source: palm/trunk/SOURCE/netcdf_data_input_mod.f90 @ 4178

Last change on this file since 4178 was 4178, checked in by suehring, 2 years ago

Enable external time-dependent radiative forcing with downwelling short- and longwave radiation. Optionally, also downwelling diffuse radiation can be provided. Radiation data will be provided via dynamic input file.

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 310.1 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 4178 2019-08-21 11:13:06Z suehring $
27! Implement input of external radiation forcing. Therefore, provide public
28! subroutines and variables.
29!
30! 4150 2019-08-08 20:00:47Z suehring
31! Some variables are given the public attribute, in order to call netcdf input
32! from single routines
33!
34! 4125 2019-07-29 13:31:44Z suehring
35! To enable netcdf-parallel access for lateral boundary data (dynamic input),
36! zero number of elements are passed to the respective get_variable routine
37! for non-boundary cores.
38!
39! 4100 2019-07-17 08:11:29Z forkel
40! Made check for input_pids_dynamic and 'inifor' more general
41!
42! 4012 2019-05-31 15:19:05Z monakurppa
43!
44! 3994 2019-05-22 18:08:09Z suehring
45! Remove single location message
46!
47! 3976 2019-05-15 11:02:34Z hellstea
48! Remove unused variables from last commit
49!
50! 3969 2019-05-13 12:14:33Z suehring
51! - clean-up index notations for emission_values to eliminate magic numbers
52! - introduce temporary variable dum_var_5d as well as subroutines
53!   get_var_5d_real and get_var_5d_real_dynamic
54! - remove emission-specific code in generic get_variable routines
55! - in subroutine netcdf_data_input_chemistry_data change netCDF LOD 1
56!   (default) emission_values to the following index order:
57!   z, y, x, species, category
58! - in subroutine netcdf_data_input_chemistry_data
59!   changed netCDF LOD 2 pre-processed emission_values to the following index
60!   order: time, z, y, x, species
61! - in type chem_emis_att_type replace nspec with n_emiss_species
62!   but retained nspec for backward compatibility with salsa_mod. (E.C. Chan)
63!
64! 3961 2019-05-08 16:12:31Z suehring
65! Revise checks for building IDs and types
66!
67! 3943 2019-05-02 09:50:41Z maronga
68! Temporarily disabled some (faulty) checks for static driver.
69!
70! 3942 2019-04-30 13:08:30Z kanani
71! Fix: increase LEN of all NetCDF attribute values (caused crash in
72! netcdf_create_global_atts due to insufficient length)
73!
74! 3941 2019-04-30 09:48:33Z suehring
75! Move check for grid dimension to an earlier point in time when first array
76! is read.
77! Improve checks for building types / IDs with respect to 2D/3D buildings.
78!
79! 3885 2019-04-11 11:29:34Z kanani
80! Changes related to global restructuring of location messages and introduction
81! of additional debug messages
82!
83! 3864 2019-04-05 09:01:56Z monakurppa
84! get_variable_4d_to_3d_real modified to enable read in data of type
85! data(t,y,x,n) one timestep at a time + some routines made public
86!
87! 3855 2019-04-03 10:00:59Z suehring
88! Typo removed
89!
90! 3854 2019-04-02 16:59:33Z suehring
91! Bugfix in one of the checks. Typo removed.
92!
93! 3744 2019-02-15 18:38:58Z suehring
94! Enable mesoscale offline nesting for chemistry variables as well as
95! initialization of chemistry via dynamic input file.
96!
97! 3705 2019-01-29 19:56:39Z suehring
98! Interface for attribute input of 8-bit and 32-bit integer
99!
100! 3704 2019-01-29 19:51:41Z suehring
101! unused variables removed
102!
103! 3560 2018-11-23 09:20:21Z raasch
104! Some formatting adjustment
105!
106! 3556 2018-11-22 14:11:57Z suehring
107! variables documented and unused variables removed
108!
109! 3552 2018-11-22 10:28:35Z suehring
110! Revise ghost point exchange and resizing of input variables
111!
112! 3542 2018-11-20 17:04:13Z suehring
113! - read optional attributes from file
114! - set default origin_time
115!
116! 3518 2018-11-12 18:10:23Z suehring
117! Additional checks
118!
119! 3516 2018-11-12 15:49:39Z gronemeier
120! bugfix: - difference in z coordinate between file and PALM must be <1e-6
121!         - output of error 553 for all PEs
122!
123! 3498 2018-11-07 10:53:03Z gronemeier
124! Bugfix: print error message by processor which encounters the error
125!
126! 3485 2018-11-03 17:09:40Z gronemeier
127! - get central meridian from origin_lon if crs does not exist
128! - set default origin_lon to 0
129!
130! 3483 2018-11-02 14:19:26Z raasch
131! bugfix: misplaced directives for netCDF fixed
132!
133! 3474 2018-10-30 21:07:39Z kanani
134! Add UV exposure model input (Schrempf)
135!
136! 3472 2018-10-30 20:43:50Z suehring
137! Salsa implemented
138!
139! 3464 2018-10-30 18:08:55Z kanani
140! Define coordinate reference system (crs) and read from input dataset
141! Revise default values for reference coordinates
142!
143! 3459 2018-10-30 15:04:11Z gronemeier
144! from chemistry branch r3443, banzhafs, Russo:
145! Uncommented lines on dimension of surface_fractions
146! Removed par_emis_time_factor variable, moved to chem_emissions_mod
147! Initialized nspec and other emission variables at time of declaration
148! Modified EXPERT mode to PRE-PROCESSED mode
149! Introduced Chemistry static netcdf file
150! Added the routine for reading-in netcdf data for chemistry
151! Added routines to get_variable interface specific for chemistry files
152!
153! 3429 2018-10-25 13:04:23Z knoop
154! add default values of origin_x/y/z
155!
156! 3404 2018-10-23 13:29:11Z suehring
157! Consider time-dependent geostrophic wind components in offline nesting
158!
159! 3376 2018-10-19 10:15:32Z suehring
160! Additional check for consistent building initialization implemented
161!
162! 3347 2018-10-15 14:21:08Z suehring
163! Subroutine renamed
164!
165! 3257 2018-09-17 17:11:46Z suehring
166! (from branch resler)
167! Formatting
168!
169! 3298 2018-10-02 12:21:11Z kanani
170! Modified EXPERT mode to PRE-PROCESSED mode (Russo)
171! Introduced Chemistry static netcdf file (Russo)
172! Added the routine for reading-in netcdf data for chemistry (Russo)
173! Added routines to get_variable interface specific for chemistry files (Russo)
174!
175! 3257 2018-09-17 17:11:46Z suehring
176! Adjust checks for building_type and building_id, which is necessary after
177! topography filtering (building_type and id can be modified by the filtering).
178!
179! 3254 2018-09-17 10:53:57Z suehring
180! Additional check for surface_fractions and and checks for building_id and
181! building_type extended.
182!
183! 3241 2018-09-12 15:02:00Z raasch
184! unused variables removed
185!
186! 3215 2018-08-29 09:58:59Z suehring
187! - Separate input of soil properties from input of atmospheric data. This
188!   enables input of soil properties also in child domains without any
189!   dependence on atmospheric input
190! - Check for missing initial 1D/3D data in dynamic input file
191! - Revise checks for matching grid spacing in model and input file
192! - Bugfix, add netcdf4_parallel directive for collective read operation
193! - Revise error message numbers
194!
195! 3209 2018-08-27 16:58:37Z suehring
196! Read zsoil dimension length only if soil variables are provided
197!
198! 3183 2018-07-27 14:25:55Z suehring
199! Adjust input of dynamic driver according to revised Inifor version.
200! Replace simulated_time by time_since_reference_point.
201! Rename variables in mesoscale-offline nesting mode.
202!
203! 3182 2018-07-27 13:36:03Z suehring
204! Slightly revise check for surface_fraction in order to check only the relevant
205! fractions
206!
207! 3103 2018-07-04 17:30:52Z suehring
208! New check for negative terrain heights
209!
210! 3089 2018-06-27 13:20:38Z suehring
211! Revise call for message routine in case of local data inconsistencies.
212!
213! 3054 2018-06-01 16:08:59Z gronemeier
214! Bugfix: force an MPI abort if errors occur while reading building heights
215! from ASCII file
216!
217! 3053 2018-06-01 12:59:07Z suehring
218! Revise checks for variable surface_fraction
219!
220! 3051 2018-05-30 17:43:55Z suehring
221! - Speed-up NetCDF input
222! - Revise input routines and remove NetCDF input via IO-blocks since this is
223!   not working in parallel mode in case blocking collective read operations
224!   are done
225! - Temporarily revoke renaming of input variables in dynamic driver (tend_ug,
226!   tend_vg, zsoil) in order to keep dynamic input file working with current
227!   model version
228! - More detailed error messages created
229!
230! 3045 2018-05-28 07:55:41Z Giersch
231! Error messages revised
232!
233! 3041 2018-05-25 10:39:54Z gronemeier
234! Add data type for global file attributes
235! Add read of global attributes of static driver
236!
237! 3037 2018-05-24 10:39:29Z gronemeier
238! renamed 'depth' to 'zsoil'
239!
240! 3036 2018-05-24 10:18:26Z gronemeier
241! Revision of input vars according to UC2 data standard
242!  - renamed 'orography_2D' to 'zt'
243!  - renamed 'buildings_2D' to 'buildings_2d'
244!  - renamed 'buildings_3D' to 'buildings_3d'
245!  - renamed 'leaf_are_density' to 'lad'
246!  - renamed 'basal_are_density' to 'bad'
247!  - renamed 'root_are_density_lad' to 'root_area_dens_r'
248!  - renamed 'root_are_density_lsm' to 'root_area_dens_s'
249!  - renamed 'ls_forcing_ug' to 'tend_ug'
250!  - renamed 'ls_forcing_vg' to 'tend_vg'
251!
252! 3019 2018-05-13 07:05:43Z maronga
253! Improved reading speed of large NetCDF files
254!
255! 2963 2018-04-12 14:47:44Z suehring
256! - Revise checks for static input variables.
257! - Introduce index for vegetation/wall, pavement/green-wall and water/window
258!   surfaces, for clearer access of surface fraction, albedo, emissivity, etc. .
259!
260! 2958 2018-04-11 15:38:13Z suehring
261! Synchronize longitude and latitude between nested model domains, values are
262! taken from the root model.
263!
264! 2955 2018-04-09 15:14:01Z suehring
265! Extend checks for consistent setting of buildings, its ID and type.
266! Add log-points to measure CPU time of NetCDF data input.
267!
268! 2953 2018-04-09 11:26:02Z suehring
269! Bugfix in checks for initialization data
270!
271! 2947 2018-04-04 18:01:41Z suehring
272! Checks for dynamic input revised
273!
274! 2946 2018-04-04 17:01:23Z suehring
275! Bugfix for revision 2945, perform checks only if dynamic input file is
276! available.
277!
278! 2945 2018-04-04 16:27:14Z suehring
279! - Mimic for topography input slightly revised, in order to enable consistency
280!   checks
281! - Add checks for dimensions in dynamic input file and move already existing
282!   checks
283!
284! 2938 2018-03-27 15:52:42Z suehring
285! Initial read of geostrophic wind components from dynamic driver.
286!
287! 2773 2018-01-30 14:12:54Z suehring
288! Revise checks for surface_fraction.
289!
290! 2925 2018-03-23 14:54:11Z suehring
291! Check for further inconsistent settings of surface_fractions.
292! Some messages slightly rephrased and error numbers renamed.
293!
294! 2898 2018-03-15 13:03:01Z suehring
295! Check if each building has a type. Further, check if dimensions in static
296! input file match the model dimensions.
297!
298! 2897 2018-03-15 11:47:16Z suehring
299! Relax restrictions for topography input, terrain and building heights can be
300! input separately and are not mandatory any more.
301!
302! 2874 2018-03-13 10:55:42Z knoop
303! Bugfix: wrong placement of netcdf cpp-macros fixed
304!
305! 2794 2018-02-07 14:09:43Z knoop
306! Check if 3D building input is consistent to numeric grid.
307!
308! 2773 2018-01-30 14:12:54Z suehring
309! - Enable initialization with 3D topography.
310! - Move check for correct initialization in nesting mode to check_parameters.
311!
312! 2772 2018-01-29 13:10:35Z suehring
313! Initialization of simulation independent on land-surface model.
314!
315! 2746 2018-01-15 12:06:04Z suehring
316! Read plant-canopy variables independently on land-surface model usage
317!
318! 2718 2018-01-02 08:49:38Z maronga
319! Corrected "Former revisions" section
320!
321! 2711 2017-12-20 17:04:49Z suehring
322! Rename subroutine close_file to avoid double-naming.
323!
324! 2700 2017-12-15 14:12:35Z suehring
325!
326! 2696 2017-12-14 17:12:51Z kanani
327! Initial revision (suehring)
328!
329! Authors:
330! --------
331! @author Matthias Suehring
332! @author Edward C. Chan
333! @author Emanuele Russo
334!
335! Description:
336! ------------
337!> Modulue contains routines to input data according to Palm input data
338!> standart using dynamic and static input files.
339!> @todo - Chemistry: revise reading of netcdf file and ajdust formatting
340!>         according to standard!!! (ecc/done)
341!> @todo - Order input alphabetically
342!> @todo - Revise error messages and error numbers
343!> @todo - Input of missing quantities (chemical species, emission rates)
344!> @todo - Defninition and input of still missing variable attributes
345!>         (ecc/what are they?)
346!> @todo - Input of initial geostrophic wind profiles with cyclic conditions.
347!> @todo - remove z dimension from default_emission_data nad preproc_emission_data
348!          and correpsonding subroutines get_var_5d_real and get_var_5d_dynamic (ecc)
349!> @todo - decpreciate chem_emis_att_type@nspec (ecc)
350!> @todo - depreciate subroutines get_variable_4d_to_3d_real and
351!>         get_variable_5d_to_4d_real (ecc)
352!> @todo - introduce useful debug_message(s)
353!------------------------------------------------------------------------------!
354 MODULE netcdf_data_input_mod
355
356    USE control_parameters,                                                    &
357        ONLY:  coupling_char, io_blocks, io_group
358
359    USE cpulog,                                                                &
360        ONLY:  cpu_log, log_point_s
361
362    USE indices,                                                               &
363        ONLY:  nbgp
364
365    USE kinds
366
367#if defined ( __netcdf )
368    USE NETCDF
369#endif
370
371    USE pegrid
372
373    USE surface_mod,                                                           &
374        ONLY:  ind_pav_green, ind_veg_wall, ind_wat_win
375!
376!-- Define type for dimensions.
377    TYPE dims_xy
378       INTEGER(iwp) :: nx                             !< dimension length in x
379       INTEGER(iwp) :: ny                             !< dimension length in y
380       INTEGER(iwp) :: nz                             !< dimension length in z
381       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: x       !< dimension array in x
382       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: y       !< dimension array in y
383       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: z       !< dimension array in z
384    END TYPE dims_xy
385!
386!-- Define data type for nesting in larger-scale models like COSMO.
387!-- Data type comprises u, v, w, pt, and q at lateral and top boundaries.
388    TYPE nest_offl_type
389
390       CHARACTER(LEN=16) ::  char_l = 'ls_forcing_left_'  !< leading substring for variables at left boundary
391       CHARACTER(LEN=17) ::  char_n = 'ls_forcing_north_' !< leading substring for variables at north boundary 
392       CHARACTER(LEN=17) ::  char_r = 'ls_forcing_right_' !< leading substring for variables at right boundary 
393       CHARACTER(LEN=17) ::  char_s = 'ls_forcing_south_' !< leading substring for variables at south boundary
394       CHARACTER(LEN=15) ::  char_t = 'ls_forcing_top_'   !< leading substring for variables at top boundary
395
396       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names         !< list of variable in dynamic input file
397       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_l  !< names of mesoscale nested chemistry variables at left boundary
398       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_n  !< names of mesoscale nested chemistry variables at north boundary
399       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_r  !< names of mesoscale nested chemistry variables at right boundary
400       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_s  !< names of mesoscale nested chemistry variables at south boundary
401       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_t  !< names of mesoscale nested chemistry variables at top boundary
402
403       INTEGER(iwp) ::  nt     !< number of time levels in dynamic input file
404       INTEGER(iwp) ::  nzu    !< number of vertical levels on scalar grid in dynamic input file
405       INTEGER(iwp) ::  nzw    !< number of vertical levels on w grid in dynamic input file
406       INTEGER(iwp) ::  tind   !< time index for reference time in mesoscale-offline nesting
407       INTEGER(iwp) ::  tind_p !< time index for following time in mesoscale-offline nesting
408
409       LOGICAL      ::  init         = .FALSE. !< flag indicating that offline nesting is already initialized
410
411       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_l !< flags inidicating whether left boundary data for chemistry is in dynamic input file 
412       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_n !< flags inidicating whether north boundary data for chemistry is in dynamic input file
413       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_r !< flags inidicating whether right boundary data for chemistry is in dynamic input file
414       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_s !< flags inidicating whether south boundary data for chemistry is in dynamic input file
415       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_t !< flags inidicating whether top boundary data for chemistry is in dynamic input file
416
417       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  surface_pressure !< time dependent surface pressure
418       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  time             !< time levels in dynamic input file
419       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zu_atmos         !< vertical levels at scalar grid in dynamic input file
420       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zw_atmos         !< vertical levels at w grid in dynamic input file
421
422       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  ug         !< domain-averaged geostrophic component
423       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  vg         !< domain-averaged geostrophic component
424
425       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_left   !< u-component at left boundary
426       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  v_left   !< v-component at left boundary
427       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  w_left   !< w-component at left boundary
428       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_left   !< mixing ratio at left boundary
429       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_left  !< potentital temperautre at left boundary
430
431       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_north  !< u-component at north boundary
432       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  v_north  !< v-component at north boundary
433       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  w_north  !< w-component at north boundary
434       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_north  !< mixing ratio at north boundary
435       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_north !< potentital temperautre at north boundary
436
437       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_right  !< u-component at right boundary
438       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  v_right  !< v-component at right boundary
439       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  w_right  !< w-component at right boundary
440       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_right  !< mixing ratio at right boundary
441       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_right !< potentital temperautre at right boundary
442
443       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_south  !< u-component at south boundary
444       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  v_south  !< v-component at south boundary
445       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  w_south  !< w-component at south boundary
446       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_south  !< mixing ratio at south boundary
447       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_south !< potentital temperautre at south boundary
448
449       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_top    !< u-component at top boundary
450       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  v_top    !< v-component at top boundary
451       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  w_top    !< w-component at top boundary
452       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_top    !< mixing ratio at top boundary
453       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_top   !< potentital temperautre at top boundary
454       
455       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  chem_left   !< chemical species at left boundary
456       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  chem_north  !< chemical species at left boundary
457       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  chem_right  !< chemical species at left boundary
458       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  chem_south  !< chemical species at left boundary
459       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  chem_top    !< chemical species at left boundary
460
461    END TYPE nest_offl_type
462
463    TYPE init_type
464
465       CHARACTER(LEN=16) ::  init_char = 'init_atmosphere_'          !< leading substring for init variables
466       CHARACTER(LEN=23) ::  origin_time = '2000-01-01 00:00:00 +00' !< reference time of input data
467       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem !< list of chemistry variable names that can potentially be on file
468
469       INTEGER(iwp) ::  lod_msoil !< level of detail - soil moisture
470       INTEGER(iwp) ::  lod_pt    !< level of detail - pt
471       INTEGER(iwp) ::  lod_q     !< level of detail - q
472       INTEGER(iwp) ::  lod_tsoil !< level of detail - soil temperature
473       INTEGER(iwp) ::  lod_u     !< level of detail - u-component
474       INTEGER(iwp) ::  lod_v     !< level of detail - v-component
475       INTEGER(iwp) ::  lod_w     !< level of detail - w-component
476       INTEGER(iwp) ::  nx        !< number of scalar grid points along x in dynamic input file
477       INTEGER(iwp) ::  nxu       !< number of u grid points along x in dynamic input file
478       INTEGER(iwp) ::  ny        !< number of scalar grid points along y in dynamic input file
479       INTEGER(iwp) ::  nyv       !< number of v grid points along y in dynamic input file
480       INTEGER(iwp) ::  nzs       !< number of vertical soil levels in dynamic input file
481       INTEGER(iwp) ::  nzu       !< number of vertical levels on scalar grid in dynamic input file
482       INTEGER(iwp) ::  nzw       !< number of vertical levels on w grid in dynamic input file
483       
484       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  lod_chem !< level of detail - chemistry variables
485
486       LOGICAL ::  from_file_msoil  = .FALSE. !< flag indicating whether soil moisture is already initialized from file
487       LOGICAL ::  from_file_pt     = .FALSE. !< flag indicating whether pt is already initialized from file
488       LOGICAL ::  from_file_q      = .FALSE. !< flag indicating whether q is already initialized from file
489       LOGICAL ::  from_file_tsoil  = .FALSE. !< flag indicating whether soil temperature is already initialized from file
490       LOGICAL ::  from_file_u      = .FALSE. !< flag indicating whether u is already initialized from file
491       LOGICAL ::  from_file_ug     = .FALSE. !< flag indicating whether ug is already initialized from file
492       LOGICAL ::  from_file_v      = .FALSE. !< flag indicating whether v is already initialized from file
493       LOGICAL ::  from_file_vg     = .FALSE. !< flag indicating whether ug is already initialized from file
494       LOGICAL ::  from_file_w      = .FALSE. !< flag indicating whether w is already initialized from file
495       
496       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  from_file_chem !< flag indicating whether chemistry variable is read from file
497
498       REAL(wp) ::  fill_msoil              !< fill value for soil moisture
499       REAL(wp) ::  fill_pt                 !< fill value for pt
500       REAL(wp) ::  fill_q                  !< fill value for q
501       REAL(wp) ::  fill_tsoil              !< fill value for soil temperature
502       REAL(wp) ::  fill_u                  !< fill value for u
503       REAL(wp) ::  fill_v                  !< fill value for v
504       REAL(wp) ::  fill_w                  !< fill value for w
505       REAL(wp) ::  latitude = 0.0_wp       !< latitude of the lower left corner
506       REAL(wp) ::  longitude = 0.0_wp      !< longitude of the lower left corner
507       REAL(wp) ::  origin_x = 500000.0_wp  !< UTM easting of the lower left corner
508       REAL(wp) ::  origin_y = 0.0_wp       !< UTM northing of the lower left corner
509       REAL(wp) ::  origin_z = 0.0_wp       !< reference height of input data
510       REAL(wp) ::  rotation_angle = 0.0_wp !< rotation angle of input data
511
512       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  fill_chem    !< fill value - chemistry variables
513       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  msoil_1d     !< initial vertical profile of soil moisture
514       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  pt_init      !< initial vertical profile of pt
515       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  q_init       !< initial vertical profile of q
516       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  tsoil_1d     !< initial vertical profile of soil temperature
517       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  u_init       !< initial vertical profile of u
518       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ug_init      !< initial vertical profile of ug
519       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  v_init       !< initial vertical profile of v
520       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  vg_init      !< initial vertical profile of ug
521       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  w_init       !< initial vertical profile of w
522       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  z_soil       !< vertical levels in soil in dynamic input file, used for interpolation
523       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zu_atmos     !< vertical levels at scalar grid in dynamic input file, used for interpolation
524       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zw_atmos     !< vertical levels at w grid in dynamic input file, used for interpolation
525       
526       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  chem_init  !< initial vertical profiles of chemistry variables
527
528
529       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  msoil_3d !< initial 3d soil moisture provide by Inifor and interpolated onto soil grid
530       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  tsoil_3d !< initial 3d soil temperature provide by Inifor and interpolated onto soil grid
531
532    END TYPE init_type
533
534!-- Data type for the general information of chemistry emissions, do not dependent on the particular chemical species
535    TYPE chem_emis_att_type
536
537       !-DIMENSIONS
538       
539       INTEGER(iwp)                                 :: nspec=0            !< no of chem species provided in emission_values
540       INTEGER(iwp)                                 :: n_emiss_species=0  !< no of chem species provided in emission_values
541                                                                          !< same function as nspec, which will be depreciated (ecc)
542                                                                                 
543       INTEGER(iwp)                                 :: ncat=0             !< number of emission categories
544       INTEGER(iwp)                                 :: nvoc=0             !< number of VOC components
545       INTEGER(iwp)                                 :: npm=0              !< number of PM components
546       INTEGER(iwp)                                 :: nnox=2             !< number of NOx components: NO and NO2
547       INTEGER(iwp)                                 :: nsox=2             !< number of SOX components: SO and SO4
548       INTEGER(iwp)                                 :: nhoursyear         !< number of hours of a specific year in the HOURLY mode
549                                                                          !< of the default mode
550       INTEGER(iwp)                                 :: nmonthdayhour      !< number of month days and hours in the MDH mode
551                                                                          !< of the default mode
552       INTEGER(iwp)                                 :: dt_emission        !< Number of emissions timesteps for one year
553                                                                          !< in the pre-processed emissions case
554       !-- 1d emission input variables
555       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: pm_name       !< Names of PM components
556       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: cat_name      !< Emission category names
557       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: species_name  !< Names of emission chemical species
558       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: voc_name      !< Names of VOCs components
559       CHARACTER (LEN=25)                           :: units         !< Units
560
561       INTEGER(iwp)                                 :: i_hour         !< indices for assigning emission values at different timesteps
562       INTEGER(iwp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:)       :: cat_index      !< Indices for emission categories
563       INTEGER(iwp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:)       :: species_index  !< Indices for emission chem species
564
565       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:)           :: xm             !< Molecular masses of emission chem species
566
567       !-- 2d emission input variables
568       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: hourly_emis_time_factor  !< Time factors for HOURLY emissions (DEFAULT mode)
569       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: mdh_emis_time_factor     !< Time factors for MDH emissions (DEFAULT mode)
570       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: nox_comp                 !< Composition of NO and NO2
571       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: sox_comp                 !< Composition of SO2 and SO4
572       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: voc_comp                 !< Composition of VOC components (not fixed)
573
574       !-- 3d emission input variables
575       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:)       :: pm_comp                  !< Composition of PM components (not fixed)
576 
577    END TYPE chem_emis_att_type
578
579
580!-- Data type for the values of chemistry emissions
581    TYPE chem_emis_val_type
582
583       !REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)     :: stack_height           !< stack height (ecc / to be implemented)
584       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:)    :: default_emission_data  !< Emission input values for LOD1 (DEFAULT mode)
585       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:)  :: preproc_emission_data  !< Emission input values for LOD2 (PRE-PROCESSED mode)
586
587    END TYPE chem_emis_val_type
588
589!
590!-- Define data structures for different input data types.
591!-- 8-bit Integer 2D
592    TYPE int_2d_8bit
593       INTEGER(KIND=1) ::  fill = -127                      !< fill value
594       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var !< respective variable
595
596       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
597    END TYPE int_2d_8bit
598!
599!-- 8-bit Integer 3D
600    TYPE int_3d_8bit
601       INTEGER(KIND=1) ::  fill = -127                           !< fill value
602       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_3d !< respective variable
603
604       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
605    END TYPE int_3d_8bit
606!
607!-- 32-bit Integer 2D
608    TYPE int_2d_32bit
609       INTEGER(iwp) ::  fill = -9999                      !< fill value
610       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var  !< respective variable
611
612       LOGICAL ::  from_file = .FALSE. !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
613    END TYPE int_2d_32bit
614!
615!-- Define data type to read 1D real variables
616    TYPE real_1d
617       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
618
619       REAL(wp) ::  fill = -9999.9_wp                  !< fill value
620       
621       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var     !< respective variable
622    END TYPE real_1d   
623!
624!-- Define data type to read 2D real variables
625    TYPE real_2d
626       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
627
628       REAL(wp) ::  fill = -9999.9_wp                !< fill value
629       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var !< respective variable
630    END TYPE real_2d
631
632!
633!-- Define data type to read 3D real variables
634    TYPE real_3d
635       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
636
637       INTEGER(iwp) ::  nz   !< number of grid points along vertical dimension
638
639       REAL(wp) ::  fill = -9999.9_wp                  !< fill value
640       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var !< respective variable
641    END TYPE real_3d
642!
643!-- Define data structure where the dimension and type of the input depends
644!-- on the given level of detail.
645!-- For buildings, the input is either 2D float, or 3d byte.
646    TYPE build_in
647       INTEGER(iwp)    ::  lod = 1                               !< level of detail
648       INTEGER(KIND=1) ::  fill2 = -127                          !< fill value for lod = 2
649       INTEGER(iwp)    ::  nz                                    !< number of vertical layers in file
650       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_3d !< 3d variable (lod = 2)
651
652       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  z                 !< vertical coordinate for 3D building, used for consistency check
653
654       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
655
656       REAL(wp)                              ::  fill1 = -9999.9_wp !< fill values for lod = 1
657       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var_2d             !< 2d variable (lod = 1)
658    END TYPE build_in
659
660!
661!-- For soil_type, the input is either 2D or 3D one-byte integer.
662    TYPE soil_in
663       INTEGER(iwp)                                   ::  lod = 1      !< level of detail
664       INTEGER(KIND=1)                                ::  fill = -127  !< fill value for lod = 2
665       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  var_2d       !< 2d variable (lod = 1)
666       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_3d       !< 3d variable (lod = 2)
667
668       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
669    END TYPE soil_in
670
671!
672!-- Define data type for fractions between surface types
673    TYPE fracs
674       INTEGER(iwp)                            ::  nf             !< total number of fractions
675       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nfracs         !< dimension array for fraction
676
677       LOGICAL ::  from_file = .FALSE. !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
678
679       REAL(wp)                                ::  fill = -9999.9_wp !< fill value
680       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  frac              !< respective fraction between different surface types
681    END TYPE fracs
682!
683!-- Data type for parameter lists, Depending on the given level of detail,
684!-- the input is 3D or 4D
685    TYPE pars
686       INTEGER(iwp)                            ::  lod = 1         !< level of detail
687       INTEGER(iwp)                            ::  np              !< total number of parameters
688       INTEGER(iwp)                            ::  nz              !< vertical dimension - number of soil layers
689       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  layers          !< dimension array for soil layers
690       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  pars            !< dimension array for parameters
691
692       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
693
694       REAL(wp)                                  ::  fill = -9999.9_wp !< fill value
695       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  pars_xy           !< respective parameters, level of detail = 1
696       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  pars_xyz          !< respective parameters, level of detail = 2
697    END TYPE pars
698!
699!-- Define type for global file attributes
700!-- Please refer to the PALM data standard for a detailed description of each
701!-- attribute.
702    TYPE global_atts_type
703       CHARACTER(LEN=200) ::  acronym = ' '                      !< acronym of institution
704       CHARACTER(LEN=7)   ::  acronym_char = 'acronym'           !< name of attribute
705       CHARACTER(LEN=200) ::  author  = ' '                      !< first name, last name, email adress
706       CHARACTER(LEN=6)   ::  author_char = 'author'             !< name of attribute
707       CHARACTER(LEN=200) ::  campaign = 'PALM-4U'               !< name of campaign
708       CHARACTER(LEN=8)   ::  campaign_char = 'campaign'         !< name of attribute
709       CHARACTER(LEN=200) ::  comment = ' '                      !< comment to data
710       CHARACTER(LEN=7)   ::  comment_char = 'comment'           !< name of attribute
711       CHARACTER(LEN=200) ::  contact_person = ' '               !< first name, last name, email adress
712       CHARACTER(LEN=14)  ::  contact_person_char = 'contact_person'  !< name of attribute
713       CHARACTER(LEN=200) ::  conventions = 'CF-1.7'             !< netCDF convention
714       CHARACTER(LEN=11)  ::  conventions_char = 'Conventions'   !< name of attribute
715       CHARACTER(LEN=23 ) ::  creation_time = ' '                !< creation time of data set
716       CHARACTER(LEN=13)  ::  creation_time_char = 'creation_time'  !< name of attribute
717       CHARACTER(LEN=200) ::  data_content = ' '                 !< content of data set
718       CHARACTER(LEN=12)  ::  data_content_char = 'data_content' !< name of attribute
719       CHARACTER(LEN=200) ::  dependencies = ' '                 !< dependencies of data set
720       CHARACTER(LEN=12)  ::  dependencies_char = 'dependencies' !< name of attribute
721       CHARACTER(LEN=200) ::  history = ' '                      !< information about data processing
722       CHARACTER(LEN=7)   ::  history_char = 'history'           !< name of attribute
723       CHARACTER(LEN=200) ::  institution = ' '                  !< name of responsible institution
724       CHARACTER(LEN=11)  ::  institution_char = 'institution'   !< name of attribute
725       CHARACTER(LEN=200) ::  keywords = ' '                     !< keywords of data set
726       CHARACTER(LEN=8)   ::  keywords_char = 'keywords'         !< name of attribute
727       CHARACTER(LEN=200) ::  licence = ' '                      !< licence of data set
728       CHARACTER(LEN=7)   ::  licence_char = 'licence'           !< name of attribute
729       CHARACTER(LEN=200) ::  location = ' '                     !< place which refers to data set
730       CHARACTER(LEN=8)   ::  location_char = 'location'         !< name of attribute
731       CHARACTER(LEN=10)  ::  origin_lat_char = 'origin_lat'     !< name of attribute
732       CHARACTER(LEN=10)  ::  origin_lon_char = 'origin_lon'     !< name of attribute
733       CHARACTER(LEN=23 ) ::  origin_time = '2000-01-01 00:00:00 +00'  !< reference time
734       CHARACTER(LEN=11)  ::  origin_time_char = 'origin_time'   !< name of attribute
735       CHARACTER(LEN=8)   ::  origin_x_char = 'origin_x'         !< name of attribute
736       CHARACTER(LEN=8)   ::  origin_y_char = 'origin_y'         !< name of attribute
737       CHARACTER(LEN=8)   ::  origin_z_char = 'origin_z'         !< name of attribute
738       CHARACTER(LEN=12)  ::  palm_version_char = 'palm_version' !< name of attribute
739       CHARACTER(LEN=200) ::  references = ' '                   !< literature referring to data set
740       CHARACTER(LEN=10)  ::  references_char = 'references'     !< name of attribute
741       CHARACTER(LEN=14)  ::  rotation_angle_char = 'rotation_angle'  !< name of attribute
742       CHARACTER(LEN=200) ::  site = ' '                         !< name of model domain
743       CHARACTER(LEN=4)   ::  site_char = 'site'                 !< name of attribute
744       CHARACTER(LEN=200) ::  source = ' '                       !< source of data set
745       CHARACTER(LEN=6)   ::  source_char = 'source'             !< name of attribute
746       CHARACTER(LEN=200) ::  title = ' '                        !< title of data set
747       CHARACTER(LEN=5)   ::  title_char = 'title'               !< name of attribute
748       CHARACTER(LEN=7)   ::  version_char = 'version'           !< name of attribute
749
750       INTEGER(iwp) ::  version              !< version of data set
751
752       REAL(wp) ::  origin_lat               !< latitude of lower left corner
753       REAL(wp) ::  origin_lon               !< longitude of lower left corner
754       REAL(wp) ::  origin_x                 !< easting (UTM coordinate) of lower left corner
755       REAL(wp) ::  origin_y                 !< northing (UTM coordinate) of lower left corner
756       REAL(wp) ::  origin_z                 !< reference height
757       REAL(wp) ::  palm_version             !< PALM version of data set
758       REAL(wp) ::  rotation_angle           !< rotation angle of coordinate system of data set
759    END TYPE global_atts_type
760!
761!-- Define type for coordinate reference system (crs)
762    TYPE crs_type
763       CHARACTER(LEN=200) ::  epsg_code = 'EPSG:25831'                   !< EPSG code
764       CHARACTER(LEN=200) ::  grid_mapping_name = 'transverse_mercator'  !< name of grid mapping
765       CHARACTER(LEN=200) ::  long_name = 'coordinate reference system'  !< name of variable crs
766       CHARACTER(LEN=200) ::  units = 'm'                                !< unit of crs
767
768       REAL(wp) ::  false_easting = 500000.0_wp                  !< false easting
769       REAL(wp) ::  false_northing = 0.0_wp                      !< false northing
770       REAL(wp) ::  inverse_flattening = 298.257223563_wp        !< 1/f (default for WGS84)
771       REAL(wp) ::  latitude_of_projection_origin = 0.0_wp       !< latitude of projection origin
772       REAL(wp) ::  longitude_of_central_meridian = 3.0_wp       !< longitude of central meridian of UTM zone (default: zone 31)
773       REAL(wp) ::  longitude_of_prime_meridian = 0.0_wp         !< longitude of prime meridian
774       REAL(wp) ::  scale_factor_at_central_meridian = 0.9996_wp !< scale factor of UTM coordinates
775       REAL(wp) ::  semi_major_axis = 6378137.0_wp               !< length of semi major axis (default for WGS84)
776    END TYPE crs_type
777
778!
779!-- Define variables
780    TYPE(crs_type)   ::  coord_ref_sys  !< coordinate reference system
781
782    TYPE(dims_xy)    ::  dim_static     !< data structure for x, y-dimension in static input file
783
784    TYPE(nest_offl_type) ::  nest_offl  !< data structure for data input at lateral and top boundaries (provided by Inifor) 
785
786    TYPE(init_type) ::  init_3d    !< data structure for the initialization of the 3D flow and soil fields
787    TYPE(init_type) ::  init_model !< data structure for the initialization of the model
788
789!
790!-- Define 2D variables of type NC_BYTE
791    TYPE(int_2d_8bit)  ::  albedo_type_f     !< input variable for albedo type
792    TYPE(int_2d_8bit)  ::  building_type_f   !< input variable for building type
793    TYPE(int_2d_8bit)  ::  pavement_type_f   !< input variable for pavenment type
794    TYPE(int_2d_8bit)  ::  street_crossing_f !< input variable for water type
795    TYPE(int_2d_8bit)  ::  street_type_f     !< input variable for water type
796    TYPE(int_2d_8bit)  ::  vegetation_type_f !< input variable for vegetation type
797    TYPE(int_2d_8bit)  ::  water_type_f      !< input variable for water type
798!
799!-- Define 3D variables of type NC_BYTE
800    TYPE(int_3d_8bit)  ::  building_obstruction_f    !< input variable for building obstruction
801    TYPE(int_3d_8bit)  ::  building_obstruction_full !< input variable for building obstruction
802!
803!-- Define 2D variables of type NC_INT
804    TYPE(int_2d_32bit) ::  building_id_f     !< input variable for building ID
805!
806!-- Define 2D variables of type NC_FLOAT
807    TYPE(real_2d) ::  terrain_height_f       !< input variable for terrain height
808    TYPE(real_2d) ::  uvem_irradiance_f      !< input variable for uvem irradiance lookup table
809    TYPE(real_2d) ::  uvem_integration_f     !< input variable for uvem integration
810!
811!-- Define 3D variables of type NC_FLOAT
812    TYPE(real_3d) ::  basal_area_density_f    !< input variable for basal area density - resolved vegetation
813    TYPE(real_3d) ::  leaf_area_density_f     !< input variable for leaf area density - resolved vegetation
814    TYPE(real_3d) ::  root_area_density_lad_f !< input variable for root area density - resolved vegetation
815    TYPE(real_3d) ::  root_area_density_lsm_f !< input variable for root area density - parametrized vegetation
816    TYPE(real_3d) ::  uvem_radiance_f         !< input variable for uvem radiance lookup table
817    TYPE(real_3d) ::  uvem_projarea_f         !< input variable for uvem projection area lookup table
818!
819!-- Define input variable for buildings
820    TYPE(build_in) ::  buildings_f           !< input variable for buildings
821!
822!-- Define input variables for soil_type
823    TYPE(soil_in)  ::  soil_type_f           !< input variable for soil type
824
825    TYPE(fracs) ::  surface_fraction_f       !< input variable for surface fraction
826
827    TYPE(pars)  ::  albedo_pars_f              !< input variable for albedo parameters
828    TYPE(pars)  ::  building_pars_f            !< input variable for building parameters
829    TYPE(pars)  ::  pavement_pars_f            !< input variable for pavement parameters
830    TYPE(pars)  ::  pavement_subsurface_pars_f !< input variable for pavement parameters
831    TYPE(pars)  ::  soil_pars_f                !< input variable for soil parameters
832    TYPE(pars)  ::  vegetation_pars_f          !< input variable for vegetation parameters
833    TYPE(pars)  ::  water_pars_f               !< input variable for water parameters
834
835    TYPE(chem_emis_att_type)                             ::  chem_emis_att    !< Input Information of Chemistry Emission Data from netcdf 
836    TYPE(chem_emis_val_type), ALLOCATABLE, DIMENSION(:)  ::  chem_emis        !< Input Chemistry Emission Data from netcdf 
837
838    CHARACTER(LEN=3)  ::  char_lod  = 'lod'         !< name of level-of-detail attribute in NetCDF file
839
840    CHARACTER(LEN=10) ::  char_fill = '_FillValue'        !< name of fill value attribute in NetCDF file
841
842    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_static  = 'PIDS_STATIC'  !< Name of file which comprises static input data
843    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_dynamic = 'PIDS_DYNAMIC' !< Name of file which comprises dynamic input data
844    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_chem    = 'PIDS_CHEM'    !< Name of file which comprises chemistry input data
845    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_uvem    = 'PIDS_UVEM'    !< Name of file which comprises static uv_exposure model input data
846    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_vm      = 'PIDS_VM'      !< Name of file which comprises virtual measurement data
847   
848    CHARACTER(LEN=25), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::  string_values  !< output of string variables read from netcdf input files
849    CHARACTER(LEN=50), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  vars_pids      !< variable in input file
850
851    INTEGER(iwp)                                     ::  id_emis        !< NetCDF id of input file for chemistry emissions: TBD: It has to be removed
852
853    INTEGER(iwp) ::  nc_stat         !< return value of nf90 function call
854    INTEGER(iwp) ::  num_var_pids    !< number of variables in file
855    INTEGER(iwp) ::  pids_id         !< file id
856
857    LOGICAL ::  input_pids_static  = .FALSE.   !< Flag indicating whether Palm-input-data-standard file containing static information exists
858    LOGICAL ::  input_pids_dynamic = .FALSE.   !< Flag indicating whether Palm-input-data-standard file containing dynamic information exists
859    LOGICAL ::  input_pids_chem    = .FALSE.   !< Flag indicating whether Palm-input-data-standard file containing chemistry information exists
860    LOGICAL ::  input_pids_uvem    = .FALSE.   !< Flag indicating whether uv-expoure-model input file containing static information exists
861    LOGICAL ::  input_pids_vm      = .FALSE.   !< Flag indicating whether input file for virtual measurements exist
862
863    LOGICAL ::  collective_read = .FALSE.      !< Enable NetCDF collective read
864
865    TYPE(global_atts_type) ::  input_file_atts !< global attributes of input file
866
867    SAVE
868
869    PRIVATE
870
871    INTERFACE netcdf_data_input_interpolate
872       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_interpolate_1d
873       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_interpolate_1d_soil
874       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_interpolate_2d
875       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_interpolate_3d
876    END INTERFACE netcdf_data_input_interpolate
877
878    INTERFACE netcdf_data_input_check_dynamic
879       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_check_dynamic
880    END INTERFACE netcdf_data_input_check_dynamic
881
882    INTERFACE netcdf_data_input_check_static
883       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_check_static
884    END INTERFACE netcdf_data_input_check_static
885
886    INTERFACE netcdf_data_input_chemistry_data                       
887       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_chemistry_data
888    END INTERFACE netcdf_data_input_chemistry_data
889   
890    INTERFACE netcdf_data_input_get_dimension_length                       
891       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_get_dimension_length
892    END INTERFACE netcdf_data_input_get_dimension_length
893
894    INTERFACE netcdf_data_input_inquire_file
895       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_inquire_file
896    END INTERFACE netcdf_data_input_inquire_file
897
898    INTERFACE netcdf_data_input_init
899       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_init
900    END INTERFACE netcdf_data_input_init
901   
902    INTERFACE netcdf_data_input_att
903       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_int8
904       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_int32
905       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_real
906       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_string
907    END INTERFACE netcdf_data_input_att
908
909    INTERFACE netcdf_data_input_init_3d
910       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_init_3d
911    END INTERFACE netcdf_data_input_init_3d
912   
913    INTERFACE netcdf_data_input_init_lsm
914       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_init_lsm
915    END INTERFACE netcdf_data_input_init_lsm
916
917    INTERFACE netcdf_data_input_offline_nesting
918       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_offline_nesting
919    END INTERFACE netcdf_data_input_offline_nesting
920
921    INTERFACE netcdf_data_input_surface_data
922       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_surface_data
923    END INTERFACE netcdf_data_input_surface_data
924
925    INTERFACE netcdf_data_input_var
926       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_var_char
927       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_var_real_1d
928       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_var_real_2d
929    END INTERFACE netcdf_data_input_var
930
931    INTERFACE netcdf_data_input_uvem
932       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_uvem
933    END INTERFACE netcdf_data_input_uvem
934
935    INTERFACE get_variable
936       MODULE PROCEDURE get_variable_1d_char
937       MODULE PROCEDURE get_variable_1d_int
938       MODULE PROCEDURE get_variable_1d_real
939       MODULE PROCEDURE get_variable_2d_int8
940       MODULE PROCEDURE get_variable_2d_int32
941       MODULE PROCEDURE get_variable_2d_real
942       MODULE PROCEDURE get_variable_3d_int8
943       MODULE PROCEDURE get_variable_3d_real
944       MODULE PROCEDURE get_variable_3d_real_dynamic
945       MODULE PROCEDURE get_variable_4d_to_3d_real
946       MODULE PROCEDURE get_variable_4d_real
947       MODULE PROCEDURE get_variable_5d_to_4d_real
948       MODULE PROCEDURE get_variable_5d_real           ! (ecc) temp subroutine 4 reading 5D NC arrays
949       MODULE PROCEDURE get_variable_5d_real_dynamic   ! 2B removed as z is out of emission_values
950       MODULE PROCEDURE get_variable_string
951    END INTERFACE get_variable
952
953    INTERFACE get_variable_pr
954       MODULE PROCEDURE get_variable_pr
955    END INTERFACE get_variable_pr
956
957    INTERFACE get_attribute
958       MODULE PROCEDURE get_attribute_real
959       MODULE PROCEDURE get_attribute_int8
960       MODULE PROCEDURE get_attribute_int32
961       MODULE PROCEDURE get_attribute_string
962    END INTERFACE get_attribute
963
964!
965!-- Public data structures
966    PUBLIC real_1d,                                                            &
967           real_2d
968!
969!-- Public variables
970    PUBLIC albedo_pars_f, albedo_type_f, basal_area_density_f, buildings_f,    &
971           building_id_f, building_pars_f, building_type_f, char_fill,         &
972           chem_emis, chem_emis_att, chem_emis_att_type, chem_emis_val_type,   &
973           coord_ref_sys,                                                      &
974           init_3d, init_model, input_file_atts,                               &
975           input_file_dynamic,                                                 &
976           input_file_static,                                                  &
977           input_pids_static,                                                  &
978           input_pids_dynamic, input_pids_vm, input_file_vm,                   &
979           leaf_area_density_f, nest_offl,                                     &
980           num_var_pids,                                                       &
981           pavement_pars_f, pavement_subsurface_pars_f, pavement_type_f,       &
982           pids_id,                                                            &
983           root_area_density_lad_f, root_area_density_lsm_f, soil_pars_f,      &
984           soil_type_f, street_crossing_f, street_type_f, surface_fraction_f,  &
985           terrain_height_f, vegetation_pars_f, vegetation_type_f,             &
986           vars_pids,                                                          &
987           water_pars_f, water_type_f
988!
989!-- Public uv exposure variables
990    PUBLIC building_obstruction_f, input_file_uvem, input_pids_uvem,           &
991           netcdf_data_input_uvem,                                             &
992           uvem_integration_f, uvem_irradiance_f,                              &
993           uvem_projarea_f, uvem_radiance_f
994
995!
996!-- Public subroutines
997    PUBLIC netcdf_data_input_check_dynamic, netcdf_data_input_check_static,    &
998           netcdf_data_input_chemistry_data,                                   &
999           netcdf_data_input_get_dimension_length,                             &
1000           netcdf_data_input_inquire_file,                                     &
1001           netcdf_data_input_init, netcdf_data_input_init_lsm,                 &
1002           netcdf_data_input_init_3d, netcdf_data_input_att,                   &
1003           netcdf_data_input_interpolate, netcdf_data_input_offline_nesting,   &
1004           netcdf_data_input_surface_data, netcdf_data_input_topo,             &
1005           netcdf_data_input_var, get_attribute, get_variable, open_read_file, &
1006           check_existence, inquire_num_variables, inquire_variable_names,     &
1007           close_input_file
1008
1009
1010 CONTAINS
1011
1012!------------------------------------------------------------------------------!
1013! Description:
1014! ------------
1015!> Inquires whether NetCDF input files according to Palm-input-data standard
1016!> exist. Moreover, basic checks are performed.
1017!------------------------------------------------------------------------------!
1018    SUBROUTINE netcdf_data_input_inquire_file
1019
1020       USE control_parameters,                                                 &
1021           ONLY:  topo_no_distinct
1022
1023       IMPLICIT NONE
1024
1025#if defined ( __netcdf )
1026       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_static )   // TRIM( coupling_char ),   &
1027                EXIST = input_pids_static  )
1028       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_dynamic ) // TRIM( coupling_char ),    &
1029                EXIST = input_pids_dynamic )
1030       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_chem )    // TRIM( coupling_char ),    &
1031                EXIST = input_pids_chem )
1032       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_uvem ) // TRIM( coupling_char ),       &
1033                EXIST = input_pids_uvem  )
1034       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_vm )      // TRIM( coupling_char ),    &
1035                EXIST = input_pids_vm )
1036#endif
1037
1038!
1039!--    As long as topography can be input via ASCII format, no distinction
1040!--    between building and terrain can be made. This case, classify all
1041!--    surfaces as default type. Same in case land-surface and urban-surface
1042!--    model are not applied.
1043       IF ( .NOT. input_pids_static )  THEN
1044          topo_no_distinct = .TRUE.
1045       ENDIF
1046
1047    END SUBROUTINE netcdf_data_input_inquire_file
1048
1049!------------------------------------------------------------------------------!
1050! Description:
1051! ------------
1052!> Reads global attributes and coordinate reference system required for
1053!> initialization of the model.
1054!------------------------------------------------------------------------------!
1055    SUBROUTINE netcdf_data_input_init
1056
1057       IMPLICIT NONE
1058
1059       INTEGER(iwp) ::  id_mod     !< NetCDF id of input file
1060       INTEGER(iwp) ::  var_id_crs !< NetCDF id of variable crs
1061
1062       IF ( .NOT. input_pids_static )  RETURN
1063
1064#if defined ( __netcdf )
1065!
1066!--    Open file in read-only mode
1067       CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                       &
1068                            TRIM( coupling_char ), id_mod )
1069!
1070!--    Read global attributes
1071       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_lat_char,            &
1072                           input_file_atts%origin_lat, .TRUE. )
1073
1074       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_lon_char,            &
1075                           input_file_atts%origin_lon, .TRUE. )
1076
1077       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_time_char,           &
1078                           input_file_atts%origin_time, .TRUE. )
1079
1080       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_x_char,              &
1081                           input_file_atts%origin_x, .TRUE. )
1082
1083       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_y_char,              &
1084                           input_file_atts%origin_y, .TRUE. )
1085
1086       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_z_char,              &
1087                           input_file_atts%origin_z, .TRUE. )
1088
1089       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%rotation_angle_char,        &
1090                           input_file_atts%rotation_angle, .TRUE. )
1091
1092       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%author_char,                &
1093                           input_file_atts%author, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1094       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%contact_person_char,        &
1095                           input_file_atts%contact_person, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1096       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%institution_char,           &
1097                           input_file_atts%institution,    .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1098       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%acronym_char,               &
1099                           input_file_atts%acronym,        .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1100
1101       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%campaign_char,              &
1102                           input_file_atts%campaign, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1103       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%location_char,              &
1104                           input_file_atts%location, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1105       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%site_char,                  &
1106                           input_file_atts%site,     .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1107
1108       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%source_char,                &
1109                           input_file_atts%source,     .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1110       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%references_char,            &
1111                           input_file_atts%references, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1112       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%keywords_char,              &
1113                           input_file_atts%keywords,   .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1114       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%licence_char,               &
1115                           input_file_atts%licence,    .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1116       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%comment_char,               &
1117                           input_file_atts%comment,    .TRUE., no_abort=.FALSE. )
1118!
1119!--    Read coordinate reference system if available
1120       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id_mod, 'crs', var_id_crs )
1121       IF ( nc_stat == NF90_NOERR )  THEN
1122          CALL get_attribute( id_mod, 'epsg_code',                             &
1123                              coord_ref_sys%epsg_code,                         &
1124                              .FALSE., 'crs' )
1125          CALL get_attribute( id_mod, 'false_easting',                         &
1126                              coord_ref_sys%false_easting,                     &
1127                              .FALSE., 'crs' )
1128          CALL get_attribute( id_mod, 'false_northing',                        &
1129                              coord_ref_sys%false_northing,                    &
1130                              .FALSE., 'crs' )
1131          CALL get_attribute( id_mod, 'grid_mapping_name',                     &
1132                              coord_ref_sys%grid_mapping_name,                 &
1133                              .FALSE., 'crs' )
1134          CALL get_attribute( id_mod, 'inverse_flattening',                    &
1135                              coord_ref_sys%inverse_flattening,                &
1136                              .FALSE., 'crs' )
1137          CALL get_attribute( id_mod, 'latitude_of_projection_origin',         &
1138                              coord_ref_sys%latitude_of_projection_origin,     &
1139                              .FALSE., 'crs' )
1140          CALL get_attribute( id_mod, 'long_name',                             &
1141                              coord_ref_sys%long_name,                         &
1142                              .FALSE., 'crs' )
1143          CALL get_attribute( id_mod, 'longitude_of_central_meridian',         &
1144                              coord_ref_sys%longitude_of_central_meridian,     &
1145                              .FALSE., 'crs' )
1146          CALL get_attribute( id_mod, 'longitude_of_prime_meridian',           &
1147                              coord_ref_sys%longitude_of_prime_meridian,       &
1148                              .FALSE., 'crs' )
1149          CALL get_attribute( id_mod, 'scale_factor_at_central_meridian',      &
1150                              coord_ref_sys%scale_factor_at_central_meridian,  &
1151                              .FALSE., 'crs' )
1152          CALL get_attribute( id_mod, 'semi_major_axis',                       &
1153                              coord_ref_sys%semi_major_axis,                   &
1154                              .FALSE., 'crs' )
1155          CALL get_attribute( id_mod, 'units',                                 &
1156                              coord_ref_sys%units,                             &
1157                              .FALSE., 'crs' )
1158       ELSE
1159!
1160!--       Calculate central meridian from origin_lon
1161          coord_ref_sys%longitude_of_central_meridian = &
1162             CEILING( input_file_atts%origin_lon / 6.0_wp ) * 6.0_wp - 3.0_wp
1163       ENDIF
1164!
1165!--    Finally, close input file
1166       CALL close_input_file( id_mod )
1167#endif
1168!
1169!--    Copy latitude, longitude, origin_z, rotation angle on init type
1170       init_model%latitude        = input_file_atts%origin_lat
1171       init_model%longitude       = input_file_atts%origin_lon
1172       init_model%origin_time     = input_file_atts%origin_time 
1173       init_model%origin_x        = input_file_atts%origin_x
1174       init_model%origin_y        = input_file_atts%origin_y
1175       init_model%origin_z        = input_file_atts%origin_z 
1176       init_model%rotation_angle  = input_file_atts%rotation_angle 
1177           
1178!
1179!--    In case of nested runs, each model domain might have different longitude
1180!--    and latitude, which would result in different Coriolis parameters and
1181!--    sun-zenith angles. To avoid this, longitude and latitude in each model
1182!--    domain will be set to the values of the root model. Please note, this
1183!--    synchronization is required already here.
1184#if defined( __parallel )
1185       CALL MPI_BCAST( init_model%latitude,  1, MPI_REAL, 0,                   &
1186                       MPI_COMM_WORLD, ierr )
1187       CALL MPI_BCAST( init_model%longitude, 1, MPI_REAL, 0,                   &
1188                       MPI_COMM_WORLD, ierr )
1189#endif
1190
1191    END SUBROUTINE netcdf_data_input_init
1192   
1193!------------------------------------------------------------------------------!
1194! Description:
1195! ------------
1196!> Read an array of characters.
1197!------------------------------------------------------------------------------!
1198    SUBROUTINE netcdf_data_input_var_char( val, search_string, id_mod )
1199
1200       IMPLICIT NONE
1201
1202       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string     !< name of the variable
1203       CHARACTER(LEN=*), DIMENSION(:) ::  val !< variable which should be read
1204       
1205       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1206
1207#if defined ( __netcdf )
1208!
1209!--    Read variable
1210       CALL get_variable( id_mod, search_string, val )
1211#endif           
1212
1213    END SUBROUTINE netcdf_data_input_var_char
1214   
1215!------------------------------------------------------------------------------!
1216! Description:
1217! ------------
1218!> Read an 1D array of REAL values.
1219!------------------------------------------------------------------------------!
1220    SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_1d( val, search_string, id_mod )
1221
1222       IMPLICIT NONE
1223
1224       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string     !< name of the variable     
1225       
1226       INTEGER(iwp) ::  id_mod        !< NetCDF id of input file
1227       
1228       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  val !< variable which should be read
1229
1230#if defined ( __netcdf )
1231!
1232!--    Read variable
1233       CALL get_variable( id_mod, search_string, val )
1234#endif           
1235
1236    END SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_1d
1237   
1238!------------------------------------------------------------------------------!
1239! Description:
1240! ------------
1241!> Read an 1D array of REAL values.
1242!------------------------------------------------------------------------------!
1243    SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_2d( val, search_string,              &
1244                                              id_mod, d1s, d1e, d2s, d2e )
1245
1246       IMPLICIT NONE
1247
1248       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string     !< name of the variable     
1249       
1250       INTEGER(iwp) ::  id_mod  !< NetCDF id of input file
1251       INTEGER(iwp) ::  d1e     !< end index of first dimension to be read
1252       INTEGER(iwp) ::  d2e     !< end index of second dimension to be read
1253       INTEGER(iwp) ::  d1s     !< start index of first dimension to be read
1254       INTEGER(iwp) ::  d2s     !< start index of second dimension to be read
1255       
1256       REAL(wp), DIMENSION(:,:) ::  val !< variable which should be read
1257
1258#if defined ( __netcdf )
1259!
1260!--    Read character variable
1261       CALL get_variable( id_mod, search_string, val, d1s, d1e, d2s, d2e )
1262#endif           
1263
1264    END SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_2d
1265   
1266!------------------------------------------------------------------------------!
1267! Description:
1268! ------------
1269!> Read a global string attribute
1270!------------------------------------------------------------------------------!
1271    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_string( val, search_string, id_mod,       &
1272                                             input_file, global, openclose,    &
1273                                             variable_name )
1274
1275       IMPLICIT NONE
1276
1277       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1278       CHARACTER(LEN=*) ::  val           !< attribute
1279       
1280       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1281       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1282       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed 
1283       
1284       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1285       
1286       LOGICAL ::  global                 !< flag indicating a global or a variable's attribute
1287
1288#if defined ( __netcdf )
1289!
1290!--    Open file in read-only mode if necessary
1291       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1292          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1293                                  id_mod )
1294       ENDIF
1295!
1296!--    Read global attribute
1297       IF ( global )  THEN
1298          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1299!
1300!--    Read variable attribute
1301       ELSE
1302          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1303       ENDIF
1304!
1305!--    Close input file
1306       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1307#endif           
1308
1309    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_string
1310   
1311!------------------------------------------------------------------------------!
1312! Description:
1313! ------------
1314!> Read a global 8-bit integer attribute
1315!------------------------------------------------------------------------------!
1316    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int8( val, search_string, id_mod,         &
1317                                           input_file, global, openclose,      &
1318                                           variable_name )
1319
1320       IMPLICIT NONE
1321
1322       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1323       
1324       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1325       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1326       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1327       
1328       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1329       INTEGER(KIND=1) ::  val      !< value of the attribute
1330       
1331       LOGICAL ::  global        !< flag indicating a global or a variable's attribute
1332
1333#if defined ( __netcdf )
1334!
1335!--    Open file in read-only mode
1336       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1337          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1338                                  id_mod )
1339       ENDIF
1340!
1341!--    Read global attribute
1342       IF ( global )  THEN
1343          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1344!
1345!--    Read variable attribute
1346       ELSE
1347          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1348       ENDIF
1349!
1350!--    Finally, close input file
1351       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1352#endif           
1353
1354    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int8
1355   
1356!------------------------------------------------------------------------------!
1357! Description:
1358! ------------
1359!> Read a global 32-bit integer attribute
1360!------------------------------------------------------------------------------!
1361    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int32( val, search_string, id_mod,        &
1362                                            input_file, global, openclose,     &
1363                                            variable_name )
1364
1365       IMPLICIT NONE
1366
1367       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1368       
1369       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1370       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1371       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1372       
1373       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1374       INTEGER(iwp) ::  val      !< value of the attribute
1375       
1376       LOGICAL ::  global        !< flag indicating a global or a variable's attribute
1377
1378#if defined ( __netcdf )
1379!
1380!--    Open file in read-only mode
1381       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1382          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1383                                  id_mod )
1384       ENDIF
1385!
1386!--    Read global attribute
1387       IF ( global )  THEN
1388          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1389!
1390!--    Read variable attribute
1391       ELSE
1392          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1393       ENDIF
1394!
1395!--    Finally, close input file
1396       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1397#endif           
1398
1399    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int32
1400   
1401!------------------------------------------------------------------------------!
1402! Description:
1403! ------------
1404!> Read a global real attribute
1405!------------------------------------------------------------------------------!
1406    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_real( val, search_string, id_mod,         &
1407                                           input_file, global, openclose,      &
1408                                           variable_name )
1409
1410       IMPLICIT NONE
1411
1412       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1413       
1414       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1415       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1416       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1417       
1418       INTEGER(iwp) ::  id_mod            !< NetCDF id of input file
1419       
1420       LOGICAL ::  global                 !< flag indicating a global or a variable's attribute
1421       
1422       REAL(wp) ::  val                   !< value of the attribute
1423
1424#if defined ( __netcdf )
1425!
1426!--    Open file in read-only mode
1427       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1428          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1429                                  id_mod )
1430       ENDIF
1431!
1432!--    Read global attribute
1433       IF ( global )  THEN
1434          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1435!
1436!--    Read variable attribute
1437       ELSE
1438          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1439       ENDIF
1440!
1441!--    Finally, close input file
1442       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1443#endif           
1444
1445    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_real
1446
1447!------------------------------------------------------------------------------!
1448! Description:
1449! ------------
1450!> Reads Chemistry NETCDF Input data, such as emission values, emission species, etc.
1451!------------------------------------------------------------------------------!
1452
1453    SUBROUTINE netcdf_data_input_chemistry_data(emt_att,emt)
1454
1455       USE chem_modules,                                       &
1456           ONLY:  emiss_lod, time_fac_type, surface_csflux_name
1457
1458       USE control_parameters,                                 &
1459           ONLY:  message_string
1460
1461       USE indices,                                            &
1462           ONLY:  nxl, nxr, nys, nyn
1463
1464       IMPLICIT NONE
1465
1466       TYPE(chem_emis_att_type), INTENT(INOUT)                             ::  emt_att
1467       TYPE(chem_emis_val_type), ALLOCATABLE, DIMENSION(:), INTENT(INOUT)  ::  emt
1468   
1469       INTEGER(iwp)  ::  i, j, k      !< generic counters
1470       INTEGER(iwp)  ::  ispec        !< index for number of emission species in input
1471       INTEGER(iwp)  ::  len_dims     !< Length of dimension
1472       INTEGER(iwp)  ::  num_vars     !< number of variables in netcdf input file
1473
1474!
1475!-- dum_var_4d are designed to read in emission_values from the chemistry netCDF file.
1476!-- Currently the vestigial "z" dimension in emission_values makes it a 5D array,
1477!-- hence the corresponding dum_var_5d array.  When the "z" dimension is removed
1478!-- completely, dum_var_4d will be used instead
1479!-- (ecc 20190425)
1480
1481!       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:)    ::  dum_var_4d  !< temp array 4 4D chem emission data
1482       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:,:)  ::  dum_var_5d  !< temp array 4 5D chem emission data
1483
1484!
1485!-- Start processing data
1486!
1487!-- Emission LOD 0 (Parameterized mode)
1488
1489        IF  ( emiss_lod == 0 )  THEN
1490
1491! for reference (ecc)
1492!       IF (TRIM(mode_emis) == "PARAMETERIZED" .OR. TRIM(mode_emis) == "parameterized") THEN
1493
1494           ispec=1
1495           emt_att%n_emiss_species = 0
1496
1497!
1498!-- number of species
1499
1500           DO  WHILE (TRIM( surface_csflux_name( ispec ) ) /= 'novalue' )
1501
1502             emt_att%n_emiss_species = emt_att%n_emiss_species + 1
1503             ispec=ispec+1
1504!
1505!-- followling line retained for compatibility with salsa_mod
1506!-- which still uses emt_att%nspec heavily (ecc)
1507
1508             emt_att%nspec = emt_att%nspec + 1
1509
1510           ENDDO
1511
1512!
1513!-- allocate emission values data type arrays
1514
1515          ALLOCATE ( emt(emt_att%n_emiss_species) )
1516
1517!
1518!-- Read EMISSION SPECIES NAMES
1519
1520!
1521!-- allocate space for strings
1522
1523          ALLOCATE (emt_att%species_name(emt_att%n_emiss_species) )
1524 
1525         DO ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1526            emt_att%species_name(ispec) = TRIM(surface_csflux_name(ispec))
1527         ENDDO
1528
1529!
1530!-- LOD 1 (default mode) and LOD 2 (pre-processed mode)
1531
1532       ELSE
1533
1534#if defined ( __netcdf )
1535
1536          IF ( .NOT. input_pids_chem )  RETURN
1537
1538!
1539!-- first we allocate memory space for the emission species and then
1540!-- we differentiate between LOD 1 (default mode) and LOD 2 (pre-processed mode)
1541
1542!
1543!-- open emission data file ( {palmcase}_chemistry )
1544
1545          CALL open_read_file ( TRIM(input_file_chem) // TRIM(coupling_char), id_emis )
1546
1547!
1548!-- inquire number of variables
1549
1550          CALL inquire_num_variables ( id_emis, num_vars )
1551
1552!
1553!-- Get General Dimension Lengths: only # species and # categories.
1554!-- Tther dimensions depend on the emission mode or specific components
1555
1556          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length (    &
1557                                 id_emis, emt_att%n_emiss_species, 'nspecies' )
1558
1559!
1560!-- backward compatibility for salsa_mod (ecc)
1561
1562          emt_att%nspec = emt_att%n_emiss_species
1563
1564!
1565!-- Allocate emission values data type arrays
1566
1567          ALLOCATE ( emt(emt_att%n_emiss_species) )
1568
1569!
1570!-- READING IN SPECIES NAMES
1571
1572!
1573!-- Allocate memory for species names
1574
1575          ALLOCATE ( emt_att%species_name(emt_att%n_emiss_species) )
1576
1577!
1578!-- Retrieve variable name (again, should use n_emiss_strlen)
1579
1580          CALL get_variable( id_emis, 'emission_name',    &
1581                             string_values, emt_att%n_emiss_species )
1582          emt_att%species_name=string_values
1583
1584!
1585!-- dealocate string_values previously allocated in get_variable call
1586
1587          IF  ( ALLOCATED(string_values) )  DEALLOCATE (string_values)
1588
1589!
1590!-- READING IN SPECIES INDICES
1591
1592!
1593!-- Allocate memory for species indices
1594
1595          ALLOCATE ( emt_att%species_index(emt_att%n_emiss_species) )
1596
1597!
1598!-- Retrieve variable data
1599
1600          CALL get_variable( id_emis, 'emission_index', emt_att%species_index )
1601!
1602!-- Now the routine has to distinguish between chemistry emission
1603!-- LOD 1 (DEFAULT mode) and LOD 2 (PRE-PROCESSED mode)
1604
1605!
1606!-- START OF EMISSION LOD 1 (DEFAULT MODE)
1607
1608
1609          IF  ( emiss_lod == 1 )  THEN
1610
1611! for reference (ecc)
1612!          IF (TRIM(mode_emis) == "DEFAULT" .OR. TRIM(mode_emis) == "default") THEN
1613
1614!
1615!-- get number of emission categories
1616
1617             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length (           &
1618                                    id_emis, emt_att%ncat, 'ncat' )
1619
1620!-- READING IN EMISSION CATEGORIES INDICES
1621
1622             ALLOCATE ( emt_att%cat_index(emt_att%ncat) )
1623
1624!
1625!-- Retrieve variable data
1626
1627             CALL get_variable( id_emis, 'emission_cat_index', emt_att%cat_index )
1628
1629
1630!
1631!-- Loop through individual species to get basic information on
1632!-- VOC/PM/NOX/SOX
1633
1634!------------------------------------------------------------------------------
1635!-- NOTE - CHECK ARRAY INDICES FOR READING IN NAMES AND SPECIES
1636!--        IN LOD1 (DEFAULT MODE) FOR THE VARIOUS MODE SPLITS
1637!--        AS ALL ID_EMIS CONDITIONALS HAVE BEEN REMOVED FROM GET_VAR
1638!--        FUNCTIONS.  IN THEORY THIS WOULD MEAN ALL ARRAYS SHOULD BE
1639!--        READ FROM 0 to N-1 (C CONVENTION) AS OPPOSED TO 1 to N
1640!--        (FORTRAN CONVENTION).  KEEP THIS IN MIND !!
1641!--        (ecc 20190424)
1642!------------------------------------------------------------------------------
1643 
1644             DO  ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1645
1646!
1647!-- VOC DATA (name and composition)
1648
1649                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "VOC" .OR.                  &
1650                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "voc" )  THEN
1651
1652!
1653!-- VOC name
1654                   CALL netcdf_data_input_get_dimension_length (     &
1655                                          id_emis, emt_att%nvoc, 'nvoc' )
1656                   ALLOCATE ( emt_att%voc_name(emt_att%nvoc) )
1657                   CALL get_variable ( id_emis,"emission_voc_name",  &
1658                                       string_values, emt_att%nvoc )
1659                   emt_att%voc_name = string_values
1660                   IF  ( ALLOCATED(string_values) )  DEALLOCATE (string_values)
1661
1662!
1663!-- VOC composition
1664
1665                   ALLOCATE ( emt_att%voc_comp(emt_att%ncat,emt_att%nvoc) )
1666                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_voc", emt_att%voc_comp,     &
1667                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nvoc )
1668
1669                ENDIF  ! VOC
1670
1671!
1672!-- PM DATA (name and composition)
1673
1674                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "PM" .OR.                   &
1675                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "pm")  THEN
1676
1677!
1678!-- PM name
1679
1680                   CALL netcdf_data_input_get_dimension_length (     &
1681                                          id_emis, emt_att%npm, 'npm' )
1682                   ALLOCATE ( emt_att%pm_name(emt_att%npm) )
1683                   CALL get_variable ( id_emis, "pm_name", string_values, emt_att%npm )
1684                   emt_att%pm_name = string_values
1685                   IF  ( ALLOCATED(string_values) )  DEALLOCATE (string_values)     
1686
1687!
1688!-- PM composition (PM1, PM2.5 and PM10)
1689
1690                   len_dims = 3  ! PM1, PM2.5, PM10
1691                   ALLOCATE(emt_att%pm_comp(emt_att%ncat,emt_att%npm,len_dims))
1692                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_pm", emt_att%pm_comp,       &
1693                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%npm, 1, len_dims )
1694
1695                ENDIF  ! PM
1696
1697!
1698!-- NOX (NO and NO2)
1699
1700                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "NOX" .OR.                  &
1701                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "nox" )  THEN
1702
1703                   ALLOCATE ( emt_att%nox_comp(emt_att%ncat,emt_att%nnox) )
1704                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_nox", emt_att%nox_comp,     &
1705                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nnox )
1706
1707                ENDIF  ! NOX
1708
1709!
1710!-- SOX (SO2 and SO4)
1711
1712                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "SOX" .OR.                  &
1713                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "sox" )  THEN
1714
1715                   ALLOCATE ( emt_att%sox_comp(emt_att%ncat,emt_att%nsox) )
1716                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_sox", emt_att%sox_comp,     &
1717                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nsox )
1718
1719                ENDIF  ! SOX
1720
1721             ENDDO  ! do ispec
1722
1723!
1724!-- EMISSION TIME SCALING FACTORS (hourly and MDH data)
1725 
1726!     
1727!-- HOUR   
1728             IF  ( TRIM(time_fac_type) == "HOUR" .OR.                        &
1729                   TRIM(time_fac_type) == "hour" )  THEN
1730
1731                CALL netcdf_data_input_get_dimension_length (                  &
1732                                       id_emis, emt_att%nhoursyear, 'nhoursyear' )
1733                ALLOCATE ( emt_att%hourly_emis_time_factor(emt_att%ncat,emt_att%nhoursyear) )
1734                CALL get_variable ( id_emis, "emission_time_factors",          &
1735                                    emt_att%hourly_emis_time_factor,           &
1736                                    1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nhoursyear )
1737
1738!
1739!-- MDH
1740
1741             ELSE IF  ( TRIM(time_fac_type)  ==  "MDH" .OR.                  &
1742                        TRIM(time_fac_type)  ==  "mdh" )  THEN
1743
1744                CALL netcdf_data_input_get_dimension_length (                  &
1745                                       id_emis, emt_att%nmonthdayhour, 'nmonthdayhour' )
1746                ALLOCATE ( emt_att%mdh_emis_time_factor(emt_att%ncat,emt_att%nmonthdayhour) )
1747                CALL get_variable ( id_emis, "emission_time_factors",          &
1748                                    emt_att%mdh_emis_time_factor,              &
1749                                    1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nmonthdayhour )
1750
1751!
1752!-- ERROR (time factor undefined)
1753
1754             ELSE
1755
1756                message_string = 'We are in the DEFAULT chemistry emissions mode: '  //  &
1757                                 '     !no time-factor type specified!'              //  &
1758                                 'Please specify the value of time_fac_type:'        //  &
1759                                 '         either "MDH" or "HOUR"'                 
1760                CALL message( 'netcdf_data_input_chemistry_data', 'CM0200', 2, 2, 0, 6, 0 ) 
1761 
1762
1763             ENDIF  ! time_fac_type
1764
1765!
1766!-- read in default (LOD1) emissions from chemisty netCDF file per species
1767
1768!
1769!-- NOTE - at the moment the data is read in per species, but in the future it would
1770!--        be much more sensible to read in per species per time step to reduce
1771!--        memory consumption and, to a lesser degree, dimensionality of data exchange
1772!--        (I expect this will be necessary when the problem size is large)
1773
1774             DO ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1775
1776!
1777!-- allocate space for species specific emission values
1778!-- NOTE - this array is extended by 1 cell in each horizontal direction
1779!--        to compensate for an apparent linear offset.  The reason of this
1780!--        offset is not known but it has been determined to take place beyond the
1781!--        scope of this module, and has little to do with index conventions.
1782!--        That is, setting the array horizontal limit from nx0:nx1 to 1:(nx1-nx0+1)
1783!--        or nx0+1:nx1+1 did not result in correct or definite behavior
1784!--        This must be looked at at some point by the Hannover team but for now
1785!--        this workaround is deemed reasonable (ecc 20190417)
1786
1787                IF ( .NOT. ALLOCATED ( emt(ispec)%default_emission_data ) )  THEN
1788                    ALLOCATE ( emt(ispec)%default_emission_data(emt_att%ncat,nys:nyn+1,nxl:nxr+1) )
1789                ENDIF
1790!
1791!-- allocate dummy variable w/ index order identical to that shown in the netCDF header
1792
1793                ALLOCATE ( dum_var_5d(1,nys:nyn,nxl:nxr,1,emt_att%ncat) )
1794!
1795!-- get variable.  be very careful
1796!-- I am using get_variable_5d_real_dynamic (note logical argument at the end)
1797!-- 1) use Fortran index convention (i.e., 1 to N)
1798!-- 2) index order must be in reverse order from above allocation order
1799 
1800                CALL get_variable ( id_emis, "emission_values", dum_var_5d, &
1801                                    1,            ispec, nxl+1,     nys+1,     1,                    &
1802                                    emt_att%ncat, 1,     nxr-nxl+1, nyn-nys+1, emt_att%dt_emission,  &
1803                                    .FALSE. )
1804!
1805!-- assign temp array to data structure then deallocate temp array
1806!-- NOTE - indices are shifted from nx0:nx1 to nx0+1:nx1+1 to offset
1807!--        the emission data array to counter said domain offset
1808!--        (ecc 20190417)
1809
1810                DO k = 1, emt_att%ncat
1811                   DO j = nys+1, nyn+1
1812                      DO i = nxl+1, nxr+1
1813                         emt(ispec)%default_emission_data(k,j,i) = dum_var_5d(1,j-1,i-1,1,k)
1814                      ENDDO
1815                   ENDDO
1816                ENDDO
1817
1818                DEALLOCATE ( dum_var_5d )
1819
1820             ENDDO  ! ispec
1821!
1822!-- UNITS
1823
1824             CALL get_attribute(id_emis,"units",emt_att%units,.FALSE.,"emission_values")
1825
1826!
1827!-- END DEFAULT MODE
1828
1829
1830!
1831!-- START LOD 2 (PRE-PROCESSED MODE)
1832
1833          ELSE IF  ( emiss_lod == 2 )  THEN
1834
1835! for reference (ecc)
1836!          ELSE IF (TRIM(mode_emis) == "PRE-PROCESSED" .OR. TRIM(mode_emis) == "pre-processed") THEN
1837
1838!
1839!-- For LOD 2 only VOC and emission data need be read
1840
1841!------------------------------------------------------------------------------
1842!-- NOTE - CHECK ARRAY INDICES FOR READING IN NAMES AND SPECIES
1843!--        IN LOD2 (PRE-PROCESSED MODE) FOR THE VARIOUS MODE SPLITS
1844!--        AS ALL ID_EMIS CONDITIONALS HAVE BEEN REMOVED FROM GET_VAR
1845!--        FUNCTIONS.  IN THEORY THIS WOULD MEAN ALL ARRAYS SHOULD BE
1846!--        READ FROM 0 to N-1 (C CONVENTION) AS OPPOSED TO 1 to N
1847!--        (FORTRAN CONVENTION).  KEEP THIS IN MIND !!
1848!--        (ecc 20190424)
1849!------------------------------------------------------------------------------
1850
1851             DO ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1852
1853!
1854!-- VOC DATA (name and composition)
1855
1856                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "VOC" .OR.                  &
1857                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "voc" )  THEN
1858
1859!
1860!-- VOC name
1861                   CALL netcdf_data_input_get_dimension_length (                         &
1862                                          id_emis, emt_att%nvoc, 'nvoc' )
1863                   ALLOCATE ( emt_att%voc_name(emt_att%nvoc) )
1864                   CALL get_variable ( id_emis, "emission_voc_name",                     &
1865                                       string_values, emt_att%nvoc)
1866                   emt_att%voc_name = string_values
1867                   IF  ( ALLOCATED(string_values) )  DEALLOCATE (string_values)
1868
1869!
1870!-- VOC composition
1871 
1872                   ALLOCATE ( emt_att%voc_comp(emt_att%ncat,emt_att%nvoc) )
1873                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_voc", emt_att%voc_comp,     &
1874                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nvoc )
1875                ENDIF  ! VOC
1876 
1877             ENDDO  ! ispec
1878
1879!
1880!-- EMISSION DATA
1881
1882             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length (                               &
1883                                    id_emis, emt_att%dt_emission, 'time' )   
1884 
1885!
1886!-- read in pre-processed (LOD2) emissions from chemisty netCDF file per species
1887
1888!
1889!-- NOTE - at the moment the data is read in per species, but in the future it would
1890!--        be much more sensible to read in per species per time step to reduce
1891!--        memory consumption and, to a lesser degree, dimensionality of data exchange
1892!--        (I expect this will be necessary when the problem size is large)
1893
1894             DO ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1895
1896!
1897!-- allocate space for species specific emission values
1898!-- NOTE - this array is extended by 1 cell in each horizontal direction
1899!--        to compensate for an apparent linear offset.  The reason of this
1900!--        offset is not known but it has been determined to take place beyond the
1901!--        scope of this module, and has little to do with index conventions.
1902!--        That is, setting the array horizontal limit from nx0:nx1 to 1:(nx1-nx0+1)
1903!--        or nx0+1:nx1+1 did not result in correct or definite behavior
1904!--        This must be looked at at some point by the Hannover team but for now
1905!--        this workaround is deemed reasonable (ecc 20190417)
1906
1907                IF ( .NOT. ALLOCATED( emt(ispec)%preproc_emission_data ) )  THEN
1908                   ALLOCATE( emt(ispec)%preproc_emission_data(                           &
1909                             emt_att%dt_emission, 1, nys:nyn+1, nxl:nxr+1) )
1910                ENDIF
1911!
1912!-- allocate dummy variable w/ index order identical to that shown in the netCDF header
1913
1914                ALLOCATE ( dum_var_5d(emt_att%dt_emission,1,nys:nyn,nxl:nxr,1) )
1915!
1916!-- get variable.  be very careful
1917!-- I am using get_variable_5d_real_dynamic (note logical argument at the end)
1918!-- 1) use Fortran index convention (i.e., 1 to N)
1919!-- 2) index order must be in reverse order from above allocation order
1920
1921                CALL get_variable ( id_emis, "emission_values", dum_var_5d, &
1922                                    ispec, nxl+1,     nys+1,     1, 1,                   &
1923                                    1,     nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 1, emt_att%dt_emission, &
1924                                    .FALSE. )
1925!
1926!-- assign temp array to data structure then deallocate temp array
1927!-- NOTE - indices are shifted from nx0:nx1 to nx0+1:nx1+1 to offset
1928!--        the emission data array to counter said unkonwn offset
1929!--        (ecc 20190417)
1930
1931                DO k = 1, emt_att%dt_emission
1932                   DO j = nys+1, nyn+1
1933                      DO i = nxl+1, nxr+1
1934                         emt(ispec)%preproc_emission_data(k,1,j,i) = dum_var_5d(k,1,j-1,i-1,1)
1935                      ENDDO
1936                   ENDDO
1937                ENDDO
1938
1939                DEALLOCATE ( dum_var_5d )
1940
1941             ENDDO  ! ispec
1942!
1943!-- UNITS
1944
1945             CALL get_attribute ( id_emis, "units", emt_att%units, .FALSE. , "emission_values" )
1946       
1947          ENDIF  ! LOD1 & LOD2 (default and pre-processed mode)
1948
1949          CALL close_input_file (id_emis)
1950
1951#endif
1952
1953       ENDIF ! LOD0 (parameterized mode)
1954
1955    END SUBROUTINE netcdf_data_input_chemistry_data
1956
1957
1958!------------------------------------------------------------------------------!
1959! Description:
1960! ------------
1961!> Reads surface classification data, such as vegetation and soil type, etc. .
1962!------------------------------------------------------------------------------!
1963    SUBROUTINE netcdf_data_input_surface_data
1964
1965       USE control_parameters,                                                 &
1966           ONLY:  land_surface, plant_canopy, urban_surface
1967
1968       USE indices,                                                            &
1969           ONLY:  nbgp, nxl, nxr, nyn, nys
1970
1971
1972       IMPLICIT NONE
1973
1974       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names  !< variable names in static input file
1975
1976       INTEGER(iwp) ::  id_surf   !< NetCDF id of input file
1977       INTEGER(iwp) ::  k         !< running index along z-direction
1978       INTEGER(iwp) ::  k2        !< running index
1979       INTEGER(iwp) ::  num_vars  !< number of variables in input file
1980       INTEGER(iwp) ::  nz_soil   !< number of soil layers in file
1981
1982!
1983!--    If not static input file is available, skip this routine
1984       IF ( .NOT. input_pids_static )  RETURN
1985!
1986!--    Measure CPU time
1987       CALL cpu_log( log_point_s(82), 'NetCDF input', 'start' )
1988!
1989!--    Read plant canopy variables.
1990       IF ( plant_canopy )  THEN
1991#if defined ( __netcdf )
1992!
1993!--       Open file in read-only mode
1994          CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                    &
1995                               TRIM( coupling_char ) , id_surf )
1996!
1997!--       At first, inquire all variable names.
1998!--       This will be used to check whether an optional input variable
1999!--       exist or not.
2000          CALL inquire_num_variables( id_surf, num_vars )
2001
2002          ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2003          CALL inquire_variable_names( id_surf, var_names )
2004
2005!
2006!--       Read leaf area density - resolved vegetation
2007          IF ( check_existence( var_names, 'lad' ) )  THEN
2008             leaf_area_density_f%from_file = .TRUE.
2009             CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
2010                                 leaf_area_density_f%fill,                     &
2011                                 .FALSE., 'lad' )
2012!
2013!--          Inquire number of vertical vegetation layer
2014             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,             &
2015                                                 leaf_area_density_f%nz,       &
2016                                                 'zlad' )
2017!
2018!--          Allocate variable for leaf-area density
2019             ALLOCATE( leaf_area_density_f%var( 0:leaf_area_density_f%nz-1,    &
2020                                                nys:nyn,nxl:nxr) )
2021
2022             CALL get_variable( id_surf, 'lad', leaf_area_density_f%var,       &
2023                                nxl, nxr, nys, nyn,                            &
2024                                0, leaf_area_density_f%nz-1 )
2025
2026          ELSE
2027             leaf_area_density_f%from_file = .FALSE.
2028          ENDIF
2029
2030!
2031!--       Read basal area density - resolved vegetation
2032          IF ( check_existence( var_names, 'bad' ) )  THEN
2033             basal_area_density_f%from_file = .TRUE.
2034             CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
2035                                 basal_area_density_f%fill,                    &
2036                                 .FALSE., 'bad' )
2037!
2038!--          Inquire number of vertical vegetation layer
2039             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,             &
2040                                                 basal_area_density_f%nz,      &
2041                                                 'zlad' )
2042!
2043!--          Allocate variable
2044             ALLOCATE( basal_area_density_f%var(0:basal_area_density_f%nz-1,   &
2045                                                nys:nyn,nxl:nxr) )
2046
2047             CALL get_variable( id_surf, 'bad', basal_area_density_f%var,      &
2048                                nxl, nxr, nys, nyn,                            &
2049                                0,  basal_area_density_f%nz-1 )
2050          ELSE
2051             basal_area_density_f%from_file = .FALSE.
2052          ENDIF
2053
2054!
2055!--       Read root area density - resolved vegetation
2056          IF ( check_existence( var_names, 'root_area_dens_r' ) )  THEN
2057             root_area_density_lad_f%from_file = .TRUE.
2058             CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
2059                                 root_area_density_lad_f%fill,                 &
2060                                 .FALSE., 'root_area_dens_r' )
2061!
2062!--          Inquire number of vertical soil layers
2063             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,             &
2064                                                   root_area_density_lad_f%nz, &
2065                                                  'zsoil' )
2066!
2067!--          Allocate variable
2068             ALLOCATE( root_area_density_lad_f%var                             &
2069                                         (0:root_area_density_lad_f%nz-1,      &
2070                                          nys:nyn,nxl:nxr) )
2071
2072             CALL get_variable( id_surf, 'root_area_dens_r',                   &
2073                                root_area_density_lad_f%var,                   &
2074                                nxl, nxr, nys, nyn,                            &
2075                                0,  root_area_density_lad_f%nz-1 )
2076          ELSE
2077             root_area_density_lad_f%from_file = .FALSE.
2078          ENDIF
2079!
2080!--       Finally, close input file
2081          CALL close_input_file( id_surf )
2082#endif
2083       ENDIF
2084!
2085!--    Deallocate variable list. Will be re-allocated in case further
2086!--    variables are read from file.
2087       IF ( ALLOCATED( var_names ) )  DEALLOCATE( var_names )
2088!
2089!--    Skip the following if no land-surface or urban-surface module are
2090!--    applied. This case, no one of the following variables is used anyway.
2091       IF (  .NOT. land_surface  .AND.  .NOT. urban_surface )  RETURN
2092
2093#if defined ( __netcdf )
2094!
2095!--    Open file in read-only mode
2096       CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                       &
2097                            TRIM( coupling_char ) , id_surf )
2098!
2099!--    Inquire all variable names.
2100!--    This will be used to check whether an optional input variable exist
2101!--    or not.
2102       CALL inquire_num_variables( id_surf, num_vars )
2103
2104       ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2105       CALL inquire_variable_names( id_surf, var_names )
2106!
2107!--    Read vegetation type and required attributes
2108       IF ( check_existence( var_names, 'vegetation_type' ) )  THEN
2109          vegetation_type_f%from_file = .TRUE.
2110          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2111                              vegetation_type_f%fill,                          &
2112                              .FALSE., 'vegetation_type' )
2113
2114          ALLOCATE ( vegetation_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2115
2116          CALL get_variable( id_surf, 'vegetation_type',                       &
2117                             vegetation_type_f%var, nxl, nxr, nys, nyn )
2118       ELSE
2119          vegetation_type_f%from_file = .FALSE.
2120       ENDIF
2121
2122!
2123!--    Read soil type and required attributes
2124       IF ( check_existence( var_names, 'soil_type' ) )  THEN
2125             soil_type_f%from_file = .TRUE.
2126!
2127!--       Note, lod is currently not on file; skip for the moment
2128!           CALL get_attribute( id_surf, char_lod,                       &
2129!                                      soil_type_f%lod,                  &
2130!                                      .FALSE., 'soil_type' )
2131          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2132                              soil_type_f%fill,                                &
2133                              .FALSE., 'soil_type' )
2134
2135          IF ( soil_type_f%lod == 1 )  THEN
2136
2137             ALLOCATE ( soil_type_f%var_2d(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2138
2139             CALL get_variable( id_surf, 'soil_type', soil_type_f%var_2d,      &
2140                                nxl, nxr, nys, nyn )
2141
2142          ELSEIF ( soil_type_f%lod == 2 )  THEN
2143!
2144!--          Obtain number of soil layers from file.
2145             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf, nz_soil,    &
2146                                                          'zsoil' )
2147
2148             ALLOCATE ( soil_type_f%var_3d(0:nz_soil,nys:nyn,nxl:nxr) )
2149
2150             CALL get_variable( id_surf, 'soil_type', soil_type_f%var_3d,      &
2151                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, nz_soil )
2152 
2153          ENDIF
2154       ELSE
2155          soil_type_f%from_file = .FALSE.
2156       ENDIF
2157
2158!
2159!--    Read pavement type and required attributes
2160       IF ( check_existence( var_names, 'pavement_type' ) )  THEN
2161          pavement_type_f%from_file = .TRUE.
2162          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2163                              pavement_type_f%fill, .FALSE.,                   &
2164                              'pavement_type' )
2165
2166          ALLOCATE ( pavement_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2167
2168          CALL get_variable( id_surf, 'pavement_type', pavement_type_f%var,    &
2169                             nxl, nxr, nys, nyn )
2170       ELSE
2171          pavement_type_f%from_file = .FALSE.
2172       ENDIF
2173
2174!
2175!--    Read water type and required attributes
2176       IF ( check_existence( var_names, 'water_type' ) )  THEN
2177          water_type_f%from_file = .TRUE.
2178          CALL get_attribute( id_surf, char_fill, water_type_f%fill,           &
2179                              .FALSE., 'water_type' )
2180
2181          ALLOCATE ( water_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2182
2183          CALL get_variable( id_surf, 'water_type', water_type_f%var,          &
2184                             nxl, nxr, nys, nyn )
2185
2186       ELSE
2187          water_type_f%from_file = .FALSE.
2188       ENDIF
2189!
2190!--    Read relative surface fractions of vegetation, pavement and water.
2191       IF ( check_existence( var_names, 'surface_fraction' ) )  THEN
2192          surface_fraction_f%from_file = .TRUE.
2193          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2194                              surface_fraction_f%fill,                         &
2195                              .FALSE., 'surface_fraction' )
2196!
2197!--       Inquire number of surface fractions
2198          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
2199                                                       surface_fraction_f%nf,  &
2200                                                       'nsurface_fraction' )
2201!
2202!--       Allocate dimension array and input array for surface fractions
2203          ALLOCATE( surface_fraction_f%nfracs(0:surface_fraction_f%nf-1) )
2204          ALLOCATE( surface_fraction_f%frac(0:surface_fraction_f%nf-1,         &
2205                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
2206!
2207!--       Get dimension of surface fractions
2208          CALL get_variable( id_surf, 'nsurface_fraction',                     &
2209                             surface_fraction_f%nfracs )
2210!
2211!--       Read surface fractions
2212          CALL get_variable( id_surf, 'surface_fraction',                      &
2213                             surface_fraction_f%frac, nxl, nxr, nys, nyn,      &
2214                             0, surface_fraction_f%nf-1 )
2215       ELSE
2216          surface_fraction_f%from_file = .FALSE.
2217       ENDIF
2218!
2219!--    Read building parameters and related information
2220       IF ( check_existence( var_names, 'building_pars' ) )  THEN
2221          building_pars_f%from_file = .TRUE.
2222          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2223                              building_pars_f%fill,                            &
2224                              .FALSE., 'building_pars' )
2225!
2226!--       Inquire number of building parameters
2227          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
2228                                                       building_pars_f%np,     &
2229                                                       'nbuilding_pars' )
2230!
2231!--       Allocate dimension array and input array for building parameters
2232          ALLOCATE( building_pars_f%pars(0:building_pars_f%np-1) )
2233          ALLOCATE( building_pars_f%pars_xy(0:building_pars_f%np-1,            &
2234                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
2235!
2236!--       Get dimension of building parameters
2237          CALL get_variable( id_surf, 'nbuilding_pars',                        &
2238                             building_pars_f%pars )
2239!
2240!--       Read building_pars
2241          CALL get_variable( id_surf, 'building_pars',                         &
2242                             building_pars_f%pars_xy, nxl, nxr, nys, nyn,      &
2243                             0, building_pars_f%np-1 )
2244       ELSE
2245          building_pars_f%from_file = .FALSE.
2246       ENDIF
2247
2248!
2249!--    Read albedo type and required attributes
2250       IF ( check_existence( var_names, 'albedo_type' ) )  THEN
2251          albedo_type_f%from_file = .TRUE.
2252          CALL get_attribute( id_surf, char_fill, albedo_type_f%fill,          &
2253                              .FALSE.,  'albedo_type' )
2254
2255          ALLOCATE ( albedo_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2256         
2257          CALL get_variable( id_surf, 'albedo_type', albedo_type_f%var,        &
2258                             nxl, nxr, nys, nyn )
2259       ELSE
2260          albedo_type_f%from_file = .FALSE.
2261       ENDIF
2262!
2263!--    Read albedo parameters and related information
2264       IF ( check_existence( var_names, 'albedo_pars' ) )  THEN
2265          albedo_pars_f%from_file = .TRUE.
2266          CALL get_attribute( id_surf, char_fill, albedo_pars_f%fill,          &
2267                              .FALSE., 'albedo_pars' )
2268!
2269!--       Inquire number of albedo parameters
2270          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
2271                                                       albedo_pars_f%np,       &
2272                                                       'nalbedo_pars' )
2273!
2274!--       Allocate dimension array and input array for albedo parameters
2275          ALLOCATE( albedo_pars_f%pars(0:albedo_pars_f%np-1) )
2276          ALLOCATE( albedo_pars_f%pars_xy(0:albedo_pars_f%np-1,                &
2277                                          nys:nyn,nxl:nxr) )
2278!
2279!--       Get dimension of albedo parameters
2280          CALL get_variable( id_surf, 'nalbedo_pars', albedo_pars_f%pars )
2281
2282          CALL get_variable( id_surf, 'albedo_pars', albedo_pars_f%pars_xy,    &
2283                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2284                             0, albedo_pars_f%np-1 )
2285       ELSE
2286          albedo_pars_f%from_file = .FALSE.
2287       ENDIF
2288
2289!
2290!--    Read pavement parameters and related information
2291       IF ( check_existence( var_names, 'pavement_pars' ) )  THEN
2292          pavement_pars_f%from_file = .TRUE.
2293          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2294                              pavement_pars_f%fill,                            &
2295                              .FALSE., 'pavement_pars' )
2296!
2297!--       Inquire number of pavement parameters
2298          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
2299                                                       pavement_pars_f%np,     &
2300                                                       'npavement_pars' )
2301!
2302!--       Allocate dimension array and input array for pavement parameters
2303          ALLOCATE( pavement_pars_f%pars(0:pavement_pars_f%np-1) )
2304          ALLOCATE( pavement_pars_f%pars_xy(0:pavement_pars_f%np-1,            &
2305                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
2306!
2307!--       Get dimension of pavement parameters
2308          CALL get_variable( id_surf, 'npavement_pars', pavement_pars_f%pars )
2309
2310          CALL get_variable( id_surf, 'pavement_pars', pavement_pars_f%pars_xy,&
2311                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2312                             0, pavement_pars_f%np-1 )
2313       ELSE
2314          pavement_pars_f%from_file = .FALSE.
2315       ENDIF
2316
2317!
2318!--    Read pavement subsurface parameters and related information
2319       IF ( check_existence( var_names, 'pavement_subsurface_pars' ) )         &
2320       THEN
2321          pavement_subsurface_pars_f%from_file = .TRUE.
2322          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2323                              pavement_subsurface_pars_f%fill,                 &
2324                              .FALSE., 'pavement_subsurface_pars' )
2325!
2326!--       Inquire number of parameters
2327          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
2328                                                pavement_subsurface_pars_f%np, &
2329                                               'npavement_subsurface_pars' )
2330!
2331!--       Inquire number of soil layers
2332          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
2333                                                pavement_subsurface_pars_f%nz, &
2334                                                'zsoil' )
2335!
2336!--       Allocate dimension array and input array for pavement parameters
2337          ALLOCATE( pavement_subsurface_pars_f%pars                            &
2338                            (0:pavement_subsurface_pars_f%np-1) )
2339          ALLOCATE( pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz                        &
2340                            (0:pavement_subsurface_pars_f%np-1,                &
2341                             0:pavement_subsurface_pars_f%nz-1,                &
2342                             nys:nyn,nxl:nxr) )
2343!
2344!--       Get dimension of pavement parameters
2345          CALL get_variable( id_surf, 'npavement_subsurface_pars',             &
2346                             pavement_subsurface_pars_f%pars )
2347
2348          CALL get_variable( id_surf, 'pavement_subsurface_pars',              &
2349                             pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz,              &
2350                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2351                             0, pavement_subsurface_pars_f%nz-1,               &
2352                             0, pavement_subsurface_pars_f%np-1 )
2353       ELSE
2354          pavement_subsurface_pars_f%from_file = .FALSE.
2355       ENDIF
2356
2357
2358!
2359!--    Read vegetation parameters and related information
2360       IF ( check_existence( var_names, 'vegetation_pars' ) )  THEN
2361          vegetation_pars_f%from_file = .TRUE.
2362          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2363                              vegetation_pars_f%fill,                          &
2364                              .FALSE.,  'vegetation_pars' )
2365!
2366!--       Inquire number of vegetation parameters
2367          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
2368                                                       vegetation_pars_f%np,   &
2369                                                       'nvegetation_pars' )
2370!
2371!--       Allocate dimension array and input array for surface fractions
2372          ALLOCATE( vegetation_pars_f%pars(0:vegetation_pars_f%np-1) )
2373          ALLOCATE( vegetation_pars_f%pars_xy(0:vegetation_pars_f%np-1,        &
2374                                              nys:nyn,nxl:nxr) )
2375!
2376!--       Get dimension of the parameters
2377          CALL get_variable( id_surf, 'nvegetation_pars',                      &
2378                             vegetation_pars_f%pars )
2379
2380          CALL get_variable( id_surf, 'vegetation_pars',                       &
2381                             vegetation_pars_f%pars_xy, nxl, nxr, nys, nyn,    &
2382                             0, vegetation_pars_f%np-1 )
2383       ELSE
2384          vegetation_pars_f%from_file = .FALSE.
2385       ENDIF
2386
2387!
2388!--    Read root parameters/distribution and related information
2389       IF ( check_existence( var_names, 'soil_pars' ) )  THEN
2390          soil_pars_f%from_file = .TRUE.
2391          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2392                              soil_pars_f%fill,                                &
2393                              .FALSE., 'soil_pars' )
2394
2395          CALL get_attribute( id_surf, char_lod,                               &
2396                              soil_pars_f%lod,                                 &
2397                              .FALSE., 'soil_pars' )
2398
2399!
2400!--       Inquire number of soil parameters
2401          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
2402                                                       soil_pars_f%np,         &
2403                                                       'nsoil_pars' )
2404!
2405!--       Read parameters array
2406          ALLOCATE( soil_pars_f%pars(0:soil_pars_f%np-1) )
2407          CALL get_variable( id_surf, 'nsoil_pars', soil_pars_f%pars )
2408
2409!
2410!--       In case of level of detail 2, also inquire number of vertical
2411!--       soil layers, allocate memory and read the respective dimension
2412          IF ( soil_pars_f%lod == 2 )  THEN
2413             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,             &
2414                                                          soil_pars_f%nz,      &
2415                                                          'zsoil' )
2416
2417             ALLOCATE( soil_pars_f%layers(0:soil_pars_f%nz-1) )
2418             CALL get_variable( id_surf, 'zsoil', soil_pars_f%layers )
2419
2420          ENDIF
2421
2422!
2423!--       Read soil parameters, depending on level of detail
2424          IF ( soil_pars_f%lod == 1 )  THEN
2425             ALLOCATE( soil_pars_f%pars_xy(0:soil_pars_f%np-1,                 &
2426                                           nys:nyn,nxl:nxr) )
2427                 
2428             CALL get_variable( id_surf, 'soil_pars', soil_pars_f%pars_xy,     &
2429                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, soil_pars_f%np-1 )
2430
2431          ELSEIF ( soil_pars_f%lod == 2 )  THEN
2432             ALLOCATE( soil_pars_f%pars_xyz(0:soil_pars_f%np-1,                &
2433                                            0:soil_pars_f%nz-1,                &
2434                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
2435             CALL get_variable( id_surf, 'soil_pars',                          &
2436                                soil_pars_f%pars_xyz,                          &
2437                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, soil_pars_f%nz-1,       &
2438                                0, soil_pars_f%np-1 )
2439
2440          ENDIF
2441       ELSE
2442          soil_pars_f%from_file = .FALSE.
2443       ENDIF
2444
2445!
2446!--    Read water parameters and related information
2447       IF ( check_existence( var_names, 'water_pars' ) )  THEN
2448          water_pars_f%from_file = .TRUE.
2449          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2450                              water_pars_f%fill,                               &
2451                              .FALSE., 'water_pars' )
2452!
2453!--       Inquire number of water parameters
2454          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
2455                                                       water_pars_f%np,        &
2456                                                       'nwater_pars' )
2457!
2458!--       Allocate dimension array and input array for water parameters
2459          ALLOCATE( water_pars_f%pars(0:water_pars_f%np-1) )
2460          ALLOCATE( water_pars_f%pars_xy(0:water_pars_f%np-1,                  &
2461                                         nys:nyn,nxl:nxr) )
2462!
2463!--       Get dimension of water parameters
2464          CALL get_variable( id_surf, 'nwater_pars', water_pars_f%pars )
2465
2466          CALL get_variable( id_surf, 'water_pars', water_pars_f%pars_xy,      &
2467                             nxl, nxr, nys, nyn, 0, water_pars_f%np-1 )
2468       ELSE
2469          water_pars_f%from_file = .FALSE.
2470       ENDIF
2471!
2472!--    Read root area density - parametrized vegetation
2473       IF ( check_existence( var_names, 'root_area_dens_s' ) )  THEN
2474          root_area_density_lsm_f%from_file = .TRUE.
2475          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2476                              root_area_density_lsm_f%fill,                    &
2477                              .FALSE., 'root_area_dens_s' )
2478!
2479!--       Obtain number of soil layers from file and allocate variable
2480          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_surf,                &
2481                                                   root_area_density_lsm_f%nz, &
2482                                                   'zsoil' )
2483          ALLOCATE( root_area_density_lsm_f%var                                &
2484                                        (0:root_area_density_lsm_f%nz-1,       &
2485                                         nys:nyn,nxl:nxr) )
2486
2487!
2488!--       Read root-area density
2489          CALL get_variable( id_surf, 'root_area_dens_s',                      &
2490                             root_area_density_lsm_f%var,                      &
2491                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2492                             0, root_area_density_lsm_f%nz-1 )
2493
2494       ELSE
2495          root_area_density_lsm_f%from_file = .FALSE.
2496       ENDIF
2497!
2498!--    Read street type and street crossing
2499       IF ( check_existence( var_names, 'street_type' ) )  THEN
2500          street_type_f%from_file = .TRUE.
2501          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2502                              street_type_f%fill, .FALSE.,                     &
2503                              'street_type' )
2504
2505          ALLOCATE ( street_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2506         
2507          CALL get_variable( id_surf, 'street_type', street_type_f%var,        &
2508                             nxl, nxr, nys, nyn )
2509       ELSE
2510          street_type_f%from_file = .FALSE.
2511       ENDIF
2512
2513       IF ( check_existence( var_names, 'street_crossing' ) )  THEN
2514          street_crossing_f%from_file = .TRUE.
2515          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2516                              street_crossing_f%fill, .FALSE.,                 &
2517                              'street_crossing' )
2518
2519          ALLOCATE ( street_crossing_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2520
2521          CALL get_variable( id_surf, 'street_crossing',                       &
2522                             street_crossing_f%var, nxl, nxr, nys, nyn )
2523
2524       ELSE
2525          street_crossing_f%from_file = .FALSE.
2526       ENDIF
2527!
2528!--    Still missing: root_resolved and building_surface_pars.
2529!--    Will be implemented as soon as they are available.
2530
2531!
2532!--    Finally, close input file
2533       CALL close_input_file( id_surf )
2534#endif
2535!
2536!--    End of CPU measurement
2537       CALL cpu_log( log_point_s(82), 'NetCDF input', 'stop' )
2538!
2539!--    Exchange ghost points for surface variables. Therefore, resize
2540!--    variables.
2541       IF ( albedo_type_f%from_file )  THEN
2542          CALL resize_array_2d_int8( albedo_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2543          CALL exchange_horiz_2d_byte( albedo_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,  &
2544                                       nbgp )
2545       ENDIF
2546       IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
2547          CALL resize_array_2d_int8( pavement_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2548          CALL exchange_horiz_2d_byte( pavement_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,&
2549                                       nbgp )
2550       ENDIF
2551       IF ( soil_type_f%from_file  .AND.  ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
2552          CALL resize_array_2d_int8( soil_type_f%var_2d, nys, nyn, nxl, nxr )
2553          CALL exchange_horiz_2d_byte( soil_type_f%var_2d, nys, nyn, nxl, nxr, &
2554                                       nbgp )
2555       ENDIF
2556       IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
2557          CALL resize_array_2d_int8( vegetation_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2558          CALL exchange_horiz_2d_byte( vegetation_type_f%var, nys, nyn, nxl,   &
2559                                       nxr, nbgp )
2560       ENDIF
2561       IF ( water_type_f%from_file )  THEN
2562          CALL resize_array_2d_int8( water_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2563          CALL exchange_horiz_2d_byte( water_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,   &
2564                                       nbgp )
2565       ENDIF
2566!
2567!--    Exchange ghost points for 3/4-D variables. For the sake of simplicity,
2568!--    loop further dimensions to use 2D exchange routines. Unfortunately this
2569!--    is necessary, else new MPI-data types need to be introduced just for
2570!--    2 variables.
2571       IF ( soil_type_f%from_file  .AND.  ALLOCATED( soil_type_f%var_3d ) )    &
2572       THEN
2573          CALL resize_array_3d_int8( soil_type_f%var_3d, 0, nz_soil,           &
2574                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2575          DO  k = 0, nz_soil
2576             CALL exchange_horiz_2d_int(                                       & 
2577                        soil_type_f%var_3d(k,:,:), nys, nyn, nxl, nxr, nbgp )
2578          ENDDO
2579       ENDIF
2580
2581       IF ( surface_fraction_f%from_file )  THEN
2582          CALL resize_array_3d_real( surface_fraction_f%frac,                  &
2583                                     0, surface_fraction_f%nf-1,               &
2584                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2585          DO  k = 0, surface_fraction_f%nf-1
2586             CALL exchange_horiz_2d( surface_fraction_f%frac(k,:,:), nbgp )
2587          ENDDO
2588       ENDIF
2589
2590       IF ( building_pars_f%from_file )  THEN         
2591          CALL resize_array_3d_real( building_pars_f%pars_xy,                  &
2592                                     0, building_pars_f%np-1,                  &
2593                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2594          DO  k = 0, building_pars_f%np-1
2595             CALL exchange_horiz_2d( building_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2596          ENDDO
2597       ENDIF
2598
2599       IF ( albedo_pars_f%from_file )  THEN         
2600          CALL resize_array_3d_real( albedo_pars_f%pars_xy,                    &
2601                                     0, albedo_pars_f%np-1,                    &
2602                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2603          DO  k = 0, albedo_pars_f%np-1
2604             CALL exchange_horiz_2d( albedo_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2605          ENDDO
2606       ENDIF
2607
2608       IF ( pavement_pars_f%from_file )  THEN         
2609          CALL resize_array_3d_real( pavement_pars_f%pars_xy,                  &
2610                                     0, pavement_pars_f%np-1,                  &
2611                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2612          DO  k = 0, pavement_pars_f%np-1
2613             CALL exchange_horiz_2d( pavement_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2614          ENDDO
2615       ENDIF
2616
2617       IF ( vegetation_pars_f%from_file )  THEN
2618          CALL resize_array_3d_real( vegetation_pars_f%pars_xy,                &
2619                                     0, vegetation_pars_f%np-1,                &
2620                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2621          DO  k = 0, vegetation_pars_f%np-1
2622             CALL exchange_horiz_2d( vegetation_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2623          ENDDO
2624       ENDIF
2625
2626       IF ( water_pars_f%from_file )  THEN
2627          CALL resize_array_3d_real( water_pars_f%pars_xy,                     &
2628                                     0, water_pars_f%np-1,                     &
2629                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2630          DO  k = 0, water_pars_f%np-1
2631             CALL exchange_horiz_2d( water_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2632          ENDDO
2633       ENDIF
2634
2635       IF ( root_area_density_lsm_f%from_file )  THEN
2636          CALL resize_array_3d_real( root_area_density_lsm_f%var,              &
2637                                     0, root_area_density_lsm_f%nz-1,          &
2638                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2639          DO  k = 0, root_area_density_lsm_f%nz-1
2640             CALL exchange_horiz_2d( root_area_density_lsm_f%var(k,:,:), nbgp )
2641          ENDDO
2642       ENDIF
2643
2644       IF ( soil_pars_f%from_file )  THEN
2645          IF ( soil_pars_f%lod == 1 )  THEN
2646         
2647             CALL resize_array_3d_real( soil_pars_f%pars_xy,                   &
2648                                        0, soil_pars_f%np-1,                   &
2649                                        nys, nyn, nxl, nxr )
2650             DO  k = 0, soil_pars_f%np-1
2651                CALL exchange_horiz_2d( soil_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2652             ENDDO
2653             
2654          ELSEIF ( soil_pars_f%lod == 2 )  THEN
2655             CALL resize_array_4d_real( soil_pars_f%pars_xyz,                  &
2656                                        0, soil_pars_f%np-1,                   &
2657                                        0, soil_pars_f%nz-1,                   &
2658                                        nys, nyn, nxl, nxr )
2659
2660             DO  k2 = 0, soil_pars_f%nz-1
2661                DO  k = 0, soil_pars_f%np-1
2662                   CALL exchange_horiz_2d( soil_pars_f%pars_xyz(k,k2,:,:),     &
2663                                           nbgp )
2664                ENDDO
2665             ENDDO
2666          ENDIF
2667       ENDIF
2668
2669       IF ( pavement_subsurface_pars_f%from_file )  THEN         
2670          CALL resize_array_4d_real( pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz,      &
2671                                     0, pavement_subsurface_pars_f%np-1,       &
2672                                     0, pavement_subsurface_pars_f%nz-1,       &
2673                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2674
2675          DO  k2 = 0, pavement_subsurface_pars_f%nz-1
2676             DO  k = 0, pavement_subsurface_pars_f%np-1
2677                CALL exchange_horiz_2d(                                        &
2678                           pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz(k,k2,:,:), nbgp )
2679             ENDDO
2680          ENDDO
2681       ENDIF
2682
2683    END SUBROUTINE netcdf_data_input_surface_data
2684
2685!------------------------------------------------------------------------------!
2686! Description:
2687! ------------
2688!> Reads uvem lookup table information.
2689!------------------------------------------------------------------------------!
2690    SUBROUTINE netcdf_data_input_uvem
2691       
2692       USE indices,                                                            &
2693           ONLY:  nxl, nxr, nyn, nys
2694
2695       IMPLICIT NONE
2696
2697       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names  !< variable names in static input file
2698
2699
2700       INTEGER(iwp) ::  id_uvem       !< NetCDF id of uvem lookup table input file
2701       INTEGER(iwp) ::  nli = 35      !< dimension length of lookup table in x
2702       INTEGER(iwp) ::  nlj =  9      !< dimension length of lookup table in y
2703       INTEGER(iwp) ::  nlk = 90      !< dimension length of lookup table in z
2704       INTEGER(iwp) ::  num_vars      !< number of variables in netcdf input file
2705!
2706!--    Input via uv exposure model lookup table input
2707       IF ( input_pids_uvem )  THEN
2708
2709#if defined ( __netcdf )
2710!
2711!--       Open file in read-only mode
2712          CALL open_read_file( TRIM( input_file_uvem ) //                    &
2713                               TRIM( coupling_char ), id_uvem )
2714!
2715!--       At first, inquire all variable names.
2716!--       This will be used to check whether an input variable exist or not.
2717          CALL inquire_num_variables( id_uvem, num_vars )
2718!
2719!--       Allocate memory to store variable names and inquire them.
2720          ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2721          CALL inquire_variable_names( id_uvem, var_names )
2722!
2723!--       uvem integration
2724          IF ( check_existence( var_names, 'int_factors' ) )  THEN
2725             uvem_integration_f%from_file = .TRUE.
2726!
2727!--          Input 2D uvem integration.
2728             ALLOCATE ( uvem_integration_f%var(0:nlj,0:nli)  )
2729             
2730             CALL get_variable( id_uvem, 'int_factors', uvem_integration_f%var, 0, nli, 0, nlj )
2731          ELSE
2732             uvem_integration_f%from_file = .FALSE.
2733          ENDIF
2734!
2735!--       uvem irradiance
2736          IF ( check_existence( var_names, 'irradiance' ) )  THEN
2737             uvem_irradiance_f%from_file = .TRUE.
2738!
2739!--          Input 2D uvem irradiance.
2740             ALLOCATE ( uvem_irradiance_f%var(0:nlk, 0:2)  )
2741             
2742             CALL get_variable( id_uvem, 'irradiance', uvem_irradiance_f%var, 0, 2, 0, nlk )
2743          ELSE
2744             uvem_irradiance_f%from_file = .FALSE.
2745          ENDIF
2746!
2747!--       uvem porjection areas
2748          IF ( check_existence( var_names, 'projarea' ) )  THEN
2749             uvem_projarea_f%from_file = .TRUE.
2750!
2751!--          Input 3D uvem projection area (human geometgry)
2752             ALLOCATE ( uvem_projarea_f%var(0:2,0:nlj,0:nli)  )
2753           
2754             CALL get_variable( id_uvem, 'projarea', uvem_projarea_f%var, 0, nli, 0, nlj, 0, 2 )
2755          ELSE
2756             uvem_projarea_f%from_file = .FALSE.
2757          ENDIF
2758!
2759!--       uvem radiance
2760          IF ( check_existence( var_names, 'radiance' ) )  THEN
2761             uvem_radiance_f%from_file = .TRUE.
2762!
2763!--          Input 3D uvem radiance
2764             ALLOCATE ( uvem_radiance_f%var(0:nlk,0:nlj,0:nli)  )
2765             
2766             CALL get_variable( id_uvem, 'radiance', uvem_radiance_f%var, 0, nli, 0, nlj, 0, nlk )
2767          ELSE
2768             uvem_radiance_f%from_file = .FALSE.
2769          ENDIF
2770!
2771!--       Read building obstruction
2772          IF ( check_existence( var_names, 'obstruction' ) )  THEN
2773             building_obstruction_full%from_file = .TRUE.
2774!--          Input 3D uvem building obstruction
2775              ALLOCATE ( building_obstruction_full%var_3d(0:44,0:2,0:2) )
2776              CALL get_variable( id_uvem, 'obstruction', building_obstruction_full%var_3d,0, 2, 0, 2, 0, 44 )       
2777          ELSE
2778             building_obstruction_full%from_file = .FALSE.
2779          ENDIF
2780!
2781          IF ( check_existence( var_names, 'obstruction' ) )  THEN
2782             building_obstruction_f%from_file = .TRUE.
2783!
2784!--          Input 3D uvem building obstruction
2785             ALLOCATE ( building_obstruction_f%var_3d(0:44,nys:nyn,nxl:nxr) )
2786!
2787             CALL get_variable( id_uvem, 'obstruction', building_obstruction_f%var_3d,      &
2788                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, 44 )       
2789          ELSE
2790             building_obstruction_f%from_file = .FALSE.
2791          ENDIF
2792!
2793!--       Close uvem lookup table input file
2794          CALL close_input_file( id_uvem )
2795#else
2796          CONTINUE
2797#endif
2798       ENDIF
2799    END SUBROUTINE netcdf_data_input_uvem
2800
2801!------------------------------------------------------------------------------!
2802! Description:
2803! ------------
2804!> Reads orography and building information.
2805!------------------------------------------------------------------------------!
2806    SUBROUTINE netcdf_data_input_topo
2807
2808       USE control_parameters,                                                 &
2809           ONLY:  message_string, topography
2810
2811       USE grid_variables,                                                     &
2812           ONLY:  dx, dy   
2813           
2814       USE indices,                                                            &
2815           ONLY:  nbgp, nx, nxl, nxr, ny, nyn, nys, nzb
2816
2817
2818       IMPLICIT NONE
2819
2820       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names  !< variable names in static input file
2821
2822
2823       INTEGER(iwp) ::  i             !< running index along x-direction
2824       INTEGER(iwp) ::  ii            !< running index for IO blocks
2825       INTEGER(iwp) ::  id_topo       !< NetCDF id of topograhy input file
2826       INTEGER(iwp) ::  j             !< running index along y-direction
2827       INTEGER(iwp) ::  num_vars      !< number of variables in netcdf input file
2828       INTEGER(iwp) ::  skip_n_rows   !< counting variable to skip rows while reading topography file
2829
2830       REAL(wp) ::  dum           !< dummy variable to skip columns while reading topography file
2831!
2832!--    CPU measurement
2833       CALL cpu_log( log_point_s(83), 'NetCDF/ASCII input topo', 'start' )
2834
2835!
2836!--    Input via palm-input data standard
2837       IF ( input_pids_static )  THEN
2838#if defined ( __netcdf )
2839!
2840!--       Open file in read-only mode
2841          CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                    &
2842                               TRIM( coupling_char ), id_topo )
2843!
2844!--       At first, inquire all variable names.
2845!--       This will be used to check whether an  input variable exist
2846!--       or not.
2847          CALL inquire_num_variables( id_topo, num_vars )
2848!
2849!--       Allocate memory to store variable names and inquire them.
2850          ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2851          CALL inquire_variable_names( id_topo, var_names )
2852!
2853!--       Read x, y - dimensions. Only required for consistency checks.
2854          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_topo, dim_static%nx, 'x' )
2855          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_topo, dim_static%ny, 'y' )
2856          ALLOCATE( dim_static%x(0:dim_static%nx-1) )
2857          ALLOCATE( dim_static%y(0:dim_static%ny-1) )
2858          CALL get_variable( id_topo, 'x', dim_static%x )
2859          CALL get_variable( id_topo, 'y', dim_static%y )
2860!
2861!--       Check whether dimension size in input file matches the model dimensions
2862          IF ( dim_static%nx-1 /= nx  .OR.  dim_static%ny-1 /= ny )  THEN
2863             message_string = 'Static input file: horizontal dimension in ' // &
2864                              'x- and/or y-direction ' //                      &
2865                              'do not match the respective model dimension'
2866             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0548', 1, 2, 0, 6, 0 )
2867          ENDIF
2868!
2869!--       Check if grid spacing of provided input data matches the respective
2870!--       grid spacing in the model.
2871          IF ( ABS( dim_static%x(1) - dim_static%x(0) - dx ) > 10E-6_wp  .OR.  &
2872               ABS( dim_static%y(1) - dim_static%y(0) - dy ) > 10E-6_wp )  THEN
2873             message_string = 'Static input file: horizontal grid spacing ' // &
2874                              'in x- and/or y-direction ' //                   &
2875                              'do not match the respective model grid spacing.'
2876             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0549', 1, 2, 0, 6, 0 )
2877          ENDIF
2878!
2879!--       Terrain height. First, get variable-related _FillValue attribute
2880          IF ( check_existence( var_names, 'zt' ) )  THEN
2881             terrain_height_f%from_file = .TRUE.
2882             CALL get_attribute( id_topo, char_fill, terrain_height_f%fill,    &
2883                                 .FALSE., 'zt' )
2884!
2885!--          Input 2D terrain height.
2886             ALLOCATE ( terrain_height_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2887             
2888             CALL get_variable( id_topo, 'zt', terrain_height_f%var,           &
2889                                nxl, nxr, nys, nyn )
2890
2891          ELSE
2892             terrain_height_f%from_file = .FALSE.
2893          ENDIF
2894
2895!
2896!--       Read building height. First, read its _FillValue attribute,
2897!--       as well as lod attribute
2898          buildings_f%from_file = .FALSE.
2899          IF ( check_existence( var_names, 'buildings_2d' ) )  THEN
2900             buildings_f%from_file = .TRUE.
2901             CALL get_attribute( id_topo, char_lod, buildings_f%lod,           &
2902                                 .FALSE., 'buildings_2d' )
2903
2904             CALL get_attribute( id_topo, char_fill, buildings_f%fill1,        &
2905                                 .FALSE., 'buildings_2d' )
2906
2907!
2908!--          Read 2D buildings
2909             IF ( buildings_f%lod == 1 )  THEN
2910                ALLOCATE ( buildings_f%var_2d(nys:nyn,nxl:nxr) )
2911
2912                CALL get_variable( id_topo, 'buildings_2d',                    &
2913                                   buildings_f%var_2d,                         &
2914                                   nxl, nxr, nys, nyn )
2915             ELSE
2916                message_string = 'NetCDF attribute lod ' //                    &
2917                                 '(level of detail) is not set ' //            &
2918                                 'properly for buildings_2d.'
2919                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0540',               &
2920                               1, 2, 0, 6, 0 )
2921             ENDIF
2922          ENDIF
2923!
2924!--       If available, also read 3D building information. If both are
2925!--       available, use 3D information.
2926          IF ( check_existence( var_names, 'buildings_3d' ) )  THEN
2927             buildings_f%from_file = .TRUE.
2928             CALL get_attribute( id_topo, char_lod, buildings_f%lod,           &
2929                                 .FALSE., 'buildings_3d' )     
2930
2931             CALL get_attribute( id_topo, char_fill, buildings_f%fill2,        &
2932                                 .FALSE., 'buildings_3d' )
2933
2934             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_topo,             &
2935                                                          buildings_f%nz, 'z' )
2936!
2937!--          Read 3D buildings
2938             IF ( buildings_f%lod == 2 )  THEN
2939                ALLOCATE( buildings_f%z(nzb:buildings_f%nz-1) )
2940                CALL get_variable( id_topo, 'z', buildings_f%z )
2941
2942                ALLOCATE( buildings_f%var_3d(nzb:buildings_f%nz-1,             &
2943                                             nys:nyn,nxl:nxr) )
2944                buildings_f%var_3d = 0
2945               
2946                CALL get_variable( id_topo, 'buildings_3d',                    &
2947                                   buildings_f%var_3d,                         &
2948                                   nxl, nxr, nys, nyn, 0, buildings_f%nz-1 )
2949             ELSE
2950                message_string = 'NetCDF attribute lod ' //                    &
2951                                 '(level of detail) is not set ' //            &
2952                                 'properly for buildings_3d.'
2953                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0541',               &
2954                               1, 2, 0, 6, 0 )
2955             ENDIF
2956          ENDIF
2957!
2958!--       Read building IDs and its FillValue attribute. Further required
2959!--       for mapping buildings on top of orography.
2960          IF ( check_existence( var_names, 'building_id' ) )  THEN
2961             building_id_f%from_file = .TRUE.
2962             CALL get_attribute( id_topo, char_fill,                           &
2963                                 building_id_f%fill, .FALSE.,                  &
2964                                 'building_id' )
2965
2966             ALLOCATE ( building_id_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) )
2967             
2968             CALL get_variable( id_topo, 'building_id', building_id_f%var,     &
2969                                nxl, nxr, nys, nyn )
2970          ELSE
2971             building_id_f%from_file = .FALSE.
2972          ENDIF
2973!
2974!--       Read building_type and required attributes.
2975          IF ( check_existence( var_names, 'building_type' ) )  THEN
2976             building_type_f%from_file = .TRUE.
2977             CALL get_attribute( id_topo, char_fill,                           &
2978                                 building_type_f%fill, .FALSE.,                &
2979                                 'building_type' )
2980
2981             ALLOCATE ( building_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) )
2982
2983             CALL get_variable( id_topo, 'building_type', building_type_f%var, &
2984                                nxl, nxr, nys, nyn )
2985
2986          ELSE
2987             building_type_f%from_file = .FALSE.
2988          ENDIF
2989!
2990!--       Close topography input file
2991          CALL close_input_file( id_topo )
2992#else
2993          CONTINUE
2994#endif
2995!
2996!--    ASCII input
2997       ELSEIF ( TRIM( topography ) == 'read_from_file' )  THEN
2998             
2999          DO  ii = 0, io_blocks-1
3000             IF ( ii == io_group )  THEN
3001
3002                OPEN( 90, FILE='TOPOGRAPHY_DATA'//TRIM( coupling_char ),       &
3003                      STATUS='OLD', FORM='FORMATTED', ERR=10 )
3004!
3005!--             Read topography PE-wise. Rows are read from nyn to nys, columns
3006!--             are read from nxl to nxr. At first, ny-nyn rows need to be skipped.
3007                skip_n_rows = 0
3008                DO WHILE ( skip_n_rows < ny - nyn )
3009                   READ( 90, * )
3010                   skip_n_rows = skip_n_rows + 1
3011                ENDDO
3012!
3013!--             Read data from nyn to nys and nxl to nxr. Therefore, skip
3014!--             column until nxl-1 is reached
3015                ALLOCATE ( buildings_f%var_2d(nys:nyn,nxl:nxr) )
3016                DO  j = nyn, nys, -1
3017                   READ( 90, *, ERR=11, END=11 )                               &
3018                                   ( dum, i = 0, nxl-1 ),                      &
3019                                   ( buildings_f%var_2d(j,i), i = nxl, nxr )
3020                ENDDO
3021
3022                GOTO 12
3023
3024 10             message_string = 'file TOPOGRAPHY_DATA'//                      &
3025                                 TRIM( coupling_char )// ' does not exist'
3026                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0208', 1, 2, 0, 6, 0 )
3027
3028 11             message_string = 'errors in file TOPOGRAPHY_DATA'//            &
3029                                 TRIM( coupling_char )
3030                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0209', 2, 2, 0, 6, 0 )
3031
3032 12             CLOSE( 90 )
3033                buildings_f%from_file = .TRUE.
3034
3035             ENDIF
3036#if defined( __parallel )
3037             CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
3038#endif
3039          ENDDO
3040
3041       ENDIF
3042!
3043!--    End of CPU measurement
3044       CALL cpu_log( log_point_s(83), 'NetCDF/ASCII input topo', 'stop' )
3045!
3046!--    Check for minimum requirement to setup building topography. If buildings
3047!--    are provided, also an ID and a type are required.
3048!--    Note, doing this check in check_parameters
3049!--    will be too late (data will be used for grid inititialization before).
3050       IF ( input_pids_static )  THEN
3051          IF ( buildings_f%from_file  .AND.                                    &
3052               .NOT. building_id_f%from_file )  THEN
3053             message_string = 'If building heights are prescribed in ' //      &
3054                              'static input file, also an ID is required.'
3055             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0542', 1, 2, 0, 6, 0 )
3056          ENDIF
3057       ENDIF
3058!
3059!--    In case no terrain height is provided by static input file, allocate
3060!--    array nevertheless and set terrain height to 0, which simplifies
3061!--    topography initialization.
3062       IF ( .NOT. terrain_height_f%from_file )  THEN
3063          ALLOCATE ( terrain_height_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) )
3064          terrain_height_f%var = 0.0_wp
3065       ENDIF
3066!
3067!--    Finally, exchange 1 ghost point for building ID and type.
3068!--    In case of non-cyclic boundary conditions set Neumann conditions at the
3069!--    lateral boundaries.
3070       IF ( building_id_f%from_file )  THEN
3071          CALL resize_array_2d_int32( building_id_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
3072          CALL exchange_horiz_2d_int( building_id_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,   &
3073                                      nbgp )
3074       ENDIF
3075
3076       IF ( building_type_f%from_file )  THEN
3077          CALL resize_array_2d_int8( building_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
3078          CALL exchange_horiz_2d_byte( building_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,   &
3079                                       nbgp )
3080       ENDIF
3081
3082    END SUBROUTINE netcdf_data_input_topo
3083
3084!------------------------------------------------------------------------------!
3085! Description:
3086! ------------
3087!> Reads initialization data of u, v, w, pt, q, geostrophic wind components,
3088!> as well as soil moisture and soil temperature, derived from larger-scale
3089!> model (COSMO) by Inifor.
3090!------------------------------------------------------------------------------!
3091    SUBROUTINE netcdf_data_input_init_3d
3092
3093       USE arrays_3d,                                                          &
3094           ONLY:  q, pt, u, v, w, zu, zw
3095
3096       USE control_parameters,                                                 &
3097           ONLY:  air_chemistry, bc_lr_cyc, bc_ns_cyc, humidity,               &
3098                  message_string, neutral
3099
3100       USE indices,                                                            &
3101           ONLY:  nx, nxl, nxlu, nxr, ny, nyn, nys, nysv, nzb, nz, nzt
3102
3103       IMPLICIT NONE
3104
3105       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names
3106
3107       LOGICAL      ::  dynamic_3d = .TRUE. !< flag indicating that 3D data is read from dynamic file
3108       
3109       INTEGER(iwp) ::  id_dynamic !< NetCDF id of dynamic input file
3110       INTEGER(iwp) ::  n          !< running index for chemistry variables
3111       INTEGER(iwp) ::  num_vars   !< number of variables in netcdf input file
3112
3113       LOGICAL      ::  check_passed !< flag indicating if a check passed
3114
3115!
3116!--    Skip routine if no input file with dynamic input data is available.
3117       IF ( .NOT. input_pids_dynamic )  RETURN
3118!
3119!--    Please note, Inifor is designed to provide initial data for u and v for
3120!--    the prognostic grid points in case of lateral Dirichlet conditions.
3121!--    This means that Inifor provides data from nxlu:nxr (for u) and
3122!--    from nysv:nyn (for v) at the left and south domain boundary, respectively.
3123!--    However, as work-around for the moment, PALM will run with cyclic
3124!--    conditions and will be initialized with data provided by Inifor
3125!--    boundaries in case of Dirichlet.
3126!--    Hence, simply set set nxlu/nysv to 1 (will be reset to its original value
3127!--    at the end of this routine.
3128       IF ( bc_lr_cyc  .AND.  nxl == 0 )  nxlu = 1
3129       IF ( bc_ns_cyc  .AND.  nys == 0 )  nysv = 1
3130
3131!
3132!--    CPU measurement
3133       CALL cpu_log( log_point_s(85), 'NetCDF input init', 'start' )
3134
3135#if defined ( __netcdf )
3136!
3137!--    Open file in read-only mode
3138       CALL open_read_file( TRIM( input_file_dynamic ) //                      &
3139                            TRIM( coupling_char ), id_dynamic )
3140
3141!
3142!--    At first, inquire all variable names.
3143       CALL inquire_num_variables( id_dynamic, num_vars )
3144!
3145!--    Allocate memory to store variable names.
3146       ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
3147       CALL inquire_variable_names( id_dynamic, var_names )
3148!
3149!--    Read vertical dimension of scalar und w grid.
3150       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nzu, 'z'     )
3151       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nzw, 'zw'    )
3152!
3153!--    Read also the horizontal dimensions. These are used just used fo
3154!--    checking the compatibility with the PALM grid before reading.
3155       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nx,  'x'  )
3156       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nxu, 'xu' )
3157       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%ny,  'y'  )
3158       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nyv, 'yv' )
3159
3160!
3161!--    Check for correct horizontal and vertical dimension. Please note,
3162!--    checks are performed directly here and not called from
3163!--    check_parameters as some varialbes are still not allocated there.
3164!--    Moreover, please note, u- and v-grid has 1 grid point less on
3165!--    Inifor grid.
3166       IF ( init_3d%nx-1 /= nx  .OR.  init_3d%nxu-1 /= nx - 1  .OR.            &
3167            init_3d%ny-1 /= ny  .OR.  init_3d%nyv-1 /= ny - 1 )  THEN
3168          message_string = 'Number of inifor horizontal grid points  '//       &
3169                           'does not match the number of numeric grid '//      &
3170                           'points.'
3171          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
3172       ENDIF
3173
3174       IF ( init_3d%nzu /= nz )  THEN
3175          message_string = 'Number of inifor vertical grid points ' //         &
3176                           'does not match the number of numeric grid '//      &
3177                           'points.'
3178          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
3179       ENDIF
3180!
3181!--    Read vertical dimensions. Later, these are required for eventual
3182!--    inter- and extrapolations of the initialization data.
3183       IF ( check_existence( var_names, 'z' ) )  THEN
3184          ALLOCATE( init_3d%zu_atmos(1:init_3d%nzu) )
3185          CALL get_variable( id_dynamic, 'z', init_3d%zu_atmos )
3186       ENDIF
3187       IF ( check_existence( var_names, 'zw' ) )  THEN
3188          ALLOCATE( init_3d%zw_atmos(1:init_3d%nzw) )
3189          CALL get_variable( id_dynamic, 'zw', init_3d%zw_atmos )
3190       ENDIF
3191!
3192!--    Check for consistency between vertical coordinates in dynamic
3193!--    driver and numeric grid.
3194!--    Please note, depending on compiler options both may be
3195!--    equal up to a certain threshold, and differences between
3196!--    the numeric grid and vertical coordinate in the driver can built-
3197!--    up to 10E-1-10E-0 m. For this reason, the check is performed not
3198!--    for exactly matching values.
3199       IF ( ANY( ABS( zu(1:nzt)   - init_3d%zu_atmos(1:init_3d%nzu) )    &
3200                      > 10E-1 )  .OR.                                    &
3201            ANY( ABS( zw(1:nzt-1) - init_3d%zw_atmos(1:init_3d%nzw) )    &
3202                      > 10E-1 ) )  THEN
3203          message_string = 'Vertical grid in dynamic driver does not '// &
3204                           'match the numeric grid.'
3205          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
3206       ENDIF
3207!
3208!--    Read initial geostrophic wind components at
3209!--    t = 0 (index 1 in file).
3210       IF ( check_existence( var_names, 'ls_forcing_ug' ) )  THEN
3211          ALLOCATE( init_3d%ug_init(nzb:nzt+1) )
3212          init_3d%ug_init = 0.0_wp
3213
3214          CALL get_variable_pr( id_dynamic, 'ls_forcing_ug', 1,          &
3215                                init_3d%ug_init(1:nzt) )
3216!
3217!--       Set top-boundary condition (Neumann)
3218          init_3d%ug_init(nzt+1) = init_3d%ug_init(nzt)
3219
3220          init_3d%from_file_ug = .TRUE.
3221       ELSE
3222          init_3d%from_file_ug = .FALSE.
3223       ENDIF
3224       IF ( check_existence( var_names, 'ls_forcing_vg' ) )  THEN
3225          ALLOCATE( init_3d%vg_init(nzb:nzt+1) )
3226          init_3d%vg_init = 0.0_wp
3227
3228          CALL get_variable_pr( id_dynamic, 'ls_forcing_vg', 1,          &
3229                                init_3d%vg_init(1:nzt) )
3230!
3231!--       Set top-boundary condition (Neumann)
3232          init_3d%vg_init(nzt+1) = init_3d%vg_init(nzt)
3233
3234          init_3d%from_file_vg = .TRUE.
3235       ELSE
3236          init_3d%from_file_vg = .FALSE.
3237       ENDIF
3238!
3239!--    Read inital 3D data of u, v, w, pt and q,
3240!--    derived from COSMO model. Read PE-wise yz-slices.
3241!--    Please note, the u-, v- and w-component are defined on different
3242!--    grids with one element less in the x-, y-,
3243!--    and z-direction, respectively. Hence, reading is subdivided
3244!--    into separate loops. 
3245!--    Read u-component
3246       IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_u' ) )  THEN
3247!
3248!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3249          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_u,           &
3250                              .FALSE., 'init_atmosphere_u' )
3251          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_u,             &
3252                              .FALSE., 'init_atmosphere_u' )
3253!
3254!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3255          IF ( init_3d%lod_u == 1 )  THEN
3256             ALLOCATE( init_3d%u_init(nzb:nzt+1) )
3257             init_3d%u_init = 0.0_wp
3258
3259             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_u',               &
3260                                init_3d%u_init(nzb+1:nzt) )
3261!
3262!--          Set top-boundary condition (Neumann)
3263             init_3d%u_init(nzt+1) = init_3d%u_init(nzt)
3264!
3265!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3266          ELSEIF ( init_3d%lod_u == 2 )  THEN
3267             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_u',               &
3268                                u(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxlu:nxr),                 &
3269                                nxlu, nys+1, nzb+1,                            &
3270                                nxr-nxlu+1, nyn-nys+1, init_3d%nzu,            &
3271                                dynamic_3d )
3272!
3273!--          Set value at leftmost model grid point nxl = 0. This is because
3274!--          Inifor provides data only from 1:nx-1 since it assumes non-cyclic
3275!--          conditions.
3276             IF ( nxl == 0 )                                                   &
3277                u(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl) = u(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxlu)
3278!
3279!--          Set bottom and top-boundary
3280             u(nzb,:,:)   = u(nzb+1,:,:)
3281             u(nzt+1,:,:) = u(nzt,:,:)
3282             
3283          ENDIF
3284          init_3d%from_file_u = .TRUE.
3285       ELSE
3286          message_string = 'Missing initial data for u-component'
3287          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3288       ENDIF
3289!
3290!--    Read v-component
3291       IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_v' ) )  THEN
3292!
3293!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3294          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_v,           &
3295                              .FALSE., 'init_atmosphere_v' )
3296          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_v,             &
3297                              .FALSE., 'init_atmosphere_v' )
3298!
3299!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3300          IF ( init_3d%lod_v == 1 )  THEN
3301             ALLOCATE( init_3d%v_init(nzb:nzt+1) )
3302             init_3d%v_init = 0.0_wp
3303
3304             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_v',               &
3305                                init_3d%v_init(nzb+1:nzt) )
3306!
3307!--          Set top-boundary condition (Neumann)
3308             init_3d%v_init(nzt+1) = init_3d%v_init(nzt)
3309!
3310!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3311          ELSEIF ( init_3d%lod_v == 2 )  THEN
3312         
3313             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_v',               &
3314                                v(nzb+1:nzt,nysv:nyn,nxl:nxr),                 &
3315                                nxl+1, nysv, nzb+1,                            &
3316                                nxr-nxl+1, nyn-nysv+1, init_3d%nzu,            &
3317                                dynamic_3d )
3318!
3319!--          Set value at southmost model grid point nys = 0. This is because
3320!--          Inifor provides data only from 1:ny-1 since it assumes non-cyclic
3321!--          conditions.
3322             IF ( nys == 0 )                                                   &
3323                v(nzb+1:nzt,nys,nxl:nxr) = v(nzb+1:nzt,nysv,nxl:nxr)                               
3324!
3325!--          Set bottom and top-boundary
3326             v(nzb,:,:)   = v(nzb+1,:,:)
3327             v(nzt+1,:,:) = v(nzt,:,:)
3328             
3329          ENDIF
3330          init_3d%from_file_v = .TRUE.
3331       ELSE
3332          message_string = 'Missing initial data for v-component'
3333          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3334       ENDIF
3335!
3336!--    Read w-component
3337       IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_w' ) )  THEN
3338!
3339!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3340          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_w,           &
3341                              .FALSE., 'init_atmosphere_w' )
3342          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_w,             &
3343                              .FALSE., 'init_atmosphere_w' )
3344!
3345!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3346          IF ( init_3d%lod_w == 1 )  THEN
3347             ALLOCATE( init_3d%w_init(nzb:nzt+1) )
3348             init_3d%w_init = 0.0_wp
3349
3350             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_w',               &
3351                                init_3d%w_init(nzb+1:nzt-1) )
3352!
3353!--          Set top-boundary condition (Neumann)
3354             init_3d%w_init(nzt:nzt+1) = init_3d%w_init(nzt-1)
3355!
3356!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3357          ELSEIF ( init_3d%lod_w == 2 )  THEN
3358
3359             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_w',                &
3360                                w(nzb+1:nzt-1,nys:nyn,nxl:nxr),                 &
3361                                nxl+1, nys+1, nzb+1,                            &
3362                                nxr-nxl+1, nyn-nys+1, init_3d%nzw,              &
3363                                dynamic_3d )
3364!
3365!--          Set bottom and top-boundary                               
3366             w(nzb,:,:)   = 0.0_wp 
3367             w(nzt,:,:)   = w(nzt-1,:,:)
3368             w(nzt+1,:,:) = w(nzt-1,:,:)
3369
3370          ENDIF
3371          init_3d%from_file_w = .TRUE.
3372       ELSE
3373          message_string = 'Missing initial data for w-component'
3374          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3375       ENDIF
3376!
3377!--    Read potential temperature
3378       IF ( .NOT. neutral )  THEN
3379          IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_pt' ) )  THEN
3380!
3381!--          Read attributes for the fill value and level-of-detail
3382             CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_pt,       &
3383                                 .FALSE., 'init_atmosphere_pt' )
3384             CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_pt,         &
3385                                 .FALSE., 'init_atmosphere_pt' )
3386!
3387!--          level-of-detail 1 - read initialization profile
3388             IF ( init_3d%lod_pt == 1 )  THEN
3389                ALLOCATE( init_3d%pt_init(nzb:nzt+1) )
3390
3391                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_pt',           &
3392                                   init_3d%pt_init(nzb+1:nzt) )
3393!
3394!--             Set Neumann top and surface boundary condition for initial
3395!--             profil
3396                init_3d%pt_init(nzb)   = init_3d%pt_init(nzb+1)
3397                init_3d%pt_init(nzt+1) = init_3d%pt_init(nzt)
3398!
3399!--          level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3400             ELSEIF ( init_3d%lod_pt == 2 )  THEN
3401
3402                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_pt',           &
3403                                   pt(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr),              &
3404                                   nxl+1, nys+1, nzb+1,                        &
3405                                   nxr-nxl+1, nyn-nys+1, init_3d%nzu,          &
3406                                   dynamic_3d )
3407                                   
3408!
3409!--             Set bottom and top-boundary
3410                pt(nzb,:,:)   = pt(nzb+1,:,:)
3411                pt(nzt+1,:,:) = pt(nzt,:,:)             
3412
3413             ENDIF
3414             init_3d%from_file_pt = .TRUE.
3415          ELSE
3416             message_string = 'Missing initial data for ' //                   &
3417                              'potential temperature'
3418             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3419          ENDIF
3420       ENDIF
3421!
3422!--    Read mixing ratio
3423       IF ( humidity )  THEN
3424          IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_qv' ) )  THEN
3425!
3426!--          Read attributes for the fill value and level-of-detail
3427             CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_q,        &
3428                                 .FALSE., 'init_atmosphere_qv' )
3429             CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_q,          &
3430                                 .FALSE., 'init_atmosphere_qv' )
3431!
3432!--          level-of-detail 1 - read initialization profile
3433             IF ( init_3d%lod_q == 1 )  THEN
3434                ALLOCATE( init_3d%q_init(nzb:nzt+1) )
3435
3436                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_qv',           &
3437                                    init_3d%q_init(nzb+1:nzt) )
3438!
3439!--             Set bottom and top boundary condition (Neumann)
3440                init_3d%q_init(nzb)   = init_3d%q_init(nzb+1)
3441                init_3d%q_init(nzt+1) = init_3d%q_init(nzt)
3442!
3443!--          level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3444             ELSEIF ( init_3d%lod_q == 2 )  THEN
3445             
3446                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_qv',           &
3447                                   q(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr),               &
3448                                   nxl+1, nys+1, nzb+1,                        &
3449                                   nxr-nxl+1, nyn-nys+1, init_3d%nzu,          &
3450                                   dynamic_3d )
3451                                   
3452!
3453!--             Set bottom and top-boundary
3454                q(nzb,:,:)   = q(nzb+1,:,:)
3455                q(nzt+1,:,:) = q(nzt,:,:)
3456               
3457             ENDIF
3458             init_3d%from_file_q = .TRUE.
3459          ELSE
3460             message_string = 'Missing initial data for ' //                   &
3461                              'mixing ratio'
3462             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3463          ENDIF
3464       ENDIF       
3465!
3466!--    Read chemistry variables.
3467!--    Please note, for the moment, only LOD=1 is allowed
3468       IF ( air_chemistry )  THEN
3469!
3470!--       Allocate chemistry input profiles, as well as arrays for fill values
3471!--       and LOD's.
3472          ALLOCATE( init_3d%chem_init(nzb:nzt+1,                               &
3473                                      1:UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1 )) )
3474          ALLOCATE( init_3d%fill_chem(1:UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1)) )   
3475          ALLOCATE( init_3d%lod_chem(1:UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1))  ) 
3476         
3477          DO  n = 1, UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1)
3478             IF ( check_existence( var_names,                                  &
3479                                   TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ) ) )  THEN
3480!
3481!--             Read attributes for the fill value and level-of-detail
3482                CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill,                     &
3483                                    init_3d%fill_chem(n),                      &
3484                                    .FALSE.,                                   &
3485                                    TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ) )
3486                CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod,                      &
3487                                    init_3d%lod_chem(n),                       &
3488                                    .FALSE.,                                   &
3489                                    TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ) )
3490!
3491!--             Give message that only LOD=1 is allowed.
3492                IF ( init_3d%lod_chem(n) /= 1 )  THEN               
3493                   message_string = 'For chemistry variables only LOD=1 is ' //&
3494                                    'allowed.'
3495                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0586',            &
3496                                 1, 2, 0, 6, 0 )
3497                ENDIF
3498!
3499!--             level-of-detail 1 - read initialization profile
3500                CALL get_variable( id_dynamic,                                 &
3501                                   TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ),          &
3502                                   init_3d%chem_init(nzb+1:nzt,n) )
3503!
3504!--             Set bottom and top boundary condition (Neumann)
3505                init_3d%chem_init(nzb,n)   = init_3d%chem_init(nzb+1,n)
3506                init_3d%chem_init(nzt+1,n) = init_3d%chem_init(nzt,n)
3507               
3508                init_3d%from_file_chem(n) = .TRUE.
3509             ENDIF
3510          ENDDO
3511       ENDIF
3512!
3513!--    Close input file
3514       CALL close_input_file( id_dynamic )
3515#endif
3516!
3517!--    End of CPU measurement
3518       CALL cpu_log( log_point_s(85), 'NetCDF input init', 'stop' )
3519!
3520!--    Finally, check if the input data has any fill values. Please note,
3521!--    checks depend on the LOD of the input data.
3522       IF ( init_3d%from_file_u )  THEN
3523          check_passed = .TRUE.
3524          IF ( init_3d%lod_u == 1 )  THEN
3525             IF ( ANY( init_3d%u_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_u ) )       &
3526                check_passed = .FALSE.
3527          ELSEIF ( init_3d%lod_u == 2 )  THEN
3528             IF ( ANY( u(nzb+1:nzt+1,nys:nyn,nxlu:nxr) == init_3d%fill_u ) )   &
3529                check_passed = .FALSE.
3530          ENDIF
3531          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3532             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_u must ' //    &
3533                              'not contain any _FillValues'
3534             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3535          ENDIF
3536       ENDIF
3537
3538       IF ( init_3d%from_file_v )  THEN
3539          check_passed = .TRUE.
3540          IF ( init_3d%lod_v == 1 )  THEN
3541             IF ( ANY( init_3d%v_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_v ) )       &
3542                check_passed = .FALSE.
3543          ELSEIF ( init_3d%lod_v == 2 )  THEN
3544             IF ( ANY( v(nzb+1:nzt+1,nysv:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_v ) )   &
3545                check_passed = .FALSE.
3546          ENDIF
3547          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3548             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_v must ' //    &
3549                              'not contain any _FillValues'
3550             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3551          ENDIF
3552       ENDIF
3553
3554       IF ( init_3d%from_file_w )  THEN
3555          check_passed = .TRUE.
3556          IF ( init_3d%lod_w == 1 )  THEN
3557             IF ( ANY( init_3d%w_init(nzb+1:nzt) == init_3d%fill_w ) )         &
3558                check_passed = .FALSE.
3559          ELSEIF ( init_3d%lod_w == 2 )  THEN
3560             IF ( ANY( w(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_w ) )      &
3561                check_passed = .FALSE.
3562          ENDIF
3563          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3564             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_w must ' //    &
3565                              'not contain any _FillValues'
3566             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3567          ENDIF
3568       ENDIF
3569
3570       IF ( init_3d%from_file_pt )  THEN
3571          check_passed = .TRUE.
3572          IF ( init_3d%lod_pt == 1 )  THEN
3573             IF ( ANY( init_3d%pt_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_pt ) )     &
3574                check_passed = .FALSE.
3575          ELSEIF ( init_3d%lod_pt == 2 )  THEN
3576             IF ( ANY( pt(nzb+1:nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_pt ) )  &
3577                check_passed = .FALSE.
3578          ENDIF
3579          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3580             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_pt must ' //   &
3581                              'not contain any _FillValues'
3582             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3583          ENDIF
3584       ENDIF
3585
3586       IF ( init_3d%from_file_q )  THEN
3587          check_passed = .TRUE.
3588          IF ( init_3d%lod_q == 1 )  THEN
3589             IF ( ANY( init_3d%q_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_q ) )       &
3590                check_passed = .FALSE.
3591          ELSEIF ( init_3d%lod_q == 2 )  THEN
3592             IF ( ANY( q(nzb+1:nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_q ) )    &
3593                check_passed = .FALSE.
3594          ENDIF
3595          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3596             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_q must ' //    &
3597                              'not contain any _FillValues'
3598             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3599          ENDIF
3600       ENDIF
3601!
3602!--    Workaround for cyclic conditions. Please see above for further explanation.
3603       IF ( bc_lr_cyc  .AND.  nxl == 0 )  nxlu = nxl
3604       IF ( bc_ns_cyc  .AND.  nys == 0 )  nysv = nys
3605
3606    END SUBROUTINE netcdf_data_input_init_3d
3607   
3608!------------------------------------------------------------------------------!
3609! Description:
3610! ------------
3611!> Reads initialization data of u, v, w, pt, q, geostrophic wind components,
3612!> as well as soil moisture and soil temperature, derived from larger-scale
3613!> model (COSMO) by Inifor.
3614!------------------------------------------------------------------------------!
3615    SUBROUTINE netcdf_data_input_init_lsm
3616
3617       USE control_parameters,                                                 &
3618           ONLY:  message_string
3619
3620       USE indices,                                                            &
3621           ONLY:  nx, nxl, nxr, ny, nyn, nys
3622
3623       IMPLICIT NONE
3624
3625       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names !< string containing all variables on file
3626     
3627       INTEGER(iwp) ::  id_dynamic !< NetCDF id of dynamic input file
3628       INTEGER(iwp) ::  num_vars   !< number of variables in netcdf input file
3629
3630!
3631!--    Skip routine if no input file with dynamic input data is available.
3632       IF ( .NOT. input_pids_dynamic )  RETURN
3633!
3634!--    CPU measurement
3635       CALL cpu_log( log_point_s(85), 'NetCDF input init', 'start' )
3636
3637#if defined ( __netcdf )
3638!
3639!--    Open file in read-only mode
3640       CALL open_read_file( TRIM( input_file_dynamic ) //                      &
3641                            TRIM( coupling_char ), id_dynamic )
3642
3643!
3644!--    At first, inquire all variable names.
3645       CALL inquire_num_variables( id_dynamic, num_vars )
3646!
3647!--    Allocate memory to store variable names.
3648       ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
3649       CALL inquire_variable_names( id_dynamic, var_names )
3650!
3651!--    Read vertical dimension for soil depth.
3652       IF ( check_existence( var_names, 'zsoil' ) )                            &
3653          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nzs,&
3654                                                       'zsoil' )
3655!
3656!--    Read also the horizontal dimensions required for soil initialization.
3657!--    Please note, in case of non-nested runs or in case of root domain,
3658!--    these data is already available, but will be read again for the sake
3659!--    of clearness.
3660       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nx,    &
3661                                                    'x'  )
3662       CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%ny,    &
3663                                                    'y'  )
3664!
3665!--    Check for correct horizontal and vertical dimension. Please note,
3666!--    in case of non-nested runs or in case of root domain, these checks
3667!--    are already performed
3668       IF ( init_3d%nx-1 /= nx  .OR.  init_3d%ny-1 /= ny )  THEN
3669          message_string = 'Number of inifor horizontal grid points  '//       &
3670                           'does not match the number of numeric grid points.'
3671          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
3672       ENDIF
3673!
3674!--    Read vertical dimensions. Later, these are required for eventual
3675!--    inter- and extrapolations of the initialization data.
3676       IF ( check_existence( var_names, 'zsoil' ) )  THEN
3677          ALLOCATE( init_3d%z_soil(1:init_3d%nzs) )
3678          CALL get_variable( id_dynamic, 'zsoil', init_3d%z_soil )
3679       ENDIF
3680!
3681!--    Read initial data for soil moisture
3682       IF ( check_existence( var_names, 'init_soil_m' ) )  THEN
3683!
3684!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3685          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill,                           &
3686                              init_3d%fill_msoil,                              &
3687                              .FALSE., 'init_soil_m' )
3688          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod,                            &
3689                              init_3d%lod_msoil,                               &
3690                              .FALSE., 'init_soil_m' )
3691!
3692!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3693          IF ( init_3d%lod_msoil == 1 )  THEN
3694             ALLOCATE( init_3d%msoil_1d(0:init_3d%nzs-1) )
3695
3696             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_soil_m',                     &
3697                                init_3d%msoil_1d(0:init_3d%nzs-1) )
3698!
3699!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3700          ELSEIF ( init_3d%lod_msoil == 2 )  THEN
3701             ALLOCATE ( init_3d%msoil_3d(0:init_3d%nzs-1,nys:nyn,nxl:nxr) )
3702
3703            CALL get_variable( id_dynamic, 'init_soil_m',                      &   
3704                             init_3d%msoil_3d(0:init_3d%nzs-1,nys:nyn,nxl:nxr),&
3705                             nxl, nxr, nys, nyn, 0, init_3d%nzs-1 )
3706
3707          ENDIF
3708          init_3d%from_file_msoil = .TRUE.
3709       ENDIF
3710!
3711!--    Read soil temperature
3712       IF ( check_existence( var_names, 'init_soil_t' ) )  THEN
3713!
3714!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3715          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill,                           &
3716                              init_3d%fill_tsoil,                              &
3717                              .FALSE., 'init_soil_t' )
3718          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod,                            &
3719                              init_3d%lod_tsoil,                               &
3720                              .FALSE., 'init_soil_t' )
3721!
3722!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3723          IF ( init_3d%lod_tsoil == 1 )  THEN
3724             ALLOCATE( init_3d%tsoil_1d(0:init_3d%nzs-1) )
3725
3726             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_soil_t',                     &
3727                                init_3d%tsoil_1d(0:init_3d%nzs-1) )
3728
3729!
3730!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3731          ELSEIF ( init_3d%lod_tsoil == 2 )  THEN
3732             ALLOCATE ( init_3d%tsoil_3d(0:init_3d%nzs-1,nys:nyn,nxl:nxr) )
3733             
3734             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_soil_t',                     &   
3735                             init_3d%tsoil_3d(0:init_3d%nzs-1,nys:nyn,nxl:nxr),&
3736                             nxl, nxr, nys, nyn, 0, init_3d%nzs-1 )
3737          ENDIF
3738          init_3d%from_file_tsoil = .TRUE.
3739       ENDIF
3740!
3741!--    Close input file
3742       CALL close_input_file( id_dynamic )
3743#endif
3744!
3745!--    End of CPU measurement
3746       CALL cpu_log( log_point_s(85), 'NetCDF input init', 'stop' )
3747
3748    END SUBROUTINE netcdf_data_input_init_lsm   
3749
3750!------------------------------------------------------------------------------!
3751! Description:
3752! ------------
3753!> Reads data at lateral and top boundaries derived from larger-scale model
3754!> (COSMO) by Inifor.
3755!------------------------------------------------------------------------------!
3756    SUBROUTINE netcdf_data_input_offline_nesting
3757
3758       USE control_parameters,                                                 &
3759           ONLY:  air_chemistry, bc_dirichlet_l, bc_dirichlet_n,               &
3760                  bc_dirichlet_r, bc_dirichlet_s, humidity, neutral,           &
3761                  nesting_offline, time_since_reference_point
3762
3763       USE indices,                                                            &
3764           ONLY:  nxl, nxlu, nxr, nyn, nys, nysv, nzb, nzt
3765
3766       IMPLICIT NONE
3767       
3768       INTEGER(iwp) ::  id_dynamic !< NetCDF id of dynamic input file
3769       INTEGER(iwp) ::  n          !< running index for chemistry variables
3770       INTEGER(iwp) ::  num_vars   !< number of variables in netcdf input file
3771       INTEGER(iwp) ::  t          !< running index time dimension
3772!
3773!--    Skip input if no forcing from larger-scale models is applied.
3774       IF ( .NOT. nesting_offline )  RETURN
3775
3776!
3777!--    CPU measurement
3778       CALL cpu_log( log_point_s(86), 'NetCDF input forcing', 'start' )
3779
3780#if defined ( __netcdf )
3781!
3782!--    Open file in read-only mode
3783       CALL open_read_file( TRIM( input_file_dynamic ) //                      &
3784                            TRIM( coupling_char ), id_dynamic )
3785!
3786!--    Initialize INIFOR forcing.
3787       IF ( .NOT. nest_offl%init )  THEN
3788!
3789!--       At first, inquire all variable names.
3790          CALL inquire_num_variables( id_dynamic, num_vars )
3791!
3792!--       Allocate memory to store variable names.
3793          ALLOCATE( nest_offl%var_names(1:num_vars) )
3794          CALL inquire_variable_names( id_dynamic, nest_offl%var_names )
3795!
3796!--       Read time dimension, allocate memory and finally read time array
3797          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic,             &
3798                                                       nest_offl%nt, 'time' )
3799
3800          IF ( check_existence( nest_offl%var_names, 'time' ) )  THEN
3801             ALLOCATE( nest_offl%time(0:nest_offl%nt-1) )
3802             CALL get_variable( id_dynamic, 'time', nest_offl%time )
3803          ENDIF
3804!
3805!--       Read vertical dimension of scalar und w grid
3806          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic,             &
3807                                                       nest_offl%nzu, 'z' )
3808          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dynamic,             &
3809                                                       nest_offl%nzw, 'zw' )
3810
3811          IF ( check_existence( nest_offl%var_names, 'z' ) )  THEN
3812             ALLOCATE( nest_offl%zu_atmos(1:nest_offl%nzu) )
3813             CALL get_variable( id_dynamic, 'z', nest_offl%zu_atmos )
3814          ENDIF
3815          IF ( check_existence( nest_offl%var_names, 'zw' ) )  THEN
3816             ALLOCATE( nest_offl%zw_atmos(1:nest_offl%nzw) )
3817             CALL get_variable( id_dynamic, 'zw', nest_offl%zw_atmos )
3818          ENDIF
3819
3820!
3821!--       Read surface pressure
3822          IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                           &
3823                                'surface_forcing_surface_pressure' ) )  THEN
3824             ALLOCATE( nest_offl%surface_pressure(0:nest_offl%nt-1) )
3825             CALL get_variable( id_dynamic,                                    &
3826                                'surface_forcing_surface_pressure',            &
3827                                nest_offl%surface_pressure )
3828          ENDIF
3829!
3830!--       Set control flag to indicate that initialization is already done
3831          nest_offl%init = .TRUE.
3832
3833       ENDIF
3834
3835!
3836!--    Obtain time index for current input starting at 0.
3837!--    @todo: At the moment INIFOR and simulated time correspond
3838!--           to each other. If required, adjust to daytime.
3839       nest_offl%tind = MINLOC( ABS( nest_offl%time -                          &
3840                                     time_since_reference_point ), DIM = 1 )   &
3841                        - 1
3842       nest_offl%tind_p = nest_offl%tind + 1       
3843!
3844!--    Read geostrophic wind components
3845       DO  t = nest_offl%tind, nest_offl%tind_p
3846          CALL get_variable_pr( id_dynamic, 'ls_forcing_ug', t+1,              &
3847                                nest_offl%ug(t-nest_offl%tind,nzb+1:nzt) )
3848          CALL get_variable_pr( id_dynamic, 'ls_forcing_vg', t+1,              &
3849                                nest_offl%vg(t-nest_offl%tind,nzb+1:nzt) )
3850       ENDDO
3851!
3852!--    Read data at lateral and top boundaries. Please note, at left and
3853!--    right domain boundary, yz-layers are read for u, v, w, pt and q.
3854!--    For the v-component, the data starts at nysv, while for the other
3855!--    quantities the data starts at nys. This is equivalent at the north
3856!--    and south domain boundary for the u-component.
3857!--    Note, lateral data is also accessed by parallel IO, which is the reason
3858!--    why different arguments are passed depending on the boundary control
3859!--    flags. Cores that do not belong to the respective boundary just make
3860!--    a dummy read with count = 0, just in order to participate the collective
3861!--    operation.
3862!--    Read data for western boundary   
3863       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_left_u',                     &
3864                          nest_offl%u_left,                                    & ! array to be read
3865                          MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_l),                    & ! start index y direction
3866                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                    & ! start index z direction
3867                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),         & ! start index time dimension
3868                          MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_l),                & ! number of elements along y
3869                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),            & ! number of elements alogn z
3870                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l),                        & ! number of time steps (2 or 0)
3871                          .TRUE. )                                               ! parallel IO when compiled accordingly
3872     
3873       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_left_v',                     &
3874                          nest_offl%v_left,                                    &
3875                          MERGE( nysv, 1, bc_dirichlet_l),                     &
3876                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                    &
3877                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),         &
3878                          MERGE( nyn-nysv+1, 0, bc_dirichlet_l),               &
3879                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),            &
3880                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l),                        &
3881                          .TRUE. )                                       
3882
3883       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_left_w',                     &
3884                          nest_offl%w_left,                                    &
3885                          MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_l),                    &
3886                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                    &
3887                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),         &
3888                          MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_l),                &
3889                          MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_l),            &
3890                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l),                        &
3891                          .TRUE. )   
3892
3893       IF ( .NOT. neutral )  THEN
3894          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_left_pt',                 &
3895                             nest_offl%pt_left,                                &
3896                             MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_l),                 &
3897                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                 &
3898                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),      &
3899                             MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_l),             &
3900                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),         &
3901                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l),                     &
3902                             .TRUE. )
3903       ENDIF
3904
3905       IF ( humidity )  THEN
3906          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_left_qv',                 &
3907                             nest_offl%q_left,                                 &
3908                             MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_l),                 &
3909                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                 &
3910                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),      &
3911                             MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_l),             &
3912                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),         &
3913                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l),                     &
3914                             .TRUE. )
3915       ENDIF
3916       
3917       IF ( air_chemistry )  THEN
3918          DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_l, 1)
3919             IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                        &
3920                                   nest_offl%var_names_chem_l(n) ) )  THEN 
3921                CALL get_variable( id_dynamic,                                 &
3922                           TRIM( nest_offl%var_names_chem_l(n) ),              &
3923                           nest_offl%chem_left(:,:,:,n),                       &
3924                           MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_l),                   &
3925                           MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                   &
3926                           MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),        &
3927                           MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_l),               &
3928                           MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),           &
3929                           MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l),                       &
3930                           .TRUE. )
3931                nest_offl%chem_from_file_l(n) = .TRUE.
3932             ENDIF
3933          ENDDO
3934       ENDIF
3935!
3936!--    Read data for eastern boundary   
3937       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_right_u',                    &
3938                          nest_offl%u_right,                                   &
3939                          MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_r),                    &
3940                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                    &
3941                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),         &
3942                          MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_r),                &
3943                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),            &
3944                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r),                        &
3945                          .TRUE. )                                             
3946     
3947       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_right_v',                    &
3948                          nest_offl%v_right,                                   &
3949                          MERGE( nysv, 1, bc_dirichlet_r),                     &
3950                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                    &
3951                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),         &
3952                          MERGE( nyn-nysv+1, 0, bc_dirichlet_r),               &
3953                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),            &
3954                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r),                        &
3955                          .TRUE. )                                             
3956
3957       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_right_w',                    &
3958                          nest_offl%w_right,                                   &
3959                          MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_r),                    &
3960                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                    &
3961                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),         &
3962                          MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_r),                &
3963                          MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_r),            &
3964                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r),                        &
3965                          .TRUE. )   
3966
3967       IF ( .NOT. neutral )  THEN
3968          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_right_pt',                &
3969                             nest_offl%pt_right,                               &
3970                             MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_r),                 &
3971                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                 &
3972                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),      &
3973                             MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_r),             &
3974                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),         &
3975                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r),                     &
3976                             .TRUE. )
3977       ENDIF
3978
3979       IF ( humidity )  THEN
3980          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_right_qv',                &
3981                             nest_offl%q_right,                                &
3982                             MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_r),                 &
3983                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                 &
3984                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),      &
3985                             MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_r),             &
3986                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),         &
3987                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r),                     &
3988                             .TRUE. )
3989       ENDIF
3990       
3991       IF ( air_chemistry )  THEN
3992          DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_r, 1)
3993             IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                        &
3994                                   nest_offl%var_names_chem_r(n) ) )  THEN     
3995                CALL get_variable( id_dynamic,                                 &
3996                           TRIM( nest_offl%var_names_chem_r(n) ),              &
3997                           nest_offl%chem_right(:,:,:,n),                      &
3998                           MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_r),                   &
3999                           MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                   &
4000                           MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),        &
4001                           MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_r),               &
4002                           MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),           &
4003                           MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r),                       &
4004                           .TRUE. )
4005                nest_offl%chem_from_file_r(n) = .TRUE.
4006             ENDIF
4007          ENDDO
4008       ENDIF
4009!
4010!--    Read data for northern boundary
4011       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_north_u',                    & ! array to be read
4012                          nest_offl%u_north,                                   & ! start index x direction
4013                          MERGE( nxlu, 1, bc_dirichlet_n ),                    & ! start index z direction
4014                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n ),                   & ! start index time dimension
4015                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n ),        & ! number of elements along x
4016                          MERGE( nxr-nxlu+1, 0, bc_dirichlet_n ),              & ! number of elements alogn z
4017                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n ),           & ! number of time steps (2 or 0)
4018                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n ),                       & ! parallel IO when compiled accordingly
4019                          .TRUE. )                                             
4020                                                                               
4021       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_north_v',                    & ! array to be read
4022                          nest_offl%v_north,                                   & ! start index x direction
4023                          MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_n ),                   & ! start index z direction
4024                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n ),                   & ! start index time dimension
4025                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n ),        & ! number of elements along x
4026                          MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_n ),               & ! number of elements alogn z
4027                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n ),           & ! number of time steps (2 or 0)
4028                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n ),                       & ! parallel IO when compiled accordingly
4029                          .TRUE. )                                             
4030                                                                               
4031       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_north_w',                    & ! array to be read
4032                          nest_offl%w_north,                                   & ! start index x direction
4033                          MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_n ),                   & ! start index z direction
4034                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n ),                   & ! start index time dimension
4035                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n ),        & ! number of elements along x
4036                          MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_n ),               & ! number of elements alogn z
4037                          MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_n ),           & ! number of time steps (2 or 0)
4038                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n ),                       & ! parallel IO when compiled accordingly
4039                          .TRUE. )                                             
4040                                                                               
4041       IF ( .NOT. neutral )  THEN                                             
4042          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_north_pt',                & ! array to be read
4043                             nest_offl%pt_north,                               & ! start index x direction
4044                             MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_n ),                & ! start index z direction
4045                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n ),                & ! start index time dimension
4046                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n ),     & ! number of elements along x
4047                             MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_n ),            & ! number of elements alogn z
4048                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n ),        & ! number of time steps (2 or 0)
4049                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n ),                    & ! parallel IO when compiled accordingly
4050                             .TRUE. )                                             
4051       ENDIF                                                                   
4052       IF ( humidity )  THEN                                                   
4053          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_north_qv',                & ! array to be read
4054                             nest_offl%q_north,                                & ! start index x direction
4055                             MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_n ),                & ! start index z direction
4056                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n ),                & ! start index time dimension
4057                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n ),     & ! number of elements along x
4058                             MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_n ),            & ! number of elements alogn z
4059                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n ),        & ! number of time steps (2 or 0)
4060                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n ),                    & ! parallel IO when compiled accordingly
4061                             .TRUE. )                                             
4062       ENDIF                                                                   
4063                                                                               
4064       IF ( air_chemistry )  THEN                                             
4065          DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_n, 1)                     
4066             IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                        &
4067                                   nest_offl%var_names_chem_n(n) ) )  THEN     
4068                CALL get_variable( id_dynamic,                                 &
4069                           TRIM( nest_offl%var_names_chem_n(n) ),              &
4070                           nest_offl%chem_north(:,:,:,n),                      &
4071                           MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_n ),                  &
4072                           MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n ),                  &
4073                           MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n ),       &
4074                           MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_n ),              &
4075                           MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n ),          &
4076                           MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n ),                      &
4077                           .TRUE. )
4078                nest_offl%chem_from_file_n(n) = .TRUE.
4079             ENDIF
4080          ENDDO
4081       ENDIF
4082!
4083!--    Read data for southern boundary
4084       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_south_u',                    & ! array to be read
4085                          nest_offl%u_south,                                   & ! start index x direction
4086                          MERGE( nxlu, 1, bc_dirichlet_s ),                    & ! start index z direction
4087                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s ),                   & ! start index time dimension
4088                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s ),        & ! number of elements along x
4089                          MERGE( nxr-nxlu+1, 0, bc_dirichlet_s ),              & ! number of elements alogn z
4090                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s ),           & ! number of time steps (2 or 0)
4091                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s ),                       & ! parallel IO when compiled accordingly
4092                          .TRUE. )                                             
4093                                                                               
4094       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_south_v',                    & ! array to be read
4095                          nest_offl%v_south,                                   & ! start index x direction
4096                          MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_s ),                   & ! start index z direction
4097                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s ),                   & ! start index time dimension
4098                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s ),        & ! number of elements along x
4099                          MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_s ),               & ! number of elements alogn z
4100                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s ),           & ! number of time steps (2 or 0)
4101                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s ),                       & ! parallel IO when compiled accordingly
4102                          .TRUE. )                                             
4103                                                                               
4104       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_south_w',                    & ! array to be read
4105                          nest_offl%w_south,                                   & ! start index x direction
4106                          MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_s ),                   & ! start index z direction
4107                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s ),                   & ! start index time dimension
4108                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s ),        & ! number of elements along x
4109                          MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_s ),               & ! number of elements alogn z
4110                          MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_s ),           & ! number of time steps (2 or 0)
4111                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s ),                       & ! parallel IO when compiled accordingly
4112                          .TRUE. )                                             
4113                                                                               
4114       IF ( .NOT. neutral )  THEN                                             
4115          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_south_pt',                & ! array to be read
4116                             nest_offl%pt_south,                               & ! start index x direction
4117                             MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_s ),                & ! start index z direction
4118                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s ),                & ! start index time dimension
4119                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s ),     & ! number of elements along x
4120                             MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_s ),            & ! number of elements alogn z
4121                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s ),        & ! number of time steps (2 or 0)
4122                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s ),                    & ! parallel IO when compiled accordingly
4123                             .TRUE. )                                             
4124       ENDIF                                                                   
4125       IF ( humidity )  THEN                                                   
4126          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_south_qv',                & ! array to be read
4127                             nest_offl%q_south,                                & ! start index x direction
4128                             MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_s ),                & ! start index z direction
4129                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s ),                & ! start index time dimension
4130                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s ),     & ! number of elements along x
4131                             MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_s ),            & ! number of elements alogn z
4132                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s ),        & ! number of time steps (2 or 0)
4133                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s ),                    & ! parallel IO when compiled accordingly
4134                             .TRUE. )                                             
4135       ENDIF                                                                   
4136                                                                               
4137       IF ( air_chemistry )  THEN                                             
4138          DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_s, 1)                     
4139             IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                        &
4140                                   nest_offl%var_names_chem_s(n) ) )  THEN     
4141                CALL get_variable( id_dynamic,                                 &
4142                           TRIM( nest_offl%var_names_chem_s(n) ),              &
4143                           nest_offl%chem_south(:,:,:,n),                      &
4144                           MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_s ),                  &
4145                           MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s ),                  &
4146                           MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s ),       &
4147                           MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_s ),              &
4148                           MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s ),          &
4149                           MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s ),                      &
4150                           .TRUE. )
4151                nest_offl%chem_from_file_s(n) = .TRUE.
4152             ENDIF
4153          ENDDO
4154       ENDIF
4155!
4156!--    Top boundary
4157       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_top_u',                      &
4158                             nest_offl%u_top(0:1,nys:nyn,nxlu:nxr),            &
4159                             nxlu, nys+1, nest_offl%tind+1,                    &
4160                             nxr-nxlu+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
4161
4162       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_top_v',                      &
4163                             nest_offl%v_top(0:1,nysv:nyn,nxl:nxr),            &
4164                             nxl+1, nysv, nest_offl%tind+1,                    &
4165                             nxr-nxl+1, nyn-nysv+1, 2, .TRUE. )
4166                             
4167       CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_top_w',                      &
4168                             nest_offl%w_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr),             &
4169                             nxl+1, nys+1, nest_offl%tind+1,                   &
4170                             nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
4171                             
4172       IF ( .NOT. neutral )  THEN
4173          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_top_pt',                  &
4174                                nest_offl%pt_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr),         &
4175                                nxl+1, nys+1, nest_offl%tind+1,                &
4176                                nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
4177       ENDIF
4178       IF ( humidity )  THEN
4179          CALL get_variable( id_dynamic, 'ls_forcing_top_qv',                  &
4180                                nest_offl%q_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr),          &
4181                                nxl+1, nys+1, nest_offl%tind+1,                &
4182                                nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
4183       ENDIF
4184       
4185       IF ( air_chemistry )  THEN
4186          DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_t, 1)
4187             IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                     &
4188                                   nest_offl%var_names_chem_t(n) ) )  THEN     
4189                CALL get_variable( id_dynamic,                                 &
4190                              TRIM( nest_offl%var_names_chem_t(n) ),           &
4191                              nest_offl%chem_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr,n),       &
4192                              nxl+1, nys+1, nest_offl%tind+1,                  &
4193                              nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
4194                nest_offl%chem_from_file_t(n) = .TRUE.
4195             ENDIF
4196          ENDDO
4197       ENDIF
4198
4199!
4200!--    Close input file
4201       CALL close_input_file( id_dynamic )
4202#endif
4203!
4204!--    End of CPU measurement
4205       CALL cpu_log( log_point_s(86), 'NetCDF input forcing', 'stop' )
4206
4207    END SUBROUTINE netcdf_data_input_offline_nesting
4208
4209
4210!------------------------------------------------------------------------------!
4211! Description:
4212! ------------
4213!> Checks input file for consistency and minimum requirements.
4214!------------------------------------------------------------------------------!
4215    SUBROUTINE netcdf_data_input_check_dynamic
4216
4217       USE control_parameters,                                                 &
4218           ONLY:  initializing_actions, message_string, nesting_offline
4219
4220       IMPLICIT NONE
4221
4222!
4223!--    In case of forcing, check whether dynamic input file is present
4224       IF ( .NOT. input_pids_dynamic  .AND.  nesting_offline  )  THEN
4225          message_string = 'nesting_offline = .TRUE. requires dynamic '  //    &
4226                            'input file ' //                                   &
4227                            TRIM( input_file_dynamic ) // TRIM( coupling_char )
4228          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0546', 1, 2, 0, 6, 0 )
4229       ENDIF
4230!
4231!--    Dynamic input file must also be present if initialization via inifor is
4232!--    prescribed.
4233       IF ( .NOT. input_pids_dynamic  .AND.                                    &
4234            INDEX( initializing_actions, 'inifor' ) /= 0 )  THEN
4235          message_string = 'initializing_actions = inifor requires dynamic ' //&
4236                           'input file ' // TRIM( input_file_dynamic ) //      &
4237                           TRIM( coupling_char )
4238          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0547', 1, 2, 0, 6, 0 )
4239       ENDIF
4240
4241    END SUBROUTINE netcdf_data_input_check_dynamic
4242
4243!------------------------------------------------------------------------------!
4244! Description:
4245! ------------
4246!> Checks input file for consistency and minimum requirements.
4247!------------------------------------------------------------------------------!
4248    SUBROUTINE netcdf_data_input_check_static
4249
4250       USE arrays_3d,                                                          &
4251           ONLY:  zu
4252
4253       USE control_parameters,                                                 &
4254           ONLY:  land_surface, message_string, urban_surface
4255
4256       USE indices,                                                            &
4257           ONLY:  nxl, nxr, nyn, nys, wall_flags_0
4258
4259       IMPLICIT NONE
4260
4261       INTEGER(iwp) ::  i      !< loop index along x-direction
4262       INTEGER(iwp) ::  j      !< loop index along y-direction
4263       INTEGER(iwp) ::  n_surf !< number of different surface types at given location
4264
4265       LOGICAL      ::  check_passed !< flag indicating if a check passed
4266
4267!
4268!--    Return if no static input file is available
4269       IF ( .NOT. input_pids_static )  RETURN
4270!
4271!--    Check for correct dimension of surface_fractions, should run from 0-2.
4272       IF ( surface_fraction_f%from_file )  THEN
4273          IF ( surface_fraction_f%nf-1 > 2 )  THEN
4274             message_string = 'nsurface_fraction must not be larger than 3.' 
4275             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0580', 1, 2, 0, 6, 0 )
4276          ENDIF
4277       ENDIF
4278!
4279!--    Check orography for fill-values. For the moment, give an error message.
4280!--    More advanced methods, e.g. a nearest neighbor algorithm as used in GIS
4281!--    systems might be implemented later.
4282!--    Please note, if no terrain height is provided, it is set to 0.
4283       IF ( ANY( terrain_height_f%var == terrain_height_f%fill ) )  THEN
4284          message_string = 'NetCDF variable zt is not ' //                     &
4285                           'allowed to have missing data'
4286          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0550', 2, 2, myid, 6, 0 )
4287       ENDIF
4288!
4289!--    Check for negative terrain heights
4290       IF ( ANY( terrain_height_f%var < 0.0_wp ) )  THEN
4291          message_string = 'NetCDF variable zt is not ' //                     &
4292                           'allowed to have negative values'
4293          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0551', 2, 2, myid, 6, 0 )
4294       ENDIF
4295!
4296!--    If 3D buildings are read, check if building information is consistent
4297!--    to numeric grid.
4298       IF ( buildings_f%from_file )  THEN
4299          IF ( buildings_f%lod == 2 )  THEN
4300             IF ( buildings_f%nz > SIZE( zu ) )  THEN
4301                message_string = 'Reading 3D building data - too much ' //     &
4302                                 'data points along the vertical coordinate.'
4303                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0552', 2, 2, 0, 6, 0 )
4304             ENDIF
4305
4306             IF ( ANY( ABS( buildings_f%z(0:buildings_f%nz-1) -                &
4307                       zu(0:buildings_f%nz-1) ) > 1E-6_wp ) )  THEN
4308                message_string = 'Reading 3D building data - vertical ' //     &
4309                                 'coordinate do not match numeric grid.'
4310                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0553', 2, 2, myid, 6, 0 )
4311             ENDIF
4312          ENDIF
4313       ENDIF
4314
4315!
4316!--    Skip further checks concerning buildings and natural surface properties
4317!--    if no urban surface and land surface model are applied.
4318       IF (  .NOT. land_surface  .AND.  .NOT. urban_surface )  RETURN
4319!
4320!--    Check for minimum requirement of surface-classification data in case
4321!--    static input file is used.
4322       IF ( ( .NOT. vegetation_type_f%from_file  .OR.                          &
4323              .NOT. pavement_type_f%from_file    .OR.                          &
4324              .NOT. water_type_f%from_file       .OR.                          &
4325              .NOT. soil_type_f%from_file             ) .OR.                   &
4326             ( urban_surface  .AND.  .NOT. building_type_f%from_file ) )  THEN
4327          message_string = 'Minimum requirement for surface classification ' //&
4328                           'is not fulfilled. At least ' //                    &
4329                           'vegetation_type, pavement_type, ' //               &
4330                           'soil_type and water_type are '//                   &
4331                           'required. If urban-surface model is applied, ' //  &
4332                           'also building_type is required'
4333          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0554', 1, 2, 0, 6, 0 )
4334       ENDIF
4335!
4336!--    Check for general availability of input variables.
4337!--    If vegetation_type is 0 at any location, vegetation_pars as well as
4338!--    root_area_dens_s are required.
4339       IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
4340          IF ( ANY( vegetation_type_f%var == 0 ) )  THEN
4341             IF ( .NOT. vegetation_pars_f%from_file )  THEN
4342                message_string = 'If vegetation_type = 0 at any location, ' // &
4343                                 'vegetation_pars is required'
4344                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0555', 2, 2, -1, 6, 0 )
4345             ENDIF
4346             IF ( .NOT. root_area_density_lsm_f%from_file )  THEN
4347                message_string = 'If vegetation_type = 0 at any location, ' // &
4348                                 'root_area_dens_s is required'
4349                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0556', 2, 2, myid, 6, 0 )
4350             ENDIF
4351          ENDIF
4352       ENDIF
4353!
4354!--    If soil_type is zero at any location, soil_pars is required.
4355       IF ( soil_type_f%from_file )  THEN
4356          check_passed = .TRUE.
4357          IF ( ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
4358             IF ( ANY( soil_type_f%var_2d == 0 ) )  THEN
4359                IF ( .NOT. soil_pars_f%from_file )  check_passed = .FALSE.
4360             ENDIF
4361          ELSE
4362             IF ( ANY( soil_type_f%var_3d == 0 ) )  THEN
4363                IF ( .NOT. soil_pars_f%from_file )  check_passed = .FALSE.
4364             ENDIF
4365          ENDIF
4366          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
4367             message_string = 'If soil_type = 0 at any location, ' //          &
4368                              'soil_pars is required'
4369             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0557', 2, 2, myid, 6, 0 )
4370          ENDIF
4371       ENDIF
4372!
4373!--    Buildings require a type in case of urban-surface model.
4374       IF ( buildings_f%from_file  .AND.  .NOT. building_type_f%from_file  )  THEN
4375          message_string = 'If buildings are provided, also building_type ' // &
4376                           'is required'
4377          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0581', 2, 2, myid, 6, 0 )
4378       ENDIF
4379!
4380!--    Buildings require an ID.
4381       IF ( buildings_f%from_file  .AND.  .NOT. building_id_f%from_file  )  THEN
4382          message_string = 'If buildings are provided, also building_id ' //   &
4383                           'is required'
4384          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0582', 2, 2, myid, 6, 0 )
4385       ENDIF
4386!
4387!--    If building_type is zero at any location, building_pars is required.
4388       IF ( building_type_f%from_file )  THEN
4389          IF ( ANY( building_type_f%var == 0 ) )  THEN
4390             IF ( .NOT. building_pars_f%from_file )  THEN
4391                message_string = 'If building_type = 0 at any location, ' //   &
4392                                 'building_pars is required'
4393                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0558', 2, 2, myid, 6, 0 )
4394             ENDIF
4395          ENDIF
4396       ENDIF
4397!
4398!--    If building_type is provided, also building_id is needed (due to the
4399!--    filtering algorithm).
4400       IF ( building_type_f%from_file  .AND.  .NOT. building_id_f%from_file )  &
4401       THEN
4402          message_string = 'If building_type is provided, also building_id '// &
4403                           'is required'
4404          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0519', 2, 2, myid, 6, 0 )
4405       ENDIF       
4406!
4407!--    If albedo_type is zero at any location, albedo_pars is required.
4408       IF ( albedo_type_f%from_file )  THEN
4409          IF ( ANY( albedo_type_f%var == 0 ) )  THEN
4410             IF ( .NOT. albedo_pars_f%from_file )  THEN
4411                message_string = 'If albedo_type = 0 at any location, ' //     &
4412                                 'albedo_pars is required'
4413                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0559', 2, 2, myid, 6, 0 )
4414             ENDIF
4415          ENDIF
4416       ENDIF
4417!
4418!--    If pavement_type is zero at any location, pavement_pars is required.
4419       IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
4420          IF ( ANY( pavement_type_f%var == 0 ) )  THEN
4421             IF ( .NOT. pavement_pars_f%from_file )  THEN
4422                message_string = 'If pavement_type = 0 at any location, ' //   &
4423                                 'pavement_pars is required'
4424                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0560', 2, 2, myid, 6, 0 )
4425             ENDIF
4426          ENDIF
4427       ENDIF
4428!
4429!--    If pavement_type is zero at any location, also pavement_subsurface_pars
4430!--    is required.
4431       IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
4432          IF ( ANY( pavement_type_f%var == 0 ) )  THEN
4433             IF ( .NOT. pavement_subsurface_pars_f%from_file )  THEN
4434                message_string = 'If pavement_type = 0 at any location, ' //   &
4435                                 'pavement_subsurface_pars is required'
4436                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0561', 2, 2, myid, 6, 0 )
4437             ENDIF
4438          ENDIF
4439       ENDIF
4440!
4441!--    If water_type is zero at any location, water_pars is required.
4442       IF ( water_type_f%from_file )  THEN
4443          IF ( ANY( water_type_f%var == 0 ) )  THEN
4444             IF ( .NOT. water_pars_f%from_file )  THEN
4445                message_string = 'If water_type = 0 at any location, ' //      &
4446                                 'water_pars is required'
4447                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0562', 2, 2,myid, 6, 0 )
4448             ENDIF
4449          ENDIF
4450       ENDIF
4451!
4452!--    Check for local consistency of the input data.
4453       DO  i = nxl, nxr
4454          DO  j = nys, nyn
4455!
4456!--          For each (y,x)-location at least one of the parameters
4457!--          vegetation_type, pavement_type, building_type, or water_type
4458!--          must be set to a non­missing value.
4459             IF ( land_surface  .AND.  .NOT. urban_surface )  THEN
4460                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == vegetation_type_f%fill  .AND.&
4461                     pavement_type_f%var(j,i)   == pavement_type_f%fill    .AND.&
4462                     water_type_f%var(j,i)      == water_type_f%fill )  THEN
4463                   WRITE( message_string, * )                                  &
4464                                    'At least one of the parameters '//        &
4465                                    'vegetation_type, pavement_type, '     //  &
4466                                    'or water_type must be set '//             &
4467                                    'to a non-missing value. Grid point: ', j, i
4468                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0563', 2, 2, myid, 6, 0 )
4469                ENDIF
4470             ELSEIF ( land_surface  .AND.  urban_surface )  THEN
4471                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == vegetation_type_f%fill  .AND.&
4472                     pavement_type_f%var(j,i)   == pavement_type_f%fill    .AND.&
4473                     building_type_f%var(j,i)   == building_type_f%fill    .AND.&
4474                     water_type_f%var(j,i)      == water_type_f%fill )  THEN
4475                   WRITE( message_string, * )                                  &
4476                                 'At least one of the parameters '//           &
4477                                 'vegetation_type, pavement_type, '  //        &
4478                                 'building_type, or water_type must be set '// &
4479                                 'to a non-missing value. Grid point: ', j, i
4480                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0563', 2, 2, myid, 6, 0 )
4481                ENDIF
4482             ENDIF
4483               
4484!
4485!--          Note that a soil_type is required for each location (y,x) where
4486!--          either vegetation_type or pavement_type is a non­missing value.
4487             IF ( ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill  .OR. &
4488                    pavement_type_f%var(j,i)   /= pavement_type_f%fill ) )  THEN
4489                check_passed = .TRUE.
4490                IF ( ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
4491                   IF ( soil_type_f%var_2d(j,i) == soil_type_f%fill )          &
4492                      check_passed = .FALSE.
4493                ELSE
4494                   IF ( ANY( soil_type_f%var_3d(:,j,i) == soil_type_f%fill) )  &
4495                      check_passed = .FALSE.
4496                ENDIF
4497
4498                IF ( .NOT. check_passed )  THEN
4499                   message_string = 'soil_type is required for each '//        &
4500                                 'location (y,x) where vegetation_type or ' // &
4501                                 'pavement_type is a non-missing value.'
4502                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0564',            &
4503                                  2, 2, myid, 6, 0 )
4504                ENDIF
4505             ENDIF
4506!
4507!--          Check for consistency of surface fraction. If more than one type
4508!--          is set, surface fraction need to be given and the sum must not
4509!--          be larger than 1.
4510             n_surf = 0
4511             IF ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill )       &
4512                n_surf = n_surf + 1
4513             IF ( water_type_f%var(j,i)      /= water_type_f%fill )            &
4514                n_surf = n_surf + 1
4515             IF ( pavement_type_f%var(j,i)   /= pavement_type_f%fill )         &
4516                n_surf = n_surf + 1
4517
4518             IF ( n_surf > 1 )  THEN
4519                IF ( .NOT. surface_fraction_f%from_file )  THEN
4520                   message_string = 'If more than one surface type is ' //     &
4521                                 'given at a location, surface_fraction ' //   &
4522                                 'must be provided.'
4523                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0565',            &
4524                                  2, 2, myid, 6, 0 )
4525                ELSEIF ( ANY ( surface_fraction_f%frac(:,j,i) ==               &
4526                               surface_fraction_f%fill ) )  THEN
4527                   message_string = 'If more than one surface type is ' //     &
4528                                 'given at a location, surface_fraction ' //   &
4529                                 'must be provided.'
4530                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0565',            &
4531                                  2, 2, myid, 6, 0 )
4532                ENDIF
4533             ENDIF
4534!
4535!--          Check for further mismatches. e.g. relative fractions exceed 1 or
4536!--          vegetation_type is set but surface vegetation fraction is zero,
4537!--          etc..
4538             IF ( surface_fraction_f%from_file )  THEN
4539!
4540!--             Sum of relative fractions must not exceed 1.
4541                IF ( SUM ( surface_fraction_f%frac(0:2,j,i) ) > 1.0_wp )  THEN
4542                   message_string = 'surface_fraction must not exceed 1'
4543                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0566',            &
4544                                  2, 2, myid, 6, 0 )
4545                ENDIF
4546!
4547!--             Relative fraction for a type must not be zero at locations where
4548!--             this type is set.
4549                IF (                                                           &
4550                  ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill  .AND.&
4551                 ( surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) == 0.0_wp .OR.    &
4552                   surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) ==                &
4553                                                     surface_fraction_f%fill ) &
4554                  )  .OR.                                                      &
4555                  ( pavement_type_f%var(j,i) /= pavement_type_f%fill     .AND. &
4556                 ( surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) == 0.0_wp .OR.   &
4557                   surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) ==               &
4558                                                     surface_fraction_f%fill ) &
4559                  )  .OR.                                                      &
4560                  ( water_type_f%var(j,i) /= water_type_f%fill           .AND. &
4561                 ( surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) == 0.0_wp .OR.     &
4562                   surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) ==                 &
4563                                                     surface_fraction_f%fill ) &
4564                  ) )  THEN
4565                   WRITE( message_string, * ) 'Mismatch in setting of '     // &
4566                             'surface_fraction. Vegetation-, pavement-, or '// &
4567                             'water surface is given at (i,j) = ( ', i, j,     &
4568                             ' ), but surface fraction is 0 for the given type.'
4569                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0567',            &
4570                                  2, 2, myid, 6, 0 )
4571                ENDIF
4572!
4573!--             Relative fraction for a type must not contain non-zero values
4574!--             if this type is not set.
4575                IF (                                                           &
4576                  ( vegetation_type_f%var(j,i) == vegetation_type_f%fill  .AND.&
4577                 ( surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) /= 0.0_wp .AND.   &
4578                   surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) /=                &
4579                                                     surface_fraction_f%fill ) &
4580                  )  .OR.                                                      &
4581                  ( pavement_type_f%var(j,i) == pavement_type_f%fill     .AND. &
4582                 ( surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) /= 0.0_wp .AND.  &
4583                   surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) /=               &
4584                                                     surface_fraction_f%fill ) &
4585                  )  .OR.                                                      &
4586                  ( water_type_f%var(j,i) == water_type_f%fill           .AND. &
4587                 ( surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) /= 0.0_wp .AND.    &
4588                   surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) /=                 &
4589                                                     surface_fraction_f%fill ) &
4590                  ) )  THEN
4591                   WRITE( message_string, * ) 'Mismatch in setting of '     // &
4592                             'surface_fraction. Vegetation-, pavement-, or '// &
4593                             'water surface is not given at (i,j) = ( ', i, j, &
4594                             ' ), but surface fraction is not 0 for the ' //   &
4595                             'given type.'
4596                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0568',            &
4597                                  2, 2, myid, 6, 0 )
4598                ENDIF
4599             ENDIF
4600!
4601!--          Check vegetation_pars. If vegetation_type is 0, all parameters
4602!--          need to be set, otherwise, single parameters set by
4603!--          vegetation_type can be overwritten.
4604             IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
4605                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
4606                   IF ( ANY( vegetation_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==               &
4607                             vegetation_pars_f%fill ) )  THEN
4608                      message_string = 'If vegetation_type(y,x) = 0, all '  // &
4609                                       'parameters of vegetation_pars at '//   &
4610                                       'this location must be set.'
4611                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0569',         &
4612                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4613                   ENDIF
4614                ENDIF
4615             ENDIF
4616!
4617!--          Check root distribution. If vegetation_type is 0, all levels must
4618!--          be set.
4619             IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
4620                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
4621                   IF ( ANY( root_area_density_lsm_f%var(:,j,i) ==             &
4622                             root_area_density_lsm_f%fill ) )  THEN
4623                      message_string = 'If vegetation_type(y,x) = 0, all ' //  &
4624                                       'levels of root_area_dens_s ' //        &
4625                                       'must be set at this location.'
4626                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0570',         &
4627                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4628                   ENDIF
4629                ENDIF
4630             ENDIF
4631!
4632!--          Check soil parameters. If soil_type is 0, all parameters
4633!--          must be set.
4634             IF ( soil_type_f%from_file )  THEN
4635                check_passed = .TRUE.
4636                IF ( ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
4637                   IF ( soil_type_f%var_2d(j,i) == 0 )  THEN
4638                      IF ( ANY( soil_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                  &
4639                                soil_pars_f%fill ) )  check_passed = .FALSE.
4640                   ENDIF
4641                ELSE
4642                   IF ( ANY( soil_type_f%var_3d(:,j,i) == 0 ) )  THEN
4643                      IF ( ANY( soil_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                  &
4644                                soil_pars_f%fill ) )  check_passed = .FALSE.
4645                   ENDIF
4646                ENDIF
4647                IF ( .NOT. check_passed )  THEN
4648                   message_string = 'If soil_type(y,x) = 0, all levels of '  //&
4649                                    'soil_pars at this location must be set.'
4650                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0571',            &
4651                                  2, 2, myid, 6, 0 )
4652                ENDIF
4653             ENDIF
4654
4655!
4656!--          Check building parameters. If building_type is 0, all parameters
4657!--          must be set.
4658             IF ( building_type_f%from_file )  THEN
4659                IF ( building_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
4660                   IF ( ANY( building_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                 &
4661                             building_pars_f%fill ) )  THEN
4662                      message_string = 'If building_type(y,x) = 0, all ' //    &
4663                                       'parameters of building_pars at this '//&
4664                                       'location must be set.'
4665                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0572',         &
4666                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4667                   ENDIF
4668                ENDIF
4669             ENDIF
4670!
4671!--          Check if building_type is set at each building and vice versa.
4672!--          Please note, buildings are already processed and filtered.
4673!--          For this reason, consistency checks are based on wall_flags_0
4674!--          rather than buildings_f (buildings are represented by bit 6 in
4675!--          wall_flags_0).
4676             IF ( building_type_f%from_file  .AND.  buildings_f%from_file )  THEN
4677                IF ( ANY( BTEST ( wall_flags_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.            &
4678                     building_type_f%var(j,i) == building_type_f%fill  .OR.    &
4679               .NOT. ANY( BTEST ( wall_flags_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.            &
4680                     building_type_f%var(j,i) /= building_type_f%fill )  THEN
4681                   WRITE( message_string, * ) 'Each location where a ' //      &
4682                                   'building is set requires a type ' //       &
4683                                   '( and vice versa ) in case the ' //        &
4684                                   'urban-surface model is applied. ' //       &
4685                                   'i, j = ', i, j
4686                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0573',            &
4687                                  2, 2, myid, 6, 0 )
4688                ENDIF
4689             ENDIF
4690!
4691!--          Check if at each location where a building is present also an ID
4692!--          is set and vice versa.
4693             IF ( buildings_f%from_file )  THEN
4694                IF ( ANY( BTEST ( wall_flags_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.           &
4695                     building_id_f%var(j,i) == building_id_f%fill  .OR.       &
4696               .NOT. ANY( BTEST ( wall_flags_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.           &
4697                     building_id_f%var(j,i) /= building_id_f%fill )  THEN
4698                   WRITE( message_string, * ) 'Each location where a ' //     &
4699                                   'building is set requires an ID ' //       &
4700                                   '( and vice versa ). i, j = ', i, j
4701                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0574',           &
4702                                  2, 2, myid, 6, 0 )
4703                ENDIF
4704             ENDIF
4705!
4706!--          Check if building ID is set where a bulding is defined.
4707             IF ( buildings_f%from_file )  THEN
4708                IF ( ANY( BTEST ( wall_flags_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.           &
4709                     building_id_f%var(j,i) == building_id_f%fill )  THEN
4710                   WRITE( message_string, * ) 'Each building grid point '//   &
4711                                              'requires an ID.', i, j
4712                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0575',           &
4713                                  2, 2, myid, 6, 0 )
4714                ENDIF
4715             ENDIF
4716!
4717!--          Check albedo parameters. If albedo_type is 0, all parameters
4718!--          must be set.
4719             IF ( albedo_type_f%from_file )  THEN
4720                IF ( albedo_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
4721                   IF ( ANY( albedo_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                   &
4722                             albedo_pars_f%fill ) )  THEN
4723                      message_string = 'If albedo_type(y,x) = 0, all ' //      &
4724                                       'parameters of albedo_pars at this ' // &
4725                                       'location must be set.'
4726                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0576',         &
4727                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4728                   ENDIF
4729                ENDIF
4730             ENDIF
4731
4732!
4733!--          Check pavement parameters. If pavement_type is 0, all parameters
4734!--          of pavement_pars must be set at this location.
4735             IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
4736                IF ( pavement_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
4737                   IF ( ANY( pavement_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                 &
4738                             pavement_pars_f%fill ) )  THEN
4739                      message_string = 'If pavement_type(y,x) = 0, all ' //    &
4740                                       'parameters of pavement_pars at this '//&
4741                                       'location must be set.'
4742                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0577',         &
4743                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4744                   ENDIF
4745                ENDIF
4746             ENDIF
4747!
4748!--          Check pavement-subsurface parameters. If pavement_type is 0,
4749!--          all parameters of pavement_subsurface_pars must be set  at this
4750!--          location.
4751             IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
4752                IF ( pavement_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
4753                   IF ( ANY( pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz(:,:,j,i) ==   &
4754                             pavement_subsurface_pars_f%fill ) )  THEN
4755                      message_string = 'If pavement_type(y,x) = 0, all ' //    &
4756                                       'parameters of '                  //    &
4757                                       'pavement_subsurface_pars at this '//   &
4758                                       'location must be set.'
4759                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0578',         &
4760                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4761                   ENDIF
4762                ENDIF
4763             ENDIF
4764
4765!
4766!--          Check water parameters. If water_type is 0, all parameters
4767!--          must be set  at this location.
4768             IF ( water_type_f%from_file )  THEN
4769                IF ( water_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
4770                   IF ( ANY( water_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                    &
4771                             water_pars_f%fill ) )  THEN
4772                      message_string = 'If water_type(y,x) = 0, all ' //       &
4773                                       'parameters of water_pars at this ' //  &
4774                                       'location must be set.'
4775                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0579',         &
4776                                     2, 2, myid, 6, 0 )
4777                   ENDIF
4778                ENDIF
4779             ENDIF
4780
4781          ENDDO
4782       ENDDO
4783
4784    END SUBROUTINE netcdf_data_input_check_static
4785
4786!------------------------------------------------------------------------------!
4787! Description:
4788! ------------
4789!> Resize 8-bit 2D Integer array: (nys:nyn,nxl:nxr) -> (nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4790!------------------------------------------------------------------------------!
4791    SUBROUTINE resize_array_2d_int8( var, js, je, is, ie )
4792   
4793       IMPLICIT NONE
4794
4795       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4796       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4797       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4798       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4799       
4800       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4801       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4802!
4803!--    Allocate temporary variable
4804       ALLOCATE( var_tmp(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4805!
4806!--    Temporary copy of the variable
4807       var_tmp(js:je,is:ie) = var(js:je,is:ie)
4808!
4809!--    Resize the array
4810       DEALLOCATE( var )
4811       ALLOCATE( var(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4812!
4813!--    Transfer temporary copy back to original array
4814       var(js:je,is:ie) = var_tmp(js:je,is:ie)
4815
4816    END SUBROUTINE resize_array_2d_int8
4817   
4818!------------------------------------------------------------------------------!
4819! Description:
4820! ------------
4821!> Resize 32-bit 2D Integer array: (nys:nyn,nxl:nxr) -> (nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4822!------------------------------------------------------------------------------!
4823    SUBROUTINE resize_array_2d_int32( var, js, je, is, ie )
4824
4825       IMPLICIT NONE
4826       
4827       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4828       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4829       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4830       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4831
4832       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4833       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4834!
4835!--    Allocate temporary variable
4836       ALLOCATE( var_tmp(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4837!
4838!--    Temporary copy of the variable
4839       var_tmp(js:je,is:ie) = var(js:je,is:ie)
4840!
4841!--    Resize the array
4842       DEALLOCATE( var )
4843       ALLOCATE( var(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4844!
4845!--    Transfer temporary copy back to original array
4846       var(js:je,is:ie) = var_tmp(js:je,is:ie)
4847
4848    END SUBROUTINE resize_array_2d_int32
4849   
4850!------------------------------------------------------------------------------!
4851! Description:
4852! ------------
4853!> Resize 8-bit 3D Integer array: (:,nys:nyn,nxl:nxr) -> (:,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4854!------------------------------------------------------------------------------!
4855    SUBROUTINE resize_array_3d_int8( var, ks, ke, js, je, is, ie )
4856
4857       IMPLICIT NONE
4858
4859       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4860       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4861       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4862       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4863       INTEGER(iwp) ::  ke !< upper bound of treated array in z-direction 
4864       INTEGER(iwp) ::  ks !< lower bound of treated array in z-direction 
4865       
4866       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4867       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4868!
4869!--    Allocate temporary variable
4870       ALLOCATE( var_tmp(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4871!
4872!--    Temporary copy of the variable
4873       var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie) = var(ks:ke,js:je,is:ie)
4874!
4875!--    Resize the array
4876       DEALLOCATE( var )
4877       ALLOCATE( var(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4878!
4879!--    Transfer temporary copy back to original array
4880       var(ks:ke,js:je,is:ie) = var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie)
4881
4882    END SUBROUTINE resize_array_3d_int8
4883   
4884!------------------------------------------------------------------------------!
4885! Description:
4886! ------------
4887!> Resize 3D Real array: (:,nys:nyn,nxl:nxr) -> (:,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4888!------------------------------------------------------------------------------!
4889    SUBROUTINE resize_array_3d_real( var, ks, ke, js, je, is, ie )
4890
4891       IMPLICIT NONE
4892
4893       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4894       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4895       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4896       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4897       INTEGER(iwp) ::  ke !< upper bound of treated array in z-direction 
4898       INTEGER(iwp) ::  ks !< lower bound of treated array in z-direction 
4899       
4900       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4901       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4902!
4903!--    Allocate temporary variable
4904       ALLOCATE( var_tmp(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4905!
4906!--    Temporary copy of the variable
4907       var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie) = var(ks:ke,js:je,is:ie)
4908!
4909!--    Resize the array
4910       DEALLOCATE( var )
4911       ALLOCATE( var(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4912!
4913!--    Transfer temporary copy back to original array
4914       var(ks:ke,js:je,is:ie) = var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie)
4915
4916    END SUBROUTINE resize_array_3d_real
4917   
4918!------------------------------------------------------------------------------!
4919! Description:
4920! ------------
4921!> Resize 4D Real array: (:,:,nys:nyn,nxl:nxr) -> (:,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4922!------------------------------------------------------------------------------!
4923    SUBROUTINE resize_array_4d_real( var, k1s, k1e, k2s, k2e, js, je, is, ie )
4924
4925       IMPLICIT NONE
4926       
4927       INTEGER(iwp) ::  je  !< upper index bound along y direction
4928       INTEGER(iwp) ::  js  !< lower index bound along y direction
4929       INTEGER(iwp) ::  ie  !< upper index bound along x direction
4930       INTEGER(iwp) ::  is  !< lower index bound along x direction
4931       INTEGER(iwp) ::  k1e !< upper bound of treated array in z-direction 
4932       INTEGER(iwp) ::  k1s !< lower bound of treated array in z-direction
4933       INTEGER(iwp) ::  k2e !< upper bound of treated array along parameter space 
4934       INTEGER(iwp) ::  k2s !< lower bound of treated array along parameter space 
4935       
4936       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4937       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4938!
4939!--    Allocate temporary variable
4940       ALLOCATE( var_tmp(k1s:k1e,k2s:k2e,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4941!
4942!--    Temporary copy of the variable
4943       var_tmp(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie) = var(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie)
4944!
4945!--    Resize the array
4946       DEALLOCATE( var )
4947       ALLOCATE( var(k1s:k1e,k2s:k2e,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4948!
4949!--    Transfer temporary copy back to original array
4950       var(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie) = var_tmp(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie)
4951
4952    END SUBROUTINE resize_array_4d_real
4953   
4954!------------------------------------------------------------------------------!
4955! Description:
4956! ------------
4957!> Vertical interpolation and extrapolation of 1D variables.
4958!------------------------------------------------------------------------------!
4959    SUBROUTINE netcdf_data_input_interpolate_1d( var, z_grid, z_file)
4960
4961       IMPLICIT NONE
4962
4963       INTEGER(iwp) ::  k       !< running index z-direction file
4964       INTEGER(iwp) ::  kk      !< running index z-direction stretched model grid
4965       INTEGER(iwp) ::  kl      !< lower index bound along z-direction
4966       INTEGER(iwp) ::  ku      !< upper index bound along z-direction
4967
4968       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  z_grid                  !< grid levels on numeric grid
4969       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  z_file                  !< grid levels on file grid
4970       REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(INOUT) ::  var      !< treated variable
4971       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  var_tmp  !< temporary variable
4972
4973
4974       kl = LBOUND(var,1)
4975       ku = UBOUND(var,1)