
4001          IF ( ANY( pavement_type_f%var == 0 ) )  THEN
4002             IF ( .NOT. pavement_subsurface_pars_f%from_file )  THEN
4003                message_string = 'If pavement_type = 0 at any location, ' //   &
4004                                 'pavement_subsurface_pars is required'
4005                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0561', 2, 2, myid, 6, 0 )
4006             ENDIF
4007          ENDIF
4008       ENDIF
4009!
4010!--    If water_type is zero at any location, water_pars is required.
4011       IF ( water_type_f%from_file )  THEN
4012          IF ( ANY( water_type_f%var == 0 ) )  THEN
4013             IF ( .NOT. water_pars_f%from_file )  THEN
4014                message_string = 'If water_type = 0 at any location, ' //      &
4015                                 'water_pars is required'
4016                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0562', 2, 2,myid, 6, 0 )
4017             ENDIF
4018          ENDIF
4019       ENDIF
4020!
4021!--    Check for local consistency of the input data.
4022       DO  i = nxl, nxr
4023          DO  j = nys, nyn
4024!
4025!--          For each (y,x)-location at least one of the parameters
4026!--          vegetation_type, pavement_type, building_type, or water_type
4027!--          must be set to a non­missing value.
4028             IF ( land_surface  .AND.  .NOT. urban_surface )  THEN
4029                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == vegetation_type_f%fill  .AND.&
4030                     pavement_type_f%var(j,i)   == pavement_type_f%fill    .AND.&
4031                     water_type_f%var(j,i)      == water_type_f%fill )  THEN
4032                   WRITE( message_string, * )                                  &
4033                                    'At least one of the parameters '//        &
4034                                    'vegetation_type, pavement_type, '     //  &
4035                                    'or water_type must be set '//             &
4036                                    'to a non-missing value. Grid point: ', j, i
4037                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0563', 2, 2, myid, 6, 0 )
4038                ENDIF
4039             ELSEIF ( land_surface  .AND.  urban_surface )  THEN
4040                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == vegetation_type_f%fill  .AND.&
4041                     pavement_type_f%var(j,i)   == pavement_type_f%fill    .AND.&
4042                     building_type_f%var(j,i)   == building_type_f%fill    .AND.&
4043                     water_type_f%var(j,i)      == water_type_f%fill )  THEN
4044                   WRITE( message_string, * )                                  &
4045                                 'At least one of the parameters '//           &
4046                                 'vegetation_type, pavement_type, '  //        &
4047                                 'building_type, or water_type must be set '// &
4048                                 'to a non-missing value. Grid point: ', j, i
4049                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0563', 2, 2, myid, 6, 0 )
4050                ENDIF
4051             ENDIF
4052               
4053!
4054!--          Note that a soil_type is required for each location (y,x) where
4055!--          either vegetation_type or pavement_type is a non­missing value.
4056             IF ( ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill  .OR. &
4057                    pavement_type_f%var(j,i)   /= pavement_type_f%fill ) )  THEN
4058                check_passed = .TRUE.
4059                IF ( ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
4060                   IF ( soil_type_f%var_2d(j,i) == soil_type_f%fill )          &
4061                      check_passed = .FALSE.
4062                ELSE
4063                   IF ( ANY( soil_type_f%var_3d(:,j,i) == soil_type_f%fill) )  &
4064                      check_passed = .FALSE.
4065                ENDIF
4066
4067                IF ( .NOT. check_passed )  THEN
4068                   message_string = 'soil_type is required for each '//        &
4069                                 'location (y,x) where vegetation_type or ' // &
4070                                 'pavement_type is a non-missing value.'
4071                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0564',            &
4072                                  2, 2, myid, 6, 0 )
4073                ENDIF
4074             ENDIF
4075!
4076!--          Check for consistency of surface fraction. If more than one type
4077!--          is set, surface fraction need to be given and the sum must not
4078!--          be larger than 1.
4079             n_surf = 0
4080             IF ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill )       &
4081                n_surf = n_surf + 1
4082             IF ( water_type_f%var(j,i)      /= water_type_f%fill )            &
4083                n_surf = n_surf + 1
4084             IF ( pavement_type_f%var(j,i)   /= pavement_type_f%fill )         &
4085                n_surf = n_surf + 1
4086
4087             IF ( n_surf > 1 )  THEN
4088                IF ( .NOT. surface_fraction_f%from_file )  THEN
4089                   message_string = 'If more than one surface type is ' //     &
4090                                 'given at a location, surface_fraction ' //   &
4091                                 'must be provided.'
4092                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0565',            &
4093                                  2, 2, myid, 6, 0 )
4094                ELSEIF ( ANY ( surface_fraction_f%frac(:,j,i) ==               &
4095                               surface_fraction_f%fill ) )  THEN
4096                   message_string = 'If more than one surface type is ' //     &
4097                                 'given at a location, surface_fraction ' //   &
4098                                 'must be provided.'
4099                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0565',            &
4100                                  2, 2, myid, 6, 0 )
4101                ENDIF
4102             ENDIF
4103!
4104!--          Check for further mismatches. e.g. relative fractions exceed 1 or
4105!--          vegetation_type is set but surface vegetation fraction is zero,
4106!--          etc..
4107             IF ( surface_fraction_f%from_file )  THEN
4108!
4109!--             Sum of relative fractions must not exceed 1.
4110                IF ( SUM ( surface_fraction_f%frac(0:2,j,i) ) > 1.0_wp )  THEN
4111                   message_string = 'surface_fraction must not exceed 1'
4112                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0566',            &
4113                                  2, 2, myid, 6, 0 )
4114                ENDIF
4115!
4116!--             Relative fraction for a type must not be zero at locations where
4117!--             this type is set.
4118                IF (                                                           &
4119                  ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill  .AND.&
4120                 ( surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) == 0.0_wp .OR.    &
4121                   surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) ==                &
4122                                                     surface_fraction_f%fill ) &
4123                  )  .OR.                                                      &
4124                  ( pavement_type_f%var(j,i) /= pavement_type_f%fill     .AND. &
4125                 ( surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) == 0.0_wp .OR.   &
4126                   surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) ==               &
4127                                                     surface_fraction_f%fill ) &
4128                  )  .OR.                                                      &
4129                  ( water_type_f%var(j,i) /= water_type_f%fill           .AND. &
4130                 ( surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) == 0.0_wp .OR.     &
4131                   surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) ==                 &
4132                                                     surface_fraction_f%fill ) &
4133                  ) )  THEN
4134                   WRITE( message_string, * ) 'Mismatch in setting of '     // &
4135                             'surface_fraction. Vegetation-, pavement-, or '// &
4136                             'water surface is given at (i,j) = ( ', i, j,     &
4137                             ' ), but surface fraction is 0 for the given type.'
4138                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0567',            &
4139                                  2, 2, myid, 6, 0 )
4140                ENDIF
4141!
4142!--             Relative fraction for a type must not contain non-zero values
4143!--             if this type is not set.
4144                IF (                                                           &
4145                  ( vegetation_type_f%var(j,i) == vegetation_type_f%fill  .AND.&
4146                 ( surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) /= 0.0_wp .AND.   &
4147                   surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) /=                &
4148                                                     surface_fraction_f%fill ) &
4149                  )  .OR.                                                      &
4150                  ( pavement_type_f%var(j,i) == pavement_type_f%fill     .AND. &
4151                 ( surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) /= 0.0_wp .AND.  &
4152                   surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) /=               &
4153                                                     surface_fraction_f%fill ) &
4154                  )  .OR.                                                      &
4155                  ( water_type_f%var(j,i) == water_type_f%fill           .AND. &
4156                 ( surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) /= 0.0_wp .AND.    &
4157                   surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) /=                 &
4158                                                     surface_fraction_f%fill ) &
4159                  ) )  THEN
4160                   WRITE( message_string, * ) 'Mismatch in setting of '     // &
4161                             'surface_fraction. Vegetation-, pavement-, or '// &
4162                             'water surface is not given at (i,j) = ( ', i, j, &
4163                             ' ), but surface fraction is not 0 for the ' //   &
4164                             'given type.'
4165                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0568',            &
4166                                  2, 2, myid, 6, 0 )
4167                ENDIF
4168             ENDIF
4169!
4170!--          Check vegetation_pars. If vegetation_type is 0, all parameters
4171!--          need to be set, otherwise, single parameters set by
4172!--          vegetation_type can be overwritten.
4173             IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
4174                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
4175                   IF ( ANY( vegetation_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==               &
4176                             vegetation_pars_f%fill ) )  THEN
4177                      message_string = 'If vegetation_type(y,x) = 0, all '  // &
4178                                       'parameters of vegetation_pars at '//   &
4179                                       'this location must be set.'
4180                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0569',         &
4181                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4182                   ENDIF
4183                ENDIF
4184             ENDIF
4185!
4186!--          Check root distribution. If vegetation_type is 0, all levels must
4187!--          be set.
4188             IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
4189                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
4190                   IF ( ANY( root_area_density_lsm_f%var(:,j,i) ==             &
4191                             root_area_density_lsm_f%fill ) )  THEN
4192                      message_string = 'If vegetation_type(y,x) = 0, all ' //  &
4193                                       'levels of root_area_dens_s ' //        &
4194                                       'must be set at this location.'
4195                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0570',         &
4196                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4197                   ENDIF
4198                ENDIF
4199             ENDIF
4200!
4201!--          Check soil parameters. If soil_type is 0, all parameters
4202!--          must be set.
4203             IF ( soil_type_f%from_file )  THEN
4204                check_passed = .TRUE.
4205                IF ( ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
4206                   IF ( soil_type_f%var_2d(j,i) == 0 )  THEN
4207                      IF ( ANY( soil_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                  &
4208                                soil_pars_f%fill ) )  check_passed = .FALSE.
4209                   ENDIF
4210                ELSE
4211                   IF ( ANY( soil_type_f%var_3d(:,j,i) == 0 ) )  THEN
4212                      IF ( ANY( soil_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                  &
4213                                soil_pars_f%fill ) )  check_passed = .FALSE.
4214                   ENDIF
4215                ENDIF
4216                IF ( .NOT. check_passed )  THEN
4217                   message_string = 'If soil_type(y,x) = 0, all levels of '  //&
4218                                    'soil_pars at this location must be set.'
4219                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0571',            &
4220                                  2, 2, myid, 6, 0 )
4221                ENDIF
4222             ENDIF
4223
4224!
4225!--          Check building parameters. If building_type is 0, all parameters
4226!--          must be set.
4227             IF ( building_type_f%from_file )  THEN
4228                IF ( building_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
4229                   IF ( ANY( building_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                 &
4230                             building_pars_f%fill ) )  THEN
4231                      message_string = 'If building_type(y,x) = 0, all ' //    &
4232                                       'parameters of building_pars at this '//&
4233                                       'location must be set.'
4234                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0572',         &
4235                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4236                   ENDIF
4237                ENDIF
4238             ENDIF
4239!
4240!--          Check if building_type is set at each building and vice versa.
4241             IF ( building_type_f%from_file  .AND.  buildings_f%from_file )  THEN
4242                IF ( buildings_f%lod == 1 )  THEN
4243                   IF ( buildings_f%var_2d(j,i)  /= buildings_f%fill1  .AND.   &
4244                        building_type_f%var(j,i) == building_type_f%fill )  THEN
4245                      WRITE( message_string, * ) 'Each location where a ' //   &
4246                                         'building is set requires a type ' // &
4247                                         '( and vice versa ) in case the ' //  &
4248                                         'urban-surface model is applied. ' // &
4249                                         'i, j = ', i, j
4250                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0573',         &
4251                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4252                   ENDIF
4253                ENDIF
4254                IF ( buildings_f%lod == 2 )  THEN
4255                   IF ( ANY( buildings_f%var_3d(:,j,i) == 1 )  .AND.           &
4256                        building_type_f%var(j,i) == building_type_f%fill )  THEN
4257                      WRITE( message_string, * ) 'Each location where a ' //   &
4258                                         'building is set requires a type ' // &
4259                                         '( and vice versa ) in case the ' //  &
4260                                         'urban-surface model is applied. ' // &
4261                                         'i, j = ', i, j
4262                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0573',         &
4263                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4264                   ENDIF
4265                ENDIF
4266             ENDIF
4267!
4268!--          Check if at each location where a building is present also an ID
4269!--          is set and vice versa.
4270             IF ( buildings_f%from_file )  THEN
4271                IF ( buildings_f%lod == 1 )  THEN
4272                   IF ( buildings_f%var_2d(j,i) /= buildings_f%fill1  .AND.    &
4273                        building_id_f%var(j,i)  == building_id_f%fill )  THEN
4274                      WRITE( message_string, * ) 'Each location where a ' //   &
4275                                         'building is set requires an ID ' //  &
4276                                         '( and vice versa ). i, j = ', i, j
4277                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0574',         &
4278                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4279                   ENDIF
4280                ELSEIF ( buildings_f%lod == 2 )  THEN
4281                   IF ( ANY( buildings_f%var_3d(:,j,i) == 1 )  .AND.           &
4282                        building_id_f%var(j,i) == building_id_f%fill )  THEN
4283                      WRITE( message_string, * ) 'Each location where a ' //   &
4284                                         'building is set requires an ID ' //  &
4285                                         '( and vice versa ). i, j = ', i, j
4286                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0574',         &
4287                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4288                   ENDIF
4289                ENDIF
4290             ENDIF
4291!
4292!--          Check if building ID is set where a bulding is defined.
4293             IF ( buildings_f%from_file )  THEN
4294                IF ( buildings_f%lod == 1 )  THEN
4295                   IF ( buildings_f%var_2d(j,i) /= buildings_f%fill1  .AND.   &
4296                        building_id_f%var(j,i)  == building_id_f%fill )  THEN
4297                      WRITE( message_string, * ) 'Each building grid point '// &
4298                                                 'requires an ID.', i, j
4299                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0575',         &
4300                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4301                   ENDIF
4302                ELSEIF ( buildings_f%lod == 2 )  THEN
4303                   IF ( ANY( buildings_f%var_3d(:,j,i) == 1 )  .AND.           &
4304                        building_id_f%var(j,i) == building_id_f%fill )  THEN
4305                      WRITE( message_string, * ) 'Each building grid point '// &
4306                                                 'requires an ID.', i, j
4307                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0575',         &
4308                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4309                   ENDIF
4310                ENDIF
4311             ENDIF
4312!
4313!--          Check albedo parameters. If albedo_type is 0, all parameters
4314!--          must be set.
4315             IF ( albedo_type_f%from_file )  THEN
4316                IF ( albedo_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
4317                   IF ( ANY( albedo_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                   &
4318                             albedo_pars_f%fill ) )  THEN
4319                      message_string = 'If albedo_type(y,x) = 0, all ' //      &
4320                                       'parameters of albedo_pars at this ' // &
4321                                       'location must be set.'
4322                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0576',         &
4323                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4324                   ENDIF
4325                ENDIF
4326             ENDIF
4327
4328!
4329!--          Check pavement parameters. If pavement_type is 0, all parameters
4330!--          of pavement_pars must be set at this location.
4331             IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
4332                IF ( pavement_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
4333                   IF ( ANY( pavement_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                 &
4334                             pavement_pars_f%fill ) )  THEN
4335                      message_string = 'If pavement_type(y,x) = 0, all ' //    &
4336                                       'parameters of pavement_pars at this '//&
4337                                       'location must be set.'
4338                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0577',         &
4339                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4340                   ENDIF
4341                ENDIF
4342             ENDIF
4343!
4344!--          Check pavement-subsurface parameters. If pavement_type is 0,
4345!--          all parameters of pavement_subsurface_pars must be set  at this
4346!--          location.
4347             IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
4348                IF ( pavement_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
4349                   IF ( ANY( pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz(:,:,j,i) ==   &
4350                             pavement_subsurface_pars_f%fill ) )  THEN
4351                      message_string = 'If pavement_type(y,x) = 0, all ' //    &
4352                                       'parameters of '                  //    &
4353                                       'pavement_subsurface_pars at this '//   &
4354                                       'location must be set.'
4355                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0578',         &
4356                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4357                   ENDIF
4358                ENDIF
4359             ENDIF
4360
4361!
4362!--          Check water parameters. If water_type is 0, all parameters
4363!--          must be set  at this location.
4364             IF ( water_type_f%from_file )  THEN
4365                IF ( water_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
4366                   IF ( ANY( water_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                    &
4367                             water_pars_f%fill ) )  THEN
4368                      message_string = 'If water_type(y,x) = 0, all ' //       &
4369                                       'parameters of water_pars at this ' //  &
4370                                       'location must be set.'
4371                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0579',         &
4372                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4373                   ENDIF
4374                ENDIF
4375             ENDIF
4376
4377          ENDDO
4378       ENDDO
4379
4380    END SUBROUTINE netcdf_data_input_check_static
4381
4382!------------------------------------------------------------------------------!
4383! Description:
4384! ------------
4385!> Resize 8-bit 2D Integer array: (nys:nyn,nxl:nxr) -> (nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4386!------------------------------------------------------------------------------!
4387    SUBROUTINE resize_array_2d_int8( var, js, je, is, ie )
4388   
4389       IMPLICIT NONE
4390
4391       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4392       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4393       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4394       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4395       
4396       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4397       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4398!
4399!--    Allocate temporary variable
4400       ALLOCATE( var_tmp(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4401!
4402!--    Temporary copy of the variable
4403       var_tmp(js:je,is:ie) = var(js:je,is:ie)
4404!
4405!--    Resize the array
4406       DEALLOCATE( var )
4407       ALLOCATE( var(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4408!
4409!--    Transfer temporary copy back to original array
4410       var(js:je,is:ie) = var_tmp(js:je,is:ie)
4411
4412    END SUBROUTINE resize_array_2d_int8
4413   
4414!------------------------------------------------------------------------------!
4415! Description:
4416! ------------
4417!> Resize 32-bit 2D Integer array: (nys:nyn,nxl:nxr) -> (nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4418!------------------------------------------------------------------------------!
4419    SUBROUTINE resize_array_2d_int32( var, js, je, is, ie )
4420
4421       IMPLICIT NONE
4422       
4423       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4424       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4425       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4426       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4427
4428       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4429       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4430!
4431!--    Allocate temporary variable
4432       ALLOCATE( var_tmp(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4433!
4434!--    Temporary copy of the variable
4435       var_tmp(js:je,is:ie) = var(js:je,is:ie)
4436!
4437!--    Resize the array
4438       DEALLOCATE( var )
4439       ALLOCATE( var(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4440!
4441!--    Transfer temporary copy back to original array
4442       var(js:je,is:ie) = var_tmp(js:je,is:ie)
4443
4444    END SUBROUTINE resize_array_2d_int32
4445   
4446!------------------------------------------------------------------------------!
4447! Description:
4448! ------------
4449!> Resize 8-bit 3D Integer array: (:,nys:nyn,nxl:nxr) -> (:,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4450!------------------------------------------------------------------------------!
4451    SUBROUTINE resize_array_3d_int8( var, ks, ke, js, je, is, ie )
4452
4453       IMPLICIT NONE
4454
4455       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4456       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4457       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4458       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4459       INTEGER(iwp) ::  ke !< upper bound of treated array in z-direction 
4460       INTEGER(iwp) ::  ks !< lower bound of treated array in z-direction 
4461       
4462       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4463       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4464!
4465!--    Allocate temporary variable
4466       ALLOCATE( var_tmp(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4467!
4468!--    Temporary copy of the variable
4469       var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie) = var(ks:ke,js:je,is:ie)
4470!
4471!--    Resize the array
4472       DEALLOCATE( var )
4473       ALLOCATE( var(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4474!
4475!--    Transfer temporary copy back to original array
4476       var(ks:ke,js:je,is:ie) = var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie)
4477
4478    END SUBROUTINE resize_array_3d_int8
4479   
4480!------------------------------------------------------------------------------!
4481! Description:
4482! ------------
4483!> Resize 3D Real array: (:,nys:nyn,nxl:nxr) -> (:,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4484!------------------------------------------------------------------------------!
4485    SUBROUTINE resize_array_3d_real( var, ks, ke, js, je, is, ie )
4486
4487       IMPLICIT NONE
4488
4489       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4490       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4491       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4492       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4493       INTEGER(iwp) ::  ke !< upper bound of treated array in z-direction 
4494       INTEGER(iwp) ::  ks !< lower bound of treated array in z-direction 
4495       
4496       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4497       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4498!
4499!--    Allocate temporary variable
4500       ALLOCATE( var_tmp(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4501!
4502!--    Temporary copy of the variable
4503       var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie) = var(ks:ke,js:je,is:ie)
4504!
4505!--    Resize the array
4506       DEALLOCATE( var )
4507       ALLOCATE( var(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4508!
4509!--    Transfer temporary copy back to original array
4510       var(ks:ke,js:je,is:ie) = var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie)
4511
4512    END SUBROUTINE resize_array_3d_real
4513   
4514!------------------------------------------------------------------------------!
4515! Description:
4516! ------------
4517!> Resize 4D Real array: (:,:,nys:nyn,nxl:nxr) -> (:,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4518!------------------------------------------------------------------------------!
4519    SUBROUTINE resize_array_4d_real( var, k1s, k1e, k2s, k2e, js, je, is, ie )
4520
4521       IMPLICIT NONE
4522       
4523       INTEGER(iwp) ::  je  !< upper index bound along y direction
4524       INTEGER(iwp) ::  js  !< lower index bound along y direction
4525       INTEGER(iwp) ::  ie  !< upper index bound along x direction
4526       INTEGER(iwp) ::  is  !< lower index bound along x direction
4527       INTEGER(iwp) ::  k1e !< upper bound of treated array in z-direction 
4528       INTEGER(iwp) ::  k1s !< lower bound of treated array in z-direction
4529       INTEGER(iwp) ::  k2e !< upper bound of treated array along parameter space 
4530       INTEGER(iwp) ::  k2s !< lower bound of treated array along parameter space 
4531       
4532       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4533       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4534!
4535!--    Allocate temporary variable
4536       ALLOCATE( var_tmp(k1s:k1e,k2s:k2e,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4537!
4538!--    Temporary copy of the variable
4539       var_tmp(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie) = var(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie)
4540!
4541!--    Resize the array
4542       DEALLOCATE( var )
4543       ALLOCATE( var(k1s:k1e,k2s:k2e,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4544!
4545!--    Transfer temporary copy back to original array
4546       var(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie) = var_tmp(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie)
4547
4548    END SUBROUTINE resize_array_4d_real
4549   
4550!------------------------------------------------------------------------------!
4551! Description:
4552! ------------
4553!> Vertical interpolation and extrapolation of 1D variables.
4554!------------------------------------------------------------------------------!
4555    SUBROUTINE netcdf_data_input_interpolate_1d( var, z_grid, z_file)
4556
4557       IMPLICIT NONE
4558
4559       INTEGER(iwp) ::  k       !< running index z-direction file
4560       INTEGER(iwp) ::  kk      !< running index z-direction stretched model grid
4561       INTEGER(iwp) ::  kl      !< lower index bound along z-direction
4562       INTEGER(iwp) ::  ku      !< upper index bound along z-direction
4563
4564       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  z_grid                  !< grid levels on numeric grid
4565       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  z_file                  !< grid levels on file grid
4566       REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(INOUT) ::  var      !< treated variable
4567       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  var_tmp  !< temporary variable
4568
4569
4570       kl = LBOUND(var,1)
4571       ku = UBOUND(var,1)
4572       ALLOCATE( var_tmp(kl:ku) )
4573
4574       DO  k = kl, ku
4575
4576          kk = MINLOC( ABS( z_file - z_grid(k) ), DIM = 1 )
4577
4578          IF ( kk < ku )  THEN
4579             IF ( z_file(kk) - z_grid(k) <= 0.0_wp )  THEN
4580                var_tmp(k) = var(kk) +                                         &
4581                                       ( var(kk+1)        - var(kk)    ) /     &
4582                                       ( z_file(kk+1)     - z_file(kk) ) *     &
4583                                       ( z_grid(k)        - z_file(kk) )
4584
4585             ELSEIF ( z_file(kk) - z_grid(k) > 0.0_wp )  THEN
4586                var_tmp(k) = var(kk-1) +                                       &
4587                                         ( var(kk)     - var(kk-1)    ) /      &
4588                                         ( z_file(kk)  - z_file(kk-1) ) *      &
4589                                         ( z_grid(k)   - z_file(kk-1) )
4590             ENDIF
4591!
4592!--       Extrapolate
4593          ELSE
4594
4595             var_tmp(k) = var(ku) +   ( var(ku)    - var(ku-1)      ) /        &
4596                                      ( z_file(ku) - z_file(ku-1)   ) *        &
4597                                      ( z_grid(k)  - z_file(ku)     )
4598
4599          ENDIF
4600
4601       ENDDO
4602       var(:) = var_tmp(:)
4603
4604       DEALLOCATE( var_tmp )
4605
4606
4607    END SUBROUTINE netcdf_data_input_interpolate_1d
4608
4609
4610!------------------------------------------------------------------------------!
4611! Description:
4612! ------------
4613!> Vertical interpolation and extrapolation of 1D variables from Inifor grid
4614!> onto Palm grid, where both have same dimension. Please note, the passed
4615!> paramter list in 1D version is different compared to 2D version.
4616!------------------------------------------------------------------------------!
4617    SUBROUTINE netcdf_data_input_interpolate_1d_soil( var, var_file,           &
4618                                                      z_grid, z_file,          &
4619                                                      nzb_var, nzt_var,        &
4620                                                      nzb_file, nzt_file )
4621
4622       IMPLICIT NONE
4623
4624       INTEGER(iwp) ::  k        !< running index z-direction file
4625       INTEGER(iwp) ::  kk       !< running index z-direction stretched model grid
4626       INTEGER(iwp) ::  ku       !< upper index bound along z-direction for varialbe from file
4627       INTEGER(iwp) ::  nzb_var  !< lower bound of final array
4628       INTEGER(iwp) ::  nzt_var  !< upper bound of final array
4629       INTEGER(iwp) ::  nzb_file !< lower bound of file array
4630       INTEGER(iwp) ::  nzt_file !< upper bound of file array
4631
4632!        LOGICAL, OPTIONAL ::  zsoil !< flag indicating reverse z-axis, i.e. zsoil instead of height, e.g. in case of ocean or soil
4633
4634       REAL(wp), DIMENSION(nzb_var:nzt_var)   ::  z_grid   !< grid levels on numeric grid
4635       REAL(wp), DIMENSION(nzb_file:nzt_file) ::  z_file   !< grid levels on file grid
4636       REAL(wp), DIMENSION(nzb_var:nzt_var)   ::  var      !< treated variable
4637       REAL(wp), DIMENSION(nzb_file:nzt_file) ::  var_file !< temporary variable
4638
4639       ku = nzt_file
4640
4641       DO  k = nzb_var, nzt_var
4642!
4643!--       Determine index on Inifor grid which is closest to the actual height
4644          kk = MINLOC( ABS( z_file - z_grid(k) ), DIM = 1 )
4645!
4646!--       If closest index on Inifor grid is smaller than top index,
4647!--       interpolate the data
4648          IF ( kk < nzt_file )  THEN
4649             IF ( z_file(kk) - z_grid(k) <= 0.0_wp )  THEN
4650                var(k) = var_file(kk) + ( var_file(kk+1) - var_file(kk) ) /    &
4651                                        ( z_file(kk+1)   - z_file(kk)   ) *    &
4652                                        ( z_grid(k)      - z_file(kk)   )
4653
4654             ELSEIF ( z_file(kk) - z_grid(k) > 0.0_wp )  THEN
4655                var(k) = var_file(kk-1) + ( var_file(kk) - var_file(kk-1) ) /  &
4656                                          ( z_file(kk)   - z_file(kk-1)   ) *  &
4657                                          ( z_grid(k)    - z_file(kk-1)   )
4658             ENDIF
4659!
4660!--       Extrapolate if actual height is above the highest Inifor level
4661          ELSE
4662             var(k) = var_file(ku) + ( var_file(ku) - var_file(ku-1) ) /       &
4663                                     ( z_file(ku)   - z_file(ku-1)   ) *       &
4664                                     ( z_grid(k)    - z_file(ku)     )
4665
4666          ENDIF
4667
4668       ENDDO
4669
4670    END SUBROUTINE netcdf_data_input_interpolate_1d_soil
4671
4672!------------------------------------------------------------------------------!
4673! Description:
4674! ------------
4675!> Vertical interpolation and extrapolation of 2D variables at lateral boundaries.
4676!------------------------------------------------------------------------------!
4677    SUBROUTINE netcdf_data_input_interpolate_2d( var, z_grid, z_file)
4678
4679       IMPLICIT NONE
4680
4681       INTEGER(iwp) ::  i       !< running index x- or y -direction
4682       INTEGER(iwp) ::  il      !< lower index bound along x- or y-direction
4683       INTEGER(iwp) ::  iu      !< upper index bound along x- or y-direction
4684       INTEGER(iwp) ::  k       !< running index z-direction file
4685       INTEGER(iwp) ::  kk      !< running index z-direction stretched model grid
4686       INTEGER(iwp) ::  kl      !< lower index bound along z-direction
4687       INTEGER(iwp) ::  ku      !< upper index bound along z-direction
4688
4689       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  z_grid                  !< grid levels on numeric grid
4690       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  z_file                  !< grid levels on file grid
4691       REAL(wp), DIMENSION(:,:), INTENT(INOUT) ::  var    !< treated variable
4692       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  var_tmp  !< temporary variable
4693
4694
4695       il = LBOUND(var,2)
4696       iu = UBOUND(var,2)
4697       kl = LBOUND(var,1)
4698       ku = UBOUND(var,1)
4699       ALLOCATE( var_tmp(kl:ku) )
4700
4701       DO  i = il, iu
4702          DO  k = kl, ku
4703
4704             kk = MINLOC( ABS( z_file - z_grid(k) ), DIM = 1 )
4705
4706             IF ( kk < ku )  THEN
4707                IF ( z_file(kk) - z_grid(k) <= 0.0_wp )  THEN
4708                   var_tmp(k) = var(kk,i) +                                    &
4709                                          ( var(kk+1,i)      - var(kk,i)  ) /  &
4710                                          ( z_file(kk+1)     - z_file(kk) ) *  &
4711                                          ( z_grid(k)        - z_file(kk) )
4712
4713                ELSEIF ( z_file(kk) - z_grid(k) > 0.0_wp )  THEN
4714                   var_tmp(k) = var(kk-1,i) +                                  &
4715                                            ( var(kk,i)   - var(kk-1,i)  ) /   &
4716                                            ( z_file(kk)  - z_file(kk-1) ) *   &
4717                                            ( z_grid(k)   - z_file(kk-1) )
4718                ENDIF
4719!
4720!--          Extrapolate
4721             ELSE
4722
4723                var_tmp(k) = var(ku,i) + ( var(ku,i)  - var(ku-1,i)    ) /     &
4724                                         ( z_file(ku) - z_file(ku-1)   ) *     &
4725                                         ( z_grid(k)  - z_file(ku)     )
4726
4727             ENDIF
4728
4729          ENDDO
4730          var(:,i) = var_tmp(:)
4731
4732       ENDDO
4733
4734       DEALLOCATE( var_tmp )
4735
4736
4737    END SUBROUTINE netcdf_data_input_interpolate_2d
4738
4739!------------------------------------------------------------------------------!
4740! Description:
4741! ------------
4742!> Vertical interpolation and extrapolation of 3D variables.
4743!------------------------------------------------------------------------------!
4744    SUBROUTINE netcdf_data_input_interpolate_3d( var, z_grid, z_file )
4745
4746       IMPLICIT NONE
4747
4748       INTEGER(iwp) ::  i       !< running index x-direction
4749       INTEGER(iwp) ::  il      !< lower index bound along x-direction
4750       INTEGER(iwp) ::  iu      !< upper index bound along x-direction
4751       INTEGER(iwp) ::  j       !< running index y-direction
4752       INTEGER(iwp) ::  jl      !< lower index bound along x-direction
4753       INTEGER(iwp) ::  ju      !< upper index bound along x-direction
4754       INTEGER(iwp) ::  k       !< running index z-direction file
4755       INTEGER(iwp) ::  kk      !< running index z-direction stretched model grid
4756       INTEGER(iwp) ::  kl      !< lower index bound along z-direction
4757       INTEGER(iwp) ::  ku      !< upper index bound along z-direction
4758
4759       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  z_grid                      !< grid levels on numeric grid
4760       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  z_file                      !< grid levels on file grid
4761       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(INOUT) ::  var      !< treated variable
4762       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  var_tmp  !< temporary variable
4763
4764       il = LBOUND(var,3)
4765       iu = UBOUND(var,3)
4766       jl = LBOUND(var,2)
4767       ju = UBOUND(var,2)
4768       kl = LBOUND(var,1)
4769       ku = UBOUND(var,1)
4770
4771       ALLOCATE( var_tmp(kl:ku) )
4772
4773       DO  i = il, iu
4774          DO  j = jl, ju
4775             DO  k = kl, ku
4776
4777                kk = MINLOC( ABS( z_file - z_grid(k) ), DIM = 1 )
4778
4779                IF ( kk < ku )  THEN
4780                   IF ( z_file(kk) - z_grid(k) <= 0.0_wp )  THEN
4781                      var_tmp(k) = var(kk,j,i) +                               &
4782                                             ( var(kk+1,j,i) - var(kk,j,i) ) / &
4783                                             ( z_file(kk+1)  - z_file(kk)  ) * &
4784                                             ( z_grid(k)     - z_file(kk)  )
4785
4786                   ELSEIF ( z_file(kk) - z_grid(k) > 0.0_wp )  THEN
4787                      var_tmp(k) = var(kk-1,j,i) +                             &
4788                                             ( var(kk,j,i) - var(kk-1,j,i) ) / &
4789                                             ( z_file(kk)  - z_file(kk-1)  ) * &
4790                                             ( z_grid(k)   - z_file(kk-1)  )
4791                   ENDIF
4792!
4793!--             Extrapolate
4794                ELSE
4795                   var_tmp(k) = var(ku,j,i) +                                  &
4796                                       ( var(ku,j,i)  - var(ku-1,j,i)   ) /    &
4797                                       ( z_file(ku)   - z_file(ku-1)    ) *    &
4798                                       ( z_grid(k)    - z_file(ku)      )
4799
4800                ENDIF
4801             ENDDO
4802             var(:,j,i) = var_tmp(:)
4803          ENDDO
4804       ENDDO
4805
4806       DEALLOCATE( var_tmp )
4807
4808
4809    END SUBROUTINE netcdf_data_input_interpolate_3d
4810
4811!------------------------------------------------------------------------------!
4812! Description:
4813! ------------
4814!> Checks if a given variables is on file
4815!------------------------------------------------------------------------------!
4816    FUNCTION check_existence( vars_in_file, var_name )
4817
4818       IMPLICIT NONE
4819
4820       CHARACTER(LEN=*) ::  var_name                   !< variable to be checked
4821       CHARACTER(LEN=*), DIMENSION(:) ::  vars_in_file !< list of variables in file
4822
4823       INTEGER(iwp) ::  i                              !< loop variable
4824
4825       LOGICAL ::  check_existence                     !< flag indicating whether a variable exist or not - actual return value
4826
4827       i = 1
4828       check_existence = .FALSE.
4829       DO  WHILE ( i <= SIZE( vars_in_file ) )
4830          check_existence = TRIM( vars_in_file(i) ) == TRIM( var_name )  .OR.  &
4831                            check_existence
4832          i = i + 1
4833       ENDDO
4834
4835       RETURN
4836
4837    END FUNCTION check_existence
4838
4839
4840!------------------------------------------------------------------------------!
4841! Description:
4842! ------------
4843!> Closes an existing netCDF file.
4844!------------------------------------------------------------------------------!
4845    SUBROUTINE close_input_file( id )
4846#if defined( __netcdf )
4847
4848       USE pegrid
4849
4850       IMPLICIT NONE
4851
4852       INTEGER(iwp), INTENT(INOUT)        ::  id        !< file id
4853
4854       nc_stat = NF90_CLOSE( id )
4855       CALL handle_error( 'close', 540 )
4856#endif
4857    END SUBROUTINE close_input_file
4858
4859!------------------------------------------------------------------------------!
4860! Description:
4861! ------------
4862!> Opens an existing netCDF file for reading only and returns its id.
4863!------------------------------------------------------------------------------!
4864    SUBROUTINE open_read_file( filename, id )
4865#if defined( __netcdf )
4866
4867       USE pegrid
4868
4869       IMPLICIT NONE
4870
4871       CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  filename  !< filename
4872       INTEGER(iwp), INTENT(INOUT)   ::  id        !< file id
4873
4874#if defined( __netcdf4_parallel )
4875!      if __netcdf4_parallel is defined, parrallel NetCDF will be used unconditionally
4876       nc_stat = NF90_OPEN( filename, IOR( NF90_WRITE, NF90_MPIIO ), id,  &
4877                            COMM = comm2d, INFO = MPI_INFO_NULL )
4878       IF(nc_stat /= NF90_NOERR )  THEN                                       !possible NetCDF 3 file
4879           nc_stat = NF90_OPEN( filename, NF90_NOWRITE, id )
4880           collective_read = .FALSE.
4881       ELSE
4882           collective_read = .TRUE.
4883       END IF
4884#else
4885!      All MPI processes open und read
4886       nc_stat = NF90_OPEN( filename, NF90_NOWRITE, id )
4887#endif
4888
4889       CALL handle_error( 'open_read_file', 539 )
4890
4891#endif
4892    END SUBROUTINE open_read_file
4893
4894!------------------------------------------------------------------------------!
4895! Description:
4896! ------------
4897!> Reads global or variable-related attributes of type INTEGER (32-bit)
4898!------------------------------------------------------------------------------!
4899     SUBROUTINE get_attribute_int32( id, attribute_name, value, global,        &
4900                                     variable_name )
4901
4902       USE pegrid
4903
4904       IMPLICIT NONE
4905
4906       CHARACTER(LEN=*)            ::  attribute_name   !< attribute name
4907       CHARACTER(LEN=*), OPTIONAL  ::  variable_name    !< variable name
4908
4909       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4910       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< variable id
4911       INTEGER(iwp), INTENT(INOUT) ::  value            !< read value
4912
4913       LOGICAL, INTENT(IN) ::  global                   !< flag indicating global attribute
4914#if defined( __netcdf )
4915
4916!
4917!--    Read global attribute
4918       IF ( global )  THEN
4919          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, NF90_GLOBAL, TRIM( attribute_name ), value )
4920          CALL handle_error( 'get_attribute_int32 global', 522, attribute_name )
4921!
4922!--    Read attributes referring to a single variable. Therefore, first inquire
4923!--    variable id
4924       ELSE
4925          nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4926          CALL handle_error( 'get_attribute_int32', 522, attribute_name )
4927          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, id_var, TRIM( attribute_name ), value )
4928          CALL handle_error( 'get_attribute_int32', 522, attribute_name )
4929       ENDIF
4930#endif
4931    END SUBROUTINE get_attribute_int32
4932
4933!------------------------------------------------------------------------------!
4934! Description:
4935! ------------
4936!> Read