source: palm/trunk/SOURCE/netcdf_data_input_mod.f90 @ 4298

Last change on this file since 4298 was 4298, checked in by suehring, 17 months ago

Bugfixes: Calculation of 2-m temperature adjusted to the case the 2-m level is above the first grid level; salsa: close netcdf input files after reading; open netcdf input files with read-only attribute instead of write attribute

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 258.5 KB
Line 
1!> @file netcdf_data_input_mod.f90
2!------------------------------------------------------------------------------!
3! This file is part of the PALM model system.
4!
5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the
6! terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
7! Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later
8! version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2019 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: netcdf_data_input_mod.f90 4298 2019-11-21 15:59:16Z suehring $
27! Open input files with read-only attribute instead of write attribute.
28!
29! 4280 2019-10-29 14:34:15Z monakurppa
30! Remove id_emis flags from get_variable_4d_to_3d_real and
31! get_variable_5d_to_4d_real
32!
33! 4258 2019-10-07 13:29:08Z suehring
34! - Migrate input of soil temperature and moisture to land-surface model.
35! - Remove interpolate routines and move the only required subroutine to
36!   land-surface model.
37!
38! 4247 2019-09-30 10:18:24Z pavelkrc
39! Add reading and processing of building_surface_pars
40!
41! 4226 2019-09-10 17:03:24Z suehring
42! - Netcdf input routine for dimension length renamed
43! - Move offline-nesting-specific checks to nesting_offl_mod
44! - Module-specific input of boundary data for offline nesting moved to
45!   nesting_offl_mod
46! - Define module specific data type for offline nesting in nesting_offl_mod
47!
48! 4190 2019-08-27 15:42:37Z suehring
49! type real_1d changed to real_1d_3d
50!
51! 4186 2019-08-23 16:06:14Z suehring
52! Minor formatting adjustments
53!
54! 4182 2019-08-22 15:20:23Z scharf
55! Corrected "Former revisions" section
56!
57! 4178 2019-08-21 11:13:06Z suehring
58! Implement input of external radiation forcing. Therefore, provide public
59! subroutines and variables.
60!
61! 4150 2019-08-08 20:00:47Z suehring
62! Some variables are given the public attribute, in order to call netcdf input
63! from single routines
64!
65! 4125 2019-07-29 13:31:44Z suehring
66! To enable netcdf-parallel access for lateral boundary data (dynamic input),
67! zero number of elements are passed to the respective get_variable routine
68! for non-boundary cores.
69!
70! 4100 2019-07-17 08:11:29Z forkel
71! Made check for input_pids_dynamic and 'inifor' more general
72!
73! 4012 2019-05-31 15:19:05Z monakurppa
74!
75! 3994 2019-05-22 18:08:09Z suehring
76! Remove single location message
77!
78! 3976 2019-05-15 11:02:34Z hellstea
79! Remove unused variables from last commit
80!
81! 3969 2019-05-13 12:14:33Z suehring
82! - clean-up index notations for emission_values to eliminate magic numbers
83! - introduce temporary variable dum_var_5d as well as subroutines
84!   get_var_5d_real and get_var_5d_real_dynamic
85! - remove emission-specific code in generic get_variable routines
86! - in subroutine netcdf_data_input_chemistry_data change netCDF LOD 1
87!   (default) emission_values to the following index order:
88!   z, y, x, species, category
89! - in subroutine netcdf_data_input_chemistry_data
90!   changed netCDF LOD 2 pre-processed emission_values to the following index
91!   order: time, z, y, x, species
92! - in type chem_emis_att_type replace nspec with n_emiss_species
93!   but retained nspec for backward compatibility with salsa_mod. (E.C. Chan)
94!
95! 3961 2019-05-08 16:12:31Z suehring
96! Revise checks for building IDs and types
97!
98! 3943 2019-05-02 09:50:41Z maronga
99! Temporarily disabled some (faulty) checks for static driver.
100!
101! 3942 2019-04-30 13:08:30Z kanani
102! Fix: increase LEN of all NetCDF attribute values (caused crash in
103! netcdf_create_global_atts due to insufficient length)
104!
105! 3941 2019-04-30 09:48:33Z suehring
106! Move check for grid dimension to an earlier point in time when first array
107! is read.
108! Improve checks for building types / IDs with respect to 2D/3D buildings.
109!
110! 3885 2019-04-11 11:29:34Z kanani
111! Changes related to global restructuring of location messages and introduction
112! of additional debug messages
113!
114! 3864 2019-04-05 09:01:56Z monakurppa
115! get_variable_4d_to_3d_real modified to enable read in data of type
116! data(t,y,x,n) one timestep at a time + some routines made public
117!
118! 3855 2019-04-03 10:00:59Z suehring
119! Typo removed
120!
121! 3854 2019-04-02 16:59:33Z suehring
122! Bugfix in one of the checks. Typo removed.
123!
124! 3744 2019-02-15 18:38:58Z suehring
125! Enable mesoscale offline nesting for chemistry variables as well as
126! initialization of chemistry via dynamic input file.
127!
128! 3705 2019-01-29 19:56:39Z suehring
129! Interface for attribute input of 8-bit and 32-bit integer
130!
131! 3704 2019-01-29 19:51:41Z suehring
132! unused variables removed
133!
134! 2696 2017-12-14 17:12:51Z kanani
135! Initial revision (suehring)
136!
137! Authors:
138! --------
139! @author Matthias Suehring
140! @author Edward C. Chan
141! @author Emanuele Russo
142!
143! Description:
144! ------------
145!> Modulue contains routines to input data according to Palm input data
146!> standart using dynamic and static input files.
147!> @todo - Chemistry: revise reading of netcdf file and ajdust formatting
148!>         according to standard!!! (ecc/done)
149!> @todo - Order input alphabetically
150!> @todo - Revise error messages and error numbers
151!> @todo - Input of missing quantities (chemical species, emission rates)
152!> @todo - Defninition and input of still missing variable attributes
153!>         (ecc/what are they?)
154!> @todo - Input of initial geostrophic wind profiles with cyclic conditions.
155!> @todo - remove z dimension from default_emission_data nad preproc_emission_data
156!          and correpsonding subroutines get_var_5d_real and get_var_5d_dynamic (ecc)
157!> @todo - decpreciate chem_emis_att_type@nspec (ecc)
158!> @todo - depreciate subroutines get_variable_4d_to_3d_real and
159!>         get_variable_5d_to_4d_real (ecc)
160!> @todo - introduce useful debug_message(s)
161!------------------------------------------------------------------------------!
162 MODULE netcdf_data_input_mod
163
164    USE control_parameters,                                                    &
165        ONLY:  coupling_char, io_blocks, io_group
166
167    USE cpulog,                                                                &
168        ONLY:  cpu_log, log_point_s
169
170    USE indices,                                                               &
171        ONLY:  nbgp
172
173    USE kinds
174
175#if defined ( __netcdf )
176    USE NETCDF
177#endif
178
179    USE pegrid
180
181    USE surface_mod,                                                           &
182        ONLY:  ind_pav_green, ind_veg_wall, ind_wat_win
183!
184!-- Define type for dimensions.
185    TYPE dims_xy
186       INTEGER(iwp) :: nx                             !< dimension length in x
187       INTEGER(iwp) :: ny                             !< dimension length in y
188       INTEGER(iwp) :: nz                             !< dimension length in z
189       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: x       !< dimension array in x
190       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: y       !< dimension array in y
191       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: z       !< dimension array in z
192    END TYPE dims_xy
193    TYPE init_type
194
195       CHARACTER(LEN=16) ::  init_char = 'init_atmosphere_'          !< leading substring for init variables
196       CHARACTER(LEN=23) ::  origin_time = '2000-01-01 00:00:00 +00' !< reference time of input data
197       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem !< list of chemistry variable names that can potentially be on file
198
199       INTEGER(iwp) ::  lod_msoil !< level of detail - soil moisture
200       INTEGER(iwp) ::  lod_pt    !< level of detail - pt
201       INTEGER(iwp) ::  lod_q     !< level of detail - q
202       INTEGER(iwp) ::  lod_tsoil !< level of detail - soil temperature
203       INTEGER(iwp) ::  lod_u     !< level of detail - u-component
204       INTEGER(iwp) ::  lod_v     !< level of detail - v-component
205       INTEGER(iwp) ::  lod_w     !< level of detail - w-component
206       INTEGER(iwp) ::  nx        !< number of scalar grid points along x in dynamic input file
207       INTEGER(iwp) ::  nxu       !< number of u grid points along x in dynamic input file
208       INTEGER(iwp) ::  ny        !< number of scalar grid points along y in dynamic input file
209       INTEGER(iwp) ::  nyv       !< number of v grid points along y in dynamic input file
210       INTEGER(iwp) ::  nzs       !< number of vertical soil levels in dynamic input file
211       INTEGER(iwp) ::  nzu       !< number of vertical levels on scalar grid in dynamic input file
212       INTEGER(iwp) ::  nzw       !< number of vertical levels on w grid in dynamic input file
213       
214       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  lod_chem !< level of detail - chemistry variables
215
216       LOGICAL ::  from_file_msoil  = .FALSE. !< flag indicating whether soil moisture is already initialized from file
217       LOGICAL ::  from_file_pt     = .FALSE. !< flag indicating whether pt is already initialized from file
218       LOGICAL ::  from_file_q      = .FALSE. !< flag indicating whether q is already initialized from file
219       LOGICAL ::  from_file_tsoil  = .FALSE. !< flag indicating whether soil temperature is already initialized from file
220       LOGICAL ::  from_file_u      = .FALSE. !< flag indicating whether u is already initialized from file
221       LOGICAL ::  from_file_ug     = .FALSE. !< flag indicating whether ug is already initialized from file
222       LOGICAL ::  from_file_v      = .FALSE. !< flag indicating whether v is already initialized from file
223       LOGICAL ::  from_file_vg     = .FALSE. !< flag indicating whether ug is already initialized from file
224       LOGICAL ::  from_file_w      = .FALSE. !< flag indicating whether w is already initialized from file
225       
226       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  from_file_chem !< flag indicating whether chemistry variable is read from file
227
228       REAL(wp) ::  fill_msoil              !< fill value for soil moisture
229       REAL(wp) ::  fill_pt                 !< fill value for pt
230       REAL(wp) ::  fill_q                  !< fill value for q
231       REAL(wp) ::  fill_tsoil              !< fill value for soil temperature
232       REAL(wp) ::  fill_u                  !< fill value for u
233       REAL(wp) ::  fill_v                  !< fill value for v
234       REAL(wp) ::  fill_w                  !< fill value for w
235       REAL(wp) ::  latitude = 0.0_wp       !< latitude of the lower left corner
236       REAL(wp) ::  longitude = 0.0_wp      !< longitude of the lower left corner
237       REAL(wp) ::  origin_x = 500000.0_wp  !< UTM easting of the lower left corner
238       REAL(wp) ::  origin_y = 0.0_wp       !< UTM northing of the lower left corner
239       REAL(wp) ::  origin_z = 0.0_wp       !< reference height of input data
240       REAL(wp) ::  rotation_angle = 0.0_wp !< rotation angle of input data
241
242       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  fill_chem    !< fill value - chemistry variables
243       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  msoil_1d     !< initial vertical profile of soil moisture
244       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  pt_init      !< initial vertical profile of pt
245       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  q_init       !< initial vertical profile of q
246       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  tsoil_1d     !< initial vertical profile of soil temperature
247       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  u_init       !< initial vertical profile of u
248       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ug_init      !< initial vertical profile of ug
249       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  v_init       !< initial vertical profile of v
250       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  vg_init      !< initial vertical profile of ug
251       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  w_init       !< initial vertical profile of w
252       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  z_soil       !< vertical levels in soil in dynamic input file, used for interpolation
253       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zu_atmos     !< vertical levels at scalar grid in dynamic input file, used for interpolation
254       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zw_atmos     !< vertical levels at w grid in dynamic input file, used for interpolation
255       
256       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  chem_init  !< initial vertical profiles of chemistry variables
257
258
259       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  msoil_3d !< initial 3d soil moisture provide by Inifor and interpolated onto soil grid
260       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  tsoil_3d !< initial 3d soil temperature provide by Inifor and interpolated onto soil grid
261
262    END TYPE init_type
263
264!-- Data type for the general information of chemistry emissions, do not dependent on the particular chemical species
265    TYPE chem_emis_att_type
266
267       !-DIMENSIONS
268       
269       INTEGER(iwp)                                 :: nspec=0            !< no of chem species provided in emission_values
270       INTEGER(iwp)                                 :: n_emiss_species=0  !< no of chem species provided in emission_values
271                                                                          !< same function as nspec, which will be depreciated (ecc)
272                                                                                 
273       INTEGER(iwp)                                 :: ncat=0             !< number of emission categories
274       INTEGER(iwp)                                 :: nvoc=0             !< number of VOC components
275       INTEGER(iwp)                                 :: npm=0              !< number of PM components
276       INTEGER(iwp)                                 :: nnox=2             !< number of NOx components: NO and NO2
277       INTEGER(iwp)                                 :: nsox=2             !< number of SOX components: SO and SO4
278       INTEGER(iwp)                                 :: nhoursyear         !< number of hours of a specific year in the HOURLY mode
279                                                                          !< of the default mode
280       INTEGER(iwp)                                 :: nmonthdayhour      !< number of month days and hours in the MDH mode
281                                                                          !< of the default mode
282       INTEGER(iwp)                                 :: dt_emission        !< Number of emissions timesteps for one year
283                                                                          !< in the pre-processed emissions case
284       !-- 1d emission input variables
285       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: pm_name       !< Names of PM components
286       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: cat_name      !< Emission category names
287       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: species_name  !< Names of emission chemical species
288       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: voc_name      !< Names of VOCs components
289       CHARACTER (LEN=25)                           :: units         !< Units
290
291       INTEGER(iwp)                                 :: i_hour         !< indices for assigning emission values at different timesteps
292       INTEGER(iwp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:)       :: cat_index      !< Indices for emission categories
293       INTEGER(iwp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:)       :: species_index  !< Indices for emission chem species
294
295       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:)           :: xm             !< Molecular masses of emission chem species
296
297       !-- 2d emission input variables
298       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: hourly_emis_time_factor  !< Time factors for HOURLY emissions (DEFAULT mode)
299       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: mdh_emis_time_factor     !< Time factors for MDH emissions (DEFAULT mode)
300       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: nox_comp                 !< Composition of NO and NO2
301       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: sox_comp                 !< Composition of SO2 and SO4
302       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: voc_comp                 !< Composition of VOC components (not fixed)
303
304       !-- 3d emission input variables
305       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:)       :: pm_comp                  !< Composition of PM components (not fixed)
306 
307    END TYPE chem_emis_att_type
308
309
310!-- Data type for the values of chemistry emissions
311    TYPE chem_emis_val_type
312
313       !REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)     :: stack_height           !< stack height (ecc / to be implemented)
314       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:)    :: default_emission_data  !< Emission input values for LOD1 (DEFAULT mode)
315       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:)  :: preproc_emission_data  !< Emission input values for LOD2 (PRE-PROCESSED mode)
316
317    END TYPE chem_emis_val_type
318
319!
320!-- Define data structures for different input data types.
321!-- 8-bit Integer 2D
322    TYPE int_2d_8bit
323       INTEGER(KIND=1) ::  fill = -127                      !< fill value
324       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var !< respective variable
325
326       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
327    END TYPE int_2d_8bit
328!
329!-- 8-bit Integer 3D
330    TYPE int_3d_8bit
331       INTEGER(KIND=1) ::  fill = -127                           !< fill value
332       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_3d !< respective variable
333
334       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
335    END TYPE int_3d_8bit
336!
337!-- 32-bit Integer 2D
338    TYPE int_2d_32bit
339       INTEGER(iwp) ::  fill = -9999                      !< fill value
340       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var  !< respective variable
341
342       LOGICAL ::  from_file = .FALSE. !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
343    END TYPE int_2d_32bit
344!
345!-- Define data type to read 1D or 3D real variables.
346    TYPE real_1d_3d
347       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
348
349       INTEGER(iwp) ::  lod = -1        !< level-of-detail
350       
351       REAL(wp) ::  fill = -9999.9_wp                  !< fill value
352       
353       REAL(wp), DIMENSION(:),     ALLOCATABLE ::  var1d     !< respective 1D variable
354       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var3d     !< respective 3D variable
355    END TYPE real_1d_3d   
356!
357!-- Define data type to read 2D real variables
358    TYPE real_2d
359       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
360
361       INTEGER(iwp) ::  lod             !< level-of-detail
362       
363       REAL(wp) ::  fill = -9999.9_wp                !< fill value
364       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var !< respective variable
365    END TYPE real_2d
366
367!
368!-- Define data type to read 3D real variables
369    TYPE real_3d
370       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
371
372       INTEGER(iwp) ::  nz   !< number of grid points along vertical dimension
373
374       REAL(wp) ::  fill = -9999.9_wp                  !< fill value
375       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var !< respective variable
376    END TYPE real_3d
377!
378!-- Define data structure where the dimension and type of the input depends
379!-- on the given level of detail.
380!-- For buildings, the input is either 2D float, or 3d byte.
381    TYPE build_in
382       INTEGER(iwp)    ::  lod = 1                               !< level of detail
383       INTEGER(KIND=1) ::  fill2 = -127                          !< fill value for lod = 2
384       INTEGER(iwp)    ::  nz                                    !< number of vertical layers in file
385       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_3d !< 3d variable (lod = 2)
386
387       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  z                 !< vertical coordinate for 3D building, used for consistency check
388
389       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
390
391       REAL(wp)                              ::  fill1 = -9999.9_wp !< fill values for lod = 1
392       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var_2d             !< 2d variable (lod = 1)
393       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  oro_max            !< terraing height under particular buildings
394    END TYPE build_in
395
396!
397!-- For soil_type, the input is either 2D or 3D one-byte integer.
398    TYPE soil_in
399       INTEGER(iwp)                                   ::  lod = 1      !< level of detail
400       INTEGER(KIND=1)                                ::  fill = -127  !< fill value for lod = 2
401       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  var_2d       !< 2d variable (lod = 1)
402       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_3d       !< 3d variable (lod = 2)
403
404       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
405    END TYPE soil_in
406
407!
408!-- Define data type for fractions between surface types
409    TYPE fracs
410       INTEGER(iwp)                            ::  nf             !< total number of fractions
411       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nfracs         !< dimension array for fraction
412
413       LOGICAL ::  from_file = .FALSE. !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
414
415       REAL(wp)                                ::  fill = -9999.9_wp !< fill value
416       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  frac              !< respective fraction between different surface types
417    END TYPE fracs
418!
419!-- Data type for parameter lists, Depending on the given level of detail,
420!-- the input is 3D or 4D
421    TYPE pars
422       INTEGER(iwp)                            ::  lod = 1         !< level of detail
423       INTEGER(iwp)                            ::  np              !< total number of parameters
424       INTEGER(iwp)                            ::  nz              !< vertical dimension - number of soil layers
425       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  layers          !< dimension array for soil layers
426       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  pars            !< dimension array for parameters
427
428       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
429
430       REAL(wp)                                  ::  fill = -9999.9_wp !< fill value
431       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  pars_xy           !< respective parameters, level of detail = 1
432       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  pars_xyz          !< respective parameters, level of detail = 2
433    END TYPE pars
434!
435!-- Data type for surface parameter lists
436    TYPE pars_surf
437       INTEGER(iwp)                                ::  np          !< total number of parameters
438       INTEGER(iwp)                                ::  nsurf       !< number of local surfaces
439       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  index_ji    !< index for beginning and end of surfaces at (j,i)
440       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  coords      !< (k,j,i,norm_z,norm_y,norm_x)
441                                                                   !< k,j,i:                surface position
442                                                                   !< norm_z,norm_y,norm_x: surface normal vector
443
444       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
445
446       REAL(wp)                              ::  fill = -9999.9_wp !< fill value
447       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  pars              !< respective parameters per surface
448    END TYPE pars_surf
449!
450!-- Define type for global file attributes
451!-- Please refer to the PALM data standard for a detailed description of each
452!-- attribute.
453    TYPE global_atts_type
454       CHARACTER(LEN=200) ::  acronym = ' '                      !< acronym of institution
455       CHARACTER(LEN=7)   ::  acronym_char = 'acronym'           !< name of attribute
456       CHARACTER(LEN=200) ::  author  = ' '                      !< first name, last name, email adress
457       CHARACTER(LEN=6)   ::  author_char = 'author'             !< name of attribute
458       CHARACTER(LEN=200) ::  campaign = 'PALM-4U'               !< name of campaign
459       CHARACTER(LEN=8)   ::  campaign_char = 'campaign'         !< name of attribute
460       CHARACTER(LEN=200) ::  comment = ' '                      !< comment to data
461       CHARACTER(LEN=7)   ::  comment_char = 'comment'           !< name of attribute
462       CHARACTER(LEN=200) ::  contact_person = ' '               !< first name, last name, email adress
463       CHARACTER(LEN=14)  ::  contact_person_char = 'contact_person'  !< name of attribute
464       CHARACTER(LEN=200) ::  conventions = 'CF-1.7'             !< netCDF convention
465       CHARACTER(LEN=11)  ::  conventions_char = 'Conventions'   !< name of attribute
466       CHARACTER(LEN=23 ) ::  creation_time = ' '                !< creation time of data set
467       CHARACTER(LEN=13)  ::  creation_time_char = 'creation_time'  !< name of attribute
468       CHARACTER(LEN=200) ::  data_content = ' '                 !< content of data set
469       CHARACTER(LEN=12)  ::  data_content_char = 'data_content' !< name of attribute
470       CHARACTER(LEN=200) ::  dependencies = ' '                 !< dependencies of data set
471       CHARACTER(LEN=12)  ::  dependencies_char = 'dependencies' !< name of attribute
472       CHARACTER(LEN=200) ::  history = ' '                      !< information about data processing
473       CHARACTER(LEN=7)   ::  history_char = 'history'           !< name of attribute
474       CHARACTER(LEN=200) ::  institution = ' '                  !< name of responsible institution
475       CHARACTER(LEN=11)  ::  institution_char = 'institution'   !< name of attribute
476       CHARACTER(LEN=200) ::  keywords = ' '                     !< keywords of data set
477       CHARACTER(LEN=8)   ::  keywords_char = 'keywords'         !< name of attribute
478       CHARACTER(LEN=200) ::  licence = ' '                      !< licence of data set
479       CHARACTER(LEN=7)   ::  licence_char = 'licence'           !< name of attribute
480       CHARACTER(LEN=200) ::  location = ' '                     !< place which refers to data set
481       CHARACTER(LEN=8)   ::  location_char = 'location'         !< name of attribute
482       CHARACTER(LEN=10)  ::  origin_lat_char = 'origin_lat'     !< name of attribute
483       CHARACTER(LEN=10)  ::  origin_lon_char = 'origin_lon'     !< name of attribute
484       CHARACTER(LEN=23 ) ::  origin_time = '2000-01-01 00:00:00 +00'  !< reference time
485       CHARACTER(LEN=11)  ::  origin_time_char = 'origin_time'   !< name of attribute
486       CHARACTER(LEN=8)   ::  origin_x_char = 'origin_x'         !< name of attribute
487       CHARACTER(LEN=8)   ::  origin_y_char = 'origin_y'         !< name of attribute
488       CHARACTER(LEN=8)   ::  origin_z_char = 'origin_z'         !< name of attribute
489       CHARACTER(LEN=12)  ::  palm_version_char = 'palm_version' !< name of attribute
490       CHARACTER(LEN=200) ::  references = ' '                   !< literature referring to data set
491       CHARACTER(LEN=10)  ::  references_char = 'references'     !< name of attribute
492       CHARACTER(LEN=14)  ::  rotation_angle_char = 'rotation_angle'  !< name of attribute
493       CHARACTER(LEN=200) ::  site = ' '                         !< name of model domain
494       CHARACTER(LEN=4)   ::  site_char = 'site'                 !< name of attribute
495       CHARACTER(LEN=200) ::  source = ' '                       !< source of data set
496       CHARACTER(LEN=6)   ::  source_char = 'source'             !< name of attribute
497       CHARACTER(LEN=200) ::  title = ' '                        !< title of data set
498       CHARACTER(LEN=5)   ::  title_char = 'title'               !< name of attribute
499       CHARACTER(LEN=7)   ::  version_char = 'version'           !< name of attribute
500
501       INTEGER(iwp) ::  version              !< version of data set
502
503       REAL(wp) ::  origin_lat               !< latitude of lower left corner
504       REAL(wp) ::  origin_lon               !< longitude of lower left corner
505       REAL(wp) ::  origin_x                 !< easting (UTM coordinate) of lower left corner
506       REAL(wp) ::  origin_y                 !< northing (UTM coordinate) of lower left corner
507       REAL(wp) ::  origin_z                 !< reference height
508       REAL(wp) ::  palm_version             !< PALM version of data set
509       REAL(wp) ::  rotation_angle           !< rotation angle of coordinate system of data set
510    END TYPE global_atts_type
511!
512!-- Define type for coordinate reference system (crs)
513    TYPE crs_type
514       CHARACTER(LEN=200) ::  epsg_code = 'EPSG:25831'                   !< EPSG code
515       CHARACTER(LEN=200) ::  grid_mapping_name = 'transverse_mercator'  !< name of grid mapping
516       CHARACTER(LEN=200) ::  long_name = 'coordinate reference system'  !< name of variable crs
517       CHARACTER(LEN=200) ::  units = 'm'                                !< unit of crs
518
519       REAL(wp) ::  false_easting = 500000.0_wp                  !< false easting
520       REAL(wp) ::  false_northing = 0.0_wp                      !< false northing
521       REAL(wp) ::  inverse_flattening = 298.257223563_wp        !< 1/f (default for WGS84)
522       REAL(wp) ::  latitude_of_projection_origin = 0.0_wp       !< latitude of projection origin
523       REAL(wp) ::  longitude_of_central_meridian = 3.0_wp       !< longitude of central meridian of UTM zone (default: zone 31)
524       REAL(wp) ::  longitude_of_prime_meridian = 0.0_wp         !< longitude of prime meridian
525       REAL(wp) ::  scale_factor_at_central_meridian = 0.9996_wp !< scale factor of UTM coordinates
526       REAL(wp) ::  semi_major_axis = 6378137.0_wp               !< length of semi major axis (default for WGS84)
527    END TYPE crs_type
528
529!
530!-- Define variables
531    TYPE(crs_type)   ::  coord_ref_sys  !< coordinate reference system
532
533    TYPE(dims_xy)    ::  dim_static     !< data structure for x, y-dimension in static input file
534
535    TYPE(init_type) ::  init_3d    !< data structure for the initialization of the 3D flow and soil fields
536    TYPE(init_type) ::  init_model !< data structure for the initialization of the model
537
538!
539!-- Define 2D variables of type NC_BYTE
540    TYPE(int_2d_8bit)  ::  albedo_type_f     !< input variable for albedo type
541    TYPE(int_2d_8bit)  ::  building_type_f   !< input variable for building type
542    TYPE(int_2d_8bit)  ::  pavement_type_f   !< input variable for pavenment type
543    TYPE(int_2d_8bit)  ::  street_crossing_f !< input variable for water type
544    TYPE(int_2d_8bit)  ::  street_type_f     !< input variable for water type
545    TYPE(int_2d_8bit)  ::  vegetation_type_f !< input variable for vegetation type
546    TYPE(int_2d_8bit)  ::  water_type_f      !< input variable for water type
547!
548!-- Define 3D variables of type NC_BYTE
549    TYPE(int_3d_8bit)  ::  building_obstruction_f    !< input variable for building obstruction
550    TYPE(int_3d_8bit)  ::  building_obstruction_full !< input variable for building obstruction
551!
552!-- Define 2D variables of type NC_INT
553    TYPE(int_2d_32bit) ::  building_id_f     !< input variable for building ID
554!
555!-- Define 2D variables of type NC_FLOAT
556    TYPE(real_2d) ::  terrain_height_f       !< input variable for terrain height
557    TYPE(real_2d) ::  uvem_irradiance_f      !< input variable for uvem irradiance lookup table
558    TYPE(real_2d) ::  uvem_integration_f     !< input variable for uvem integration
559!
560!-- Define 3D variables of type NC_FLOAT
561    TYPE(real_3d) ::  basal_area_density_f    !< input variable for basal area density - resolved vegetation
562    TYPE(real_3d) ::  leaf_area_density_f     !< input variable for leaf area density - resolved vegetation
563    TYPE(real_3d) ::  root_area_density_lad_f !< input variable for root area density - resolved vegetation
564    TYPE(real_3d) ::  root_area_density_lsm_f !< input variable for root area density - parametrized vegetation
565    TYPE(real_3d) ::  uvem_radiance_f         !< input variable for uvem radiance lookup table
566    TYPE(real_3d) ::  uvem_projarea_f         !< input variable for uvem projection area lookup table
567!
568!-- Define input variable for buildings
569    TYPE(build_in) ::  buildings_f           !< input variable for buildings
570!
571!-- Define input variables for soil_type
572    TYPE(soil_in)  ::  soil_type_f           !< input variable for soil type
573
574    TYPE(fracs) ::  surface_fraction_f       !< input variable for surface fraction
575
576    TYPE(pars)  ::  albedo_pars_f              !< input variable for albedo parameters
577    TYPE(pars)  ::  building_pars_f            !< input variable for building parameters
578    TYPE(pars)  ::  pavement_pars_f            !< input variable for pavement parameters
579    TYPE(pars)  ::  pavement_subsurface_pars_f !< input variable for pavement parameters
580    TYPE(pars)  ::  soil_pars_f                !< input variable for soil parameters
581    TYPE(pars)  ::  vegetation_pars_f          !< input variable for vegetation parameters
582    TYPE(pars)  ::  water_pars_f               !< input variable for water parameters
583
584    TYPE(pars_surf)  ::  building_surface_pars_f  !< input variable for building surface parameters
585
586    TYPE(chem_emis_att_type)                             ::  chem_emis_att    !< Input Information of Chemistry Emission Data from netcdf 
587    TYPE(chem_emis_val_type), ALLOCATABLE, DIMENSION(:)  ::  chem_emis        !< Input Chemistry Emission Data from netcdf 
588
589    CHARACTER(LEN=3)  ::  char_lod  = 'lod'         !< name of level-of-detail attribute in NetCDF file
590
591    CHARACTER(LEN=10) ::  char_fill = '_FillValue'        !< name of fill value attribute in NetCDF file
592
593    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_static  = 'PIDS_STATIC'  !< Name of file which comprises static input data
594    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_dynamic = 'PIDS_DYNAMIC' !< Name of file which comprises dynamic input data
595    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_chem    = 'PIDS_CHEM'    !< Name of file which comprises chemistry input data
596    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_uvem    = 'PIDS_UVEM'    !< Name of file which comprises static uv_exposure model input data
597    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_vm      = 'PIDS_VM'      !< Name of file which comprises virtual measurement data
598   
599    CHARACTER(LEN=25), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::  string_values  !< output of string variables read from netcdf input files
600    CHARACTER(LEN=50), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  vars_pids      !< variable in input file
601
602    INTEGER(iwp)                                     ::  id_emis        !< NetCDF id of input file for chemistry emissions: TBD: It has to be removed
603
604    INTEGER(iwp) ::  nc_stat         !< return value of nf90 function call
605    INTEGER(iwp) ::  num_var_pids    !< number of variables in file
606    INTEGER(iwp) ::  pids_id         !< file id
607
608    LOGICAL ::  input_pids_static  = .FALSE.   !< Flag indicating whether Palm-input-data-standard file containing static information exists
609    LOGICAL ::  input_pids_dynamic = .FALSE.   !< Flag indicating whether Palm-input-data-standard file containing dynamic information exists
610    LOGICAL ::  input_pids_chem    = .FALSE.   !< Flag indicating whether Palm-input-data-standard file containing chemistry information exists
611    LOGICAL ::  input_pids_uvem    = .FALSE.   !< Flag indicating whether uv-expoure-model input file containing static information exists
612    LOGICAL ::  input_pids_vm      = .FALSE.   !< Flag indicating whether input file for virtual measurements exist
613
614    LOGICAL ::  collective_read = .FALSE.      !< Enable NetCDF collective read
615
616    TYPE(global_atts_type) ::  input_file_atts !< global attributes of input file
617
618    SAVE
619
620    PRIVATE
621
622    INTERFACE netcdf_data_input_check_dynamic
623       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_check_dynamic
624    END INTERFACE netcdf_data_input_check_dynamic
625
626    INTERFACE netcdf_data_input_check_static
627       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_check_static
628    END INTERFACE netcdf_data_input_check_static
629
630    INTERFACE netcdf_data_input_chemistry_data                       
631       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_chemistry_data
632    END INTERFACE netcdf_data_input_chemistry_data
633   
634    INTERFACE get_dimension_length                       
635       MODULE PROCEDURE get_dimension_length
636    END INTERFACE get_dimension_length
637
638    INTERFACE netcdf_data_input_inquire_file
639       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_inquire_file
640    END INTERFACE netcdf_data_input_inquire_file
641
642    INTERFACE netcdf_data_input_init
643       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_init
644    END INTERFACE netcdf_data_input_init
645   
646    INTERFACE netcdf_data_input_att
647       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_int8
648       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_int32
649       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_real
650       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_string
651    END INTERFACE netcdf_data_input_att
652
653    INTERFACE netcdf_data_input_init_3d
654       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_init_3d
655    END INTERFACE netcdf_data_input_init_3d
656   
657    INTERFACE netcdf_data_input_surface_data
658       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_surface_data
659    END INTERFACE netcdf_data_input_surface_data
660
661    INTERFACE netcdf_data_input_var
662       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_var_char
663       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_var_real_1d
664       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_var_real_2d
665    END INTERFACE netcdf_data_input_var
666
667    INTERFACE netcdf_data_input_uvem
668       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_uvem
669    END INTERFACE netcdf_data_input_uvem
670
671    INTERFACE get_variable
672       MODULE PROCEDURE get_variable_1d_char
673       MODULE PROCEDURE get_variable_1d_int
674       MODULE PROCEDURE get_variable_1d_real
675       MODULE PROCEDURE get_variable_2d_int8
676       MODULE PROCEDURE get_variable_2d_int32
677       MODULE PROCEDURE get_variable_2d_real
678       MODULE PROCEDURE get_variable_3d_int8
679       MODULE PROCEDURE get_variable_3d_real
680       MODULE PROCEDURE get_variable_3d_real_dynamic
681       MODULE PROCEDURE get_variable_4d_to_3d_real
682       MODULE PROCEDURE get_variable_4d_real
683       MODULE PROCEDURE get_variable_5d_to_4d_real
684       MODULE PROCEDURE get_variable_5d_real           ! (ecc) temp subroutine 4 reading 5D NC arrays
685       MODULE PROCEDURE get_variable_5d_real_dynamic   ! 2B removed as z is out of emission_values
686       MODULE PROCEDURE get_variable_string
687    END INTERFACE get_variable
688
689    INTERFACE get_variable_pr
690       MODULE PROCEDURE get_variable_pr
691    END INTERFACE get_variable_pr
692
693    INTERFACE get_attribute
694       MODULE PROCEDURE get_attribute_real
695       MODULE PROCEDURE get_attribute_int8
696       MODULE PROCEDURE get_attribute_int32
697       MODULE PROCEDURE get_attribute_string
698    END INTERFACE get_attribute
699
700!
701!-- Public data structures
702    PUBLIC real_1d_3d,                                                         &
703           real_2d
704!
705!-- Public variables
706    PUBLIC albedo_pars_f, albedo_type_f, basal_area_density_f, buildings_f,    &
707           building_id_f, building_pars_f, building_surface_pars_f,            &
708           building_type_f,                                                    &
709           char_fill,                                                          &
710           char_lod,                                                           &
711           chem_emis, chem_emis_att, chem_emis_att_type, chem_emis_val_type,   &
712           coord_ref_sys,                                                      &
713           init_3d, init_model, input_file_atts,                               &
714           input_file_dynamic,                                                 &
715           input_file_static,                                                  &
716           input_pids_static,                                                  &
717           input_pids_dynamic, input_pids_vm, input_file_vm,                   &
718           leaf_area_density_f,                                                &
719           num_var_pids,                                                       &
720           pavement_pars_f, pavement_subsurface_pars_f, pavement_type_f,       &
721           pids_id,                                                            &
722           root_area_density_lad_f, root_area_density_lsm_f, soil_pars_f,      &
723           soil_type_f, street_crossing_f, street_type_f, surface_fraction_f,  &
724           terrain_height_f, vegetation_pars_f, vegetation_type_f,             &
725           vars_pids,                                                          &
726           water_pars_f, water_type_f
727!
728!-- Public uv exposure variables
729    PUBLIC building_obstruction_f, input_file_uvem, input_pids_uvem,           &
730           netcdf_data_input_uvem,                                             &
731           uvem_integration_f, uvem_irradiance_f,                              &
732           uvem_projarea_f, uvem_radiance_f
733
734!
735!-- Public subroutines
736    PUBLIC netcdf_data_input_check_dynamic,                                    &
737           netcdf_data_input_check_static,                                     &
738           netcdf_data_input_chemistry_data,                                   &
739           get_dimension_length,                                               &
740           netcdf_data_input_inquire_file,                                     &
741           netcdf_data_input_init,                                             &
742           netcdf_data_input_init_3d,                                          &
743           netcdf_data_input_att,                                              &
744           netcdf_data_input_surface_data,                                     &
745           netcdf_data_input_topo,                                             &
746           netcdf_data_input_var,                                              &
747           get_attribute,                                                      &
748           get_variable,                                                       &
749           get_variable_pr,                                                    &
750           open_read_file,                                                     &
751           check_existence,                                                    &
752           inquire_num_variables,                                              &
753           inquire_variable_names,                                             &
754           close_input_file
755
756
757 CONTAINS
758
759!------------------------------------------------------------------------------!
760! Description:
761! ------------
762!> Inquires whether NetCDF input files according to Palm-input-data standard
763!> exist. Moreover, basic checks are performed.
764!------------------------------------------------------------------------------!
765    SUBROUTINE netcdf_data_input_inquire_file
766
767       USE control_parameters,                                                 &
768           ONLY:  topo_no_distinct
769
770       IMPLICIT NONE
771
772#if defined ( __netcdf )
773       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_static )   // TRIM( coupling_char ),   &
774                EXIST = input_pids_static  )
775       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_dynamic ) // TRIM( coupling_char ),    &
776                EXIST = input_pids_dynamic )
777       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_chem )    // TRIM( coupling_char ),    &
778                EXIST = input_pids_chem )
779       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_uvem ) // TRIM( coupling_char ),       &
780                EXIST = input_pids_uvem  )
781       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_vm )      // TRIM( coupling_char ),    &
782                EXIST = input_pids_vm )
783#endif
784
785!
786!--    As long as topography can be input via ASCII format, no distinction
787!--    between building and terrain can be made. This case, classify all
788!--    surfaces as default type. Same in case land-surface and urban-surface
789!--    model are not applied.
790       IF ( .NOT. input_pids_static )  THEN
791          topo_no_distinct = .TRUE.
792       ENDIF
793
794    END SUBROUTINE netcdf_data_input_inquire_file
795
796!------------------------------------------------------------------------------!
797! Description:
798! ------------
799!> Reads global attributes and coordinate reference system required for
800!> initialization of the model.
801!------------------------------------------------------------------------------!
802    SUBROUTINE netcdf_data_input_init
803
804       IMPLICIT NONE
805
806       INTEGER(iwp) ::  id_mod     !< NetCDF id of input file
807       INTEGER(iwp) ::  var_id_crs !< NetCDF id of variable crs
808
809       IF ( .NOT. input_pids_static )  RETURN
810
811#if defined ( __netcdf )
812!
813!--    Open file in read-only mode
814       CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                       &
815                            TRIM( coupling_char ), id_mod )
816!
817!--    Read global attributes
818       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_lat_char,            &
819                           input_file_atts%origin_lat, .TRUE. )
820
821       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_lon_char,            &
822                           input_file_atts%origin_lon, .TRUE. )
823
824       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_time_char,           &
825                           input_file_atts%origin_time, .TRUE. )
826
827       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_x_char,              &
828                           input_file_atts%origin_x, .TRUE. )
829
830       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_y_char,              &
831                           input_file_atts%origin_y, .TRUE. )
832
833       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_z_char,              &
834                           input_file_atts%origin_z, .TRUE. )
835
836       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%rotation_angle_char,        &
837                           input_file_atts%rotation_angle, .TRUE. )
838
839       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%author_char,                &
840                           input_file_atts%author, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
841       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%contact_person_char,        &
842                           input_file_atts%contact_person, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
843       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%institution_char,           &
844                           input_file_atts%institution,    .TRUE., no_abort=.FALSE. )
845       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%acronym_char,               &
846                           input_file_atts%acronym,        .TRUE., no_abort=.FALSE. )
847
848       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%campaign_char,              &
849                           input_file_atts%campaign, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
850       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%location_char,              &
851                           input_file_atts%location, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
852       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%site_char,                  &
853                           input_file_atts%site,     .TRUE., no_abort=.FALSE. )
854
855       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%source_char,                &
856                           input_file_atts%source,     .TRUE., no_abort=.FALSE. )
857       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%references_char,            &
858                           input_file_atts%references, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
859       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%keywords_char,              &
860                           input_file_atts%keywords,   .TRUE., no_abort=.FALSE. )
861       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%licence_char,               &
862                           input_file_atts%licence,    .TRUE., no_abort=.FALSE. )
863       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%comment_char,               &
864                           input_file_atts%comment,    .TRUE., no_abort=.FALSE. )
865!
866!--    Read coordinate reference system if available
867       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id_mod, 'crs', var_id_crs )
868       IF ( nc_stat == NF90_NOERR )  THEN
869          CALL get_attribute( id_mod, 'epsg_code',                             &
870                              coord_ref_sys%epsg_code,                         &
871                              .FALSE., 'crs' )
872          CALL get_attribute( id_mod, 'false_easting',                         &
873                              coord_ref_sys%false_easting,                     &
874                              .FALSE., 'crs' )
875          CALL get_attribute( id_mod, 'false_northing',                        &
876                              coord_ref_sys%false_northing,                    &
877                              .FALSE., 'crs' )
878          CALL get_attribute( id_mod, 'grid_mapping_name',                     &
879                              coord_ref_sys%grid_mapping_name,                 &
880                              .FALSE., 'crs' )
881          CALL get_attribute( id_mod, 'inverse_flattening',                    &
882                              coord_ref_sys%inverse_flattening,                &
883                              .FALSE., 'crs' )
884          CALL get_attribute( id_mod, 'latitude_of_projection_origin',         &
885                              coord_ref_sys%latitude_of_projection_origin,     &
886                              .FALSE., 'crs' )
887          CALL get_attribute( id_mod, 'long_name',                             &
888                              coord_ref_sys%long_name,                         &
889                              .FALSE., 'crs' )
890          CALL get_attribute( id_mod, 'longitude_of_central_meridian',         &
891                              coord_ref_sys%longitude_of_central_meridian,     &
892                              .FALSE., 'crs' )
893          CALL get_attribute( id_mod, 'longitude_of_prime_meridian',           &
894                              coord_ref_sys%longitude_of_prime_meridian,       &
895                              .FALSE., 'crs' )
896          CALL get_attribute( id_mod, 'scale_factor_at_central_meridian',      &
897                              coord_ref_sys%scale_factor_at_central_meridian,  &
898                              .FALSE., 'crs' )
899          CALL get_attribute( id_mod, 'semi_major_axis',                       &
900                              coord_ref_sys%semi_major_axis,                   &
901                              .FALSE., 'crs' )
902          CALL get_attribute( id_mod, 'units',                                 &
903                              coord_ref_sys%units,                             &
904                              .FALSE., 'crs' )
905       ELSE
906!
907!--       Calculate central meridian from origin_lon
908          coord_ref_sys%longitude_of_central_meridian = &
909             CEILING( input_file_atts%origin_lon / 6.0_wp ) * 6.0_wp - 3.0_wp
910       ENDIF
911!
912!--    Finally, close input file
913       CALL close_input_file( id_mod )
914#endif
915!
916!--    Copy latitude, longitude, origin_z, rotation angle on init type
917       init_model%latitude        = input_file_atts%origin_lat
918       init_model%longitude       = input_file_atts%origin_lon
919       init_model%origin_time     = input_file_atts%origin_time 
920       init_model%origin_x        = input_file_atts%origin_x
921       init_model%origin_y        = input_file_atts%origin_y
922       init_model%origin_z        = input_file_atts%origin_z 
923       init_model%rotation_angle  = input_file_atts%rotation_angle 
924           
925!
926!--    In case of nested runs, each model domain might have different longitude
927!--    and latitude, which would result in different Coriolis parameters and
928!--    sun-zenith angles. To avoid this, longitude and latitude in each model
929!--    domain will be set to the values of the root model. Please note, this
930!--    synchronization is required already here.
931#if defined( __parallel )
932       CALL MPI_BCAST( init_model%latitude,  1, MPI_REAL, 0,                   &
933                       MPI_COMM_WORLD, ierr )
934       CALL MPI_BCAST( init_model%longitude, 1, MPI_REAL, 0,                   &
935                       MPI_COMM_WORLD, ierr )
936#endif
937
938    END SUBROUTINE netcdf_data_input_init
939   
940!------------------------------------------------------------------------------!
941! Description:
942! ------------
943!> Read an array of characters.
944!------------------------------------------------------------------------------!
945    SUBROUTINE netcdf_data_input_var_char( val, search_string, id_mod )
946
947       IMPLICIT NONE
948
949       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string     !< name of the variable
950       CHARACTER(LEN=*), DIMENSION(:) ::  val !< variable which should be read
951       
952       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
953
954#if defined ( __netcdf )
955!
956!--    Read variable
957       CALL get_variable( id_mod, search_string, val )
958#endif           
959
960    END SUBROUTINE netcdf_data_input_var_char
961   
962!------------------------------------------------------------------------------!
963! Description:
964! ------------
965!> Read an 1D array of REAL values.
966!------------------------------------------------------------------------------!
967    SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_1d( val, search_string, id_mod )
968
969       IMPLICIT NONE
970
971       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string     !< name of the variable     
972       
973       INTEGER(iwp) ::  id_mod        !< NetCDF id of input file
974       
975       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  val !< variable which should be read
976
977#if defined ( __netcdf )
978!
979!--    Read variable
980       CALL get_variable( id_mod, search_string, val )
981#endif           
982
983    END SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_1d
984   
985!------------------------------------------------------------------------------!
986! Description:
987! ------------
988!> Read an 1D array of REAL values.
989!------------------------------------------------------------------------------!
990    SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_2d( val, search_string,              &
991                                              id_mod, d1s, d1e, d2s, d2e )
992
993       IMPLICIT NONE
994
995       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string     !< name of the variable     
996       
997       INTEGER(iwp) ::  id_mod  !< NetCDF id of input file
998       INTEGER(iwp) ::  d1e     !< end index of first dimension to be read
999       INTEGER(iwp) ::  d2e     !< end index of second dimension to be read
1000       INTEGER(iwp) ::  d1s     !< start index of first dimension to be read
1001       INTEGER(iwp) ::  d2s     !< start index of second dimension to be read
1002       
1003       REAL(wp), DIMENSION(:,:) ::  val !< variable which should be read
1004
1005#if defined ( __netcdf )
1006!
1007!--    Read character variable
1008       CALL get_variable( id_mod, search_string, val, d1s, d1e, d2s, d2e )
1009#endif           
1010
1011    END SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_2d
1012   
1013!------------------------------------------------------------------------------!
1014! Description:
1015! ------------
1016!> Read a global string attribute
1017!------------------------------------------------------------------------------!
1018    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_string( val, search_string, id_mod,       &
1019                                             input_file, global, openclose,    &
1020                                             variable_name )
1021
1022       IMPLICIT NONE
1023
1024       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1025       CHARACTER(LEN=*) ::  val           !< attribute
1026       
1027       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1028       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1029       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed 
1030       
1031       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1032       
1033       LOGICAL ::  global                 !< flag indicating a global or a variable's attribute
1034
1035#if defined ( __netcdf )
1036!
1037!--    Open file in read-only mode if necessary
1038       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1039          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1040                                  id_mod )
1041       ENDIF
1042!
1043!--    Read global attribute
1044       IF ( global )  THEN
1045          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1046!
1047!--    Read variable attribute
1048       ELSE
1049          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1050       ENDIF
1051!
1052!--    Close input file
1053       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1054#endif           
1055
1056    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_string
1057   
1058!------------------------------------------------------------------------------!
1059! Description:
1060! ------------
1061!> Read a global 8-bit integer attribute
1062!------------------------------------------------------------------------------!
1063    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int8( val, search_string, id_mod,         &
1064                                           input_file, global, openclose,      &
1065                                           variable_name )
1066
1067       IMPLICIT NONE
1068
1069       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1070       
1071       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1072       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1073       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1074       
1075       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1076       INTEGER(KIND=1) ::  val      !< value of the attribute
1077       
1078       LOGICAL ::  global        !< flag indicating a global or a variable's attribute
1079
1080#if defined ( __netcdf )
1081!
1082!--    Open file in read-only mode
1083       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1084          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1085                                  id_mod )
1086       ENDIF
1087!
1088!--    Read global attribute
1089       IF ( global )  THEN
1090          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1091!
1092!--    Read variable attribute
1093       ELSE
1094          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1095       ENDIF
1096!
1097!--    Finally, close input file
1098       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1099#endif           
1100
1101    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int8
1102   
1103!------------------------------------------------------------------------------!
1104! Description:
1105! ------------
1106!> Read a global 32-bit integer attribute
1107!------------------------------------------------------------------------------!
1108    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int32( val, search_string, id_mod,        &
1109                                            input_file, global, openclose,     &
1110                                            variable_name )
1111
1112       IMPLICIT NONE
1113
1114       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1115       
1116       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1117       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1118       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1119       
1120       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1121       INTEGER(iwp) ::  val      !< value of the attribute
1122       
1123       LOGICAL ::  global        !< flag indicating a global or a variable's attribute
1124
1125#if defined ( __netcdf )
1126!
1127!--    Open file in read-only mode
1128       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1129          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1130                                  id_mod )
1131       ENDIF
1132!
1133!--    Read global attribute
1134       IF ( global )  THEN
1135          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1136!
1137!--    Read variable attribute
1138       ELSE
1139          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1140       ENDIF
1141!
1142!--    Finally, close input file
1143       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1144#endif           
1145
1146    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int32
1147   
1148!------------------------------------------------------------------------------!
1149! Description:
1150! ------------
1151!> Read a global real attribute
1152!------------------------------------------------------------------------------!
1153    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_real( val, search_string, id_mod,         &
1154                                           input_file, global, openclose,      &
1155                                           variable_name )
1156
1157       IMPLICIT NONE
1158
1159       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1160       
1161       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1162       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1163       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1164       
1165       INTEGER(iwp) ::  id_mod            !< NetCDF id of input file
1166       
1167       LOGICAL ::  global                 !< flag indicating a global or a variable's attribute
1168       
1169       REAL(wp) ::  val                   !< value of the attribute
1170
1171#if defined ( __netcdf )
1172!
1173!--    Open file in read-only mode
1174       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1175          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1176                                  id_mod )
1177       ENDIF
1178!
1179!--    Read global attribute
1180       IF ( global )  THEN
1181          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1182!
1183!--    Read variable attribute
1184       ELSE
1185          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1186       ENDIF
1187!
1188!--    Finally, close input file
1189       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1190#endif           
1191
1192    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_real
1193
1194!------------------------------------------------------------------------------!
1195! Description:
1196! ------------
1197!> Reads Chemistry NETCDF Input data, such as emission values, emission species, etc.
1198!------------------------------------------------------------------------------!
1199
1200    SUBROUTINE netcdf_data_input_chemistry_data(emt_att,emt)
1201
1202       USE chem_modules,                                       &
1203           ONLY:  emiss_lod, time_fac_type, surface_csflux_name
1204
1205       USE control_parameters,                                 &
1206           ONLY:  message_string
1207
1208       USE indices,                                            &
1209           ONLY:  nxl, nxr, nys, nyn
1210
1211       IMPLICIT NONE
1212
1213       TYPE(chem_emis_att_type), INTENT(INOUT)                             ::  emt_att
1214       TYPE(chem_emis_val_type), ALLOCATABLE, DIMENSION(:), INTENT(INOUT)  ::  emt
1215   
1216       INTEGER(iwp)  ::  i, j, k      !< generic counters
1217       INTEGER(iwp)  ::  ispec        !< index for number of emission species in input
1218       INTEGER(iwp)  ::  len_dims     !< Length of dimension
1219       INTEGER(iwp)  ::  num_vars     !< number of variables in netcdf input file
1220
1221!
1222!-- dum_var_4d are designed to read in emission_values from the chemistry netCDF file.
1223!-- Currently the vestigial "z" dimension in emission_values makes it a 5D array,
1224!-- hence the corresponding dum_var_5d array.  When the "z" dimension is removed
1225!-- completely, dum_var_4d will be used instead
1226!-- (ecc 20190425)
1227
1228!       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:)    ::  dum_var_4d  !< temp array 4 4D chem emission data
1229       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:,:)  ::  dum_var_5d  !< temp array 4 5D chem emission data
1230
1231!
1232!-- Start processing data
1233!
1234!-- Emission LOD 0 (Parameterized mode)
1235
1236        IF  ( emiss_lod == 0 )  THEN
1237
1238! for reference (ecc)
1239!       IF (TRIM(mode_emis) == "PARAMETERIZED" .OR. TRIM(mode_emis) == "parameterized") THEN
1240
1241           ispec=1
1242           emt_att%n_emiss_species = 0
1243
1244!
1245!-- number of species
1246
1247           DO  WHILE (TRIM( surface_csflux_name( ispec ) ) /= 'novalue' )
1248
1249             emt_att%n_emiss_species = emt_att%n_emiss_species + 1
1250             ispec=ispec+1
1251!
1252!-- followling line retained for compatibility with salsa_mod
1253!-- which still uses emt_att%nspec heavily (ecc)
1254
1255             emt_att%nspec = emt_att%nspec + 1
1256
1257           ENDDO
1258
1259!
1260!-- allocate emission values data type arrays
1261
1262          ALLOCATE ( emt(emt_att%n_emiss_species) )
1263
1264!
1265!-- Read EMISSION SPECIES NAMES
1266
1267!
1268!-- allocate space for strings
1269
1270          ALLOCATE (emt_att%species_name(emt_att%n_emiss_species) )
1271 
1272         DO ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1273            emt_att%species_name(ispec) = TRIM(surface_csflux_name(ispec))
1274         ENDDO
1275
1276!
1277!-- LOD 1 (default mode) and LOD 2 (pre-processed mode)
1278
1279       ELSE
1280
1281#if defined ( __netcdf )
1282
1283          IF ( .NOT. input_pids_chem )  RETURN
1284
1285!
1286!-- first we allocate memory space for the emission species and then
1287!-- we differentiate between LOD 1 (default mode) and LOD 2 (pre-processed mode)
1288
1289!
1290!-- open emission data file ( {palmcase}_chemistry )
1291
1292          CALL open_read_file ( TRIM(input_file_chem) // TRIM(coupling_char), id_emis )
1293
1294!
1295!-- inquire number of variables
1296
1297          CALL inquire_num_variables ( id_emis, num_vars )
1298
1299!
1300!-- Get General Dimension Lengths: only # species and # categories.
1301!-- Tther dimensions depend on the emission mode or specific components
1302
1303          CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%n_emiss_species, 'nspecies' )
1304
1305!
1306!-- backward compatibility for salsa_mod (ecc)
1307
1308          emt_att%nspec = emt_att%n_emiss_species
1309
1310!
1311!-- Allocate emission values data type arrays
1312
1313          ALLOCATE ( emt(emt_att%n_emiss_species) )
1314
1315!
1316!-- READING IN SPECIES NAMES
1317
1318!
1319!-- Allocate memory for species names
1320
1321          ALLOCATE ( emt_att%species_name(emt_att%n_emiss_species) )
1322
1323!
1324!-- Retrieve variable name (again, should use n_emiss_strlen)
1325
1326          CALL get_variable( id_emis, 'emission_name',    &
1327                             string_values, emt_att%n_emiss_species )
1328          emt_att%species_name=string_values
1329
1330!
1331!-- dealocate string_values previously allocated in get_variable call
1332
1333          IF  ( ALLOCATED(string_values) )  DEALLOCATE (string_values)
1334
1335!
1336!-- READING IN SPECIES INDICES
1337
1338!
1339!-- Allocate memory for species indices
1340
1341          ALLOCATE ( emt_att%species_index(emt_att%n_emiss_species) )
1342
1343!
1344!-- Retrieve variable data
1345
1346          CALL get_variable( id_emis, 'emission_index', emt_att%species_index )
1347!
1348!-- Now the routine has to distinguish between chemistry emission
1349!-- LOD 1 (DEFAULT mode) and LOD 2 (PRE-PROCESSED mode)
1350
1351!
1352!-- START OF EMISSION LOD 1 (DEFAULT MODE)
1353
1354
1355          IF  ( emiss_lod == 1 )  THEN
1356
1357! for reference (ecc)
1358!          IF (TRIM(mode_emis) == "DEFAULT" .OR. TRIM(mode_emis) == "default") THEN
1359
1360!
1361!-- get number of emission categories
1362
1363             CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%ncat, 'ncat' )
1364
1365!-- READING IN EMISSION CATEGORIES INDICES
1366
1367             ALLOCATE ( emt_att%cat_index(emt_att%ncat) )
1368
1369!
1370!-- Retrieve variable data
1371
1372             CALL get_variable( id_emis, 'emission_cat_index', emt_att%cat_index )
1373
1374
1375!
1376!-- Loop through individual species to get basic information on
1377!-- VOC/PM/NOX/SOX
1378
1379!------------------------------------------------------------------------------
1380!-- NOTE - CHECK ARRAY INDICES FOR READING IN NAMES AND SPECIES
1381!--        IN LOD1 (DEFAULT MODE) FOR THE VARIOUS MODE SPLITS
1382!--        AS ALL ID_EMIS CONDITIONALS HAVE BEEN REMOVED FROM GET_VAR
1383!--        FUNCTIONS.  IN THEORY THIS WOULD MEAN ALL ARRAYS SHOULD BE
1384!--        READ FROM 0 to N-1 (C CONVENTION) AS OPPOSED TO 1 to N
1385!--        (FORTRAN CONVENTION).  KEEP THIS IN MIND !!
1386!--        (ecc 20190424)
1387!------------------------------------------------------------------------------
1388 
1389             DO  ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1390
1391!
1392!-- VOC DATA (name and composition)
1393
1394                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "VOC" .OR.                  &
1395                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "voc" )  THEN
1396
1397!
1398!-- VOC name
1399                   CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%nvoc, 'nvoc' )
1400                   ALLOCATE ( emt_att%voc_name(emt_att%nvoc) )
1401                   CALL get_variable ( id_emis,"emission_voc_name",  &
1402                                       string_values, emt_att%nvoc )
1403                   emt_att%voc_name = string_values
1404                   IF  ( ALLOCATED(string_values) )  DEALLOCATE (string_values)
1405
1406!
1407!-- VOC composition
1408
1409                   ALLOCATE ( emt_att%voc_comp(emt_att%ncat,emt_att%nvoc) )
1410                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_voc", emt_att%voc_comp,     &
1411                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nvoc )
1412
1413                ENDIF  ! VOC
1414
1415!
1416!-- PM DATA (name and composition)
1417
1418                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "PM" .OR.                   &
1419                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "pm")  THEN
1420
1421!
1422!-- PM name
1423
1424                   CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%npm, 'npm' )
1425                   ALLOCATE ( emt_att%pm_name(emt_att%npm) )
1426                   CALL get_variable ( id_emis, "pm_name", string_values, emt_att%npm )
1427                   emt_att%pm_name = string_values
1428                   IF  ( ALLOCATED(string_values) )  DEALLOCATE (string_values)     
1429
1430!
1431!-- PM composition (PM1, PM2.5 and PM10)
1432
1433                   len_dims = 3  ! PM1, PM2.5, PM10
1434                   ALLOCATE(emt_att%pm_comp(emt_att%ncat,emt_att%npm,len_dims))
1435                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_pm", emt_att%pm_comp,       &
1436                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%npm, 1, len_dims )
1437
1438                ENDIF  ! PM
1439
1440!
1441!-- NOX (NO and NO2)
1442
1443                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "NOX" .OR.                  &
1444                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "nox" )  THEN
1445
1446                   ALLOCATE ( emt_att%nox_comp(emt_att%ncat,emt_att%nnox) )
1447                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_nox", emt_att%nox_comp,     &
1448                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nnox )
1449
1450                ENDIF  ! NOX
1451
1452!
1453!-- SOX (SO2 and SO4)
1454
1455                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "SOX" .OR.                  &
1456                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "sox" )  THEN
1457
1458                   ALLOCATE ( emt_att%sox_comp(emt_att%ncat,emt_att%nsox) )
1459                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_sox", emt_att%sox_comp,     &
1460                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nsox )
1461
1462                ENDIF  ! SOX
1463
1464             ENDDO  ! do ispec
1465
1466!
1467!-- EMISSION TIME SCALING FACTORS (hourly and MDH data)
1468 
1469!     
1470!-- HOUR   
1471             IF  ( TRIM(time_fac_type) == "HOUR" .OR.                        &
1472                   TRIM(time_fac_type) == "hour" )  THEN
1473
1474                CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%nhoursyear, 'nhoursyear' )
1475                ALLOCATE ( emt_att%hourly_emis_time_factor(emt_att%ncat,emt_att%nhoursyear) )
1476                CALL get_variable ( id_emis, "emission_time_factors",          &
1477                                    emt_att%hourly_emis_time_factor,           &
1478                                    1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nhoursyear )
1479
1480!
1481!-- MDH
1482
1483             ELSE IF  ( TRIM(time_fac_type)  ==  "MDH" .OR.                  &
1484                        TRIM(time_fac_type)  ==  "mdh" )  THEN
1485
1486                CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%nmonthdayhour, 'nmonthdayhour' )
1487                ALLOCATE ( emt_att%mdh_emis_time_factor(emt_att%ncat,emt_att%nmonthdayhour) )
1488                CALL get_variable ( id_emis, "emission_time_factors",          &
1489                                    emt_att%mdh_emis_time_factor,              &
1490                                    1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nmonthdayhour )
1491
1492!
1493!-- ERROR (time factor undefined)
1494
1495             ELSE
1496
1497                message_string = 'We are in the DEFAULT chemistry emissions mode: '  //  &
1498                                 '     !no time-factor type specified!'              //  &
1499                                 'Please specify the value of time_fac_type:'        //  &
1500                                 '         either "MDH" or "HOUR"'                 
1501                CALL message( 'netcdf_data_input_chemistry_data', 'CM0200', 2, 2, 0, 6, 0 ) 
1502 
1503
1504             ENDIF  ! time_fac_type
1505
1506!
1507!-- read in default (LOD1) emissions from chemisty netCDF file per species
1508
1509!
1510!-- NOTE - at the moment the data is read in per species, but in the future it would
1511!--        be much more sensible to read in per species per time step to reduce
1512!--        memory consumption and, to a lesser degree, dimensionality of data exchange
1513!--        (I expect this will be necessary when the problem size is large)
1514
1515             DO ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1516
1517!
1518!-- allocate space for species specific emission values
1519!-- NOTE - this array is extended by 1 cell in each horizontal direction
1520!--        to compensate for an apparent linear offset.  The reason of this
1521!--        offset is not known but it has been determined to take place beyond the
1522!--        scope of this module, and has little to do with index conventions.
1523!--        That is, setting the array horizontal limit from nx0:nx1 to 1:(nx1-nx0+1)
1524!--        or nx0+1:nx1+1 did not result in correct or definite behavior
1525!--        This must be looked at at some point by the Hannover team but for now
1526!--        this workaround is deemed reasonable (ecc 20190417)
1527
1528                IF ( .NOT. ALLOCATED ( emt(ispec)%default_emission_data ) )  THEN
1529                    ALLOCATE ( emt(ispec)%default_emission_data(emt_att%ncat,nys:nyn+1,nxl:nxr+1) )
1530                ENDIF
1531!
1532!-- allocate dummy variable w/ index order identical to that shown in the netCDF header
1533
1534                ALLOCATE ( dum_var_5d(1,nys:nyn,nxl:nxr,1,emt_att%ncat) )
1535!
1536!-- get variable.  be very careful
1537!-- I am using get_variable_5d_real_dynamic (note logical argument at the end)
1538!-- 1) use Fortran index convention (i.e., 1 to N)
1539!-- 2) index order must be in reverse order from above allocation order
1540 
1541                CALL get_variable ( id_emis, "emission_values", dum_var_5d, &
1542                                    1,            ispec, nxl+1,     nys+1,     1,                    &
1543                                    emt_att%ncat, 1,     nxr-nxl+1, nyn-nys+1, emt_att%dt_emission,  &
1544                                    .FALSE. )
1545!
1546!-- assign temp array to data structure then deallocate temp array
1547!-- NOTE - indices are shifted from nx0:nx1 to nx0+1:nx1+1 to offset
1548!--        the emission data array to counter said domain offset
1549!--        (ecc 20190417)
1550
1551                DO k = 1, emt_att%ncat
1552                   DO j = nys+1, nyn+1
1553                      DO i = nxl+1, nxr+1
1554                         emt(ispec)%default_emission_data(k,j,i) = dum_var_5d(1,j-1,i-1,1,k)
1555                      ENDDO
1556                   ENDDO
1557                ENDDO
1558
1559                DEALLOCATE ( dum_var_5d )
1560
1561             ENDDO  ! ispec
1562!
1563!-- UNITS
1564
1565             CALL get_attribute(id_emis,"units",emt_att%units,.FALSE.,"emission_values")
1566
1567!
1568!-- END DEFAULT MODE
1569
1570
1571!
1572!-- START LOD 2 (PRE-PROCESSED MODE)
1573
1574          ELSE IF  ( emiss_lod == 2 )  THEN
1575
1576! for reference (ecc)
1577!          ELSE IF (TRIM(mode_emis) == "PRE-PROCESSED" .OR. TRIM(mode_emis) == "pre-processed") THEN
1578
1579!
1580!-- For LOD 2 only VOC and emission data need be read
1581
1582!------------------------------------------------------------------------------
1583!-- NOTE - CHECK ARRAY INDICES FOR READING IN NAMES AND SPECIES
1584!--        IN LOD2 (PRE-PROCESSED MODE) FOR THE VARIOUS MODE SPLITS
1585!--        AS ALL ID_EMIS CONDITIONALS HAVE BEEN REMOVED FROM GET_VAR
1586!--        FUNCTIONS.  IN THEORY THIS WOULD MEAN ALL ARRAYS SHOULD BE
1587!--        READ FROM 0 to N-1 (C CONVENTION) AS OPPOSED TO 1 to N
1588!--        (FORTRAN CONVENTION).  KEEP THIS IN MIND !!
1589!--        (ecc 20190424)
1590!------------------------------------------------------------------------------
1591
1592             DO ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1593
1594!
1595!-- VOC DATA (name and composition)
1596
1597                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "VOC" .OR.                  &
1598                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "voc" )  THEN
1599
1600!
1601!-- VOC name
1602                   CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%nvoc, 'nvoc' )
1603                   ALLOCATE ( emt_att%voc_name(emt_att%nvoc) )
1604                   CALL get_variable ( id_emis, "emission_voc_name",                     &
1605                                       string_values, emt_att%nvoc)
1606                   emt_att%voc_name = string_values
1607                   IF  ( ALLOCATED(string_values) )  DEALLOCATE (string_values)
1608
1609!
1610!-- VOC composition
1611 
1612                   ALLOCATE ( emt_att%voc_comp(emt_att%ncat,emt_att%nvoc) )
1613                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_voc", emt_att%voc_comp,     &
1614                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nvoc )
1615                ENDIF  ! VOC
1616 
1617             ENDDO  ! ispec
1618
1619!
1620!-- EMISSION DATA
1621
1622             CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%dt_emission, 'time' )   
1623 
1624!
1625!-- read in pre-processed (LOD2) emissions from chemisty netCDF file per species
1626
1627!
1628!-- NOTE - at the moment the data is read in per species, but in the future it would
1629!--        be much more sensible to read in per species per time step to reduce
1630!--        memory consumption and, to a lesser degree, dimensionality of data exchange
1631!--        (I expect this will be necessary when the problem size is large)
1632
1633             DO ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1634
1635!
1636!-- allocate space for species specific emission values
1637!-- NOTE - this array is extended by 1 cell in each horizontal direction
1638!--        to compensate for an apparent linear offset.  The reason of this
1639!--        offset is not known but it has been determined to take place beyond the
1640!--        scope of this module, and has little to do with index conventions.
1641!--        That is, setting the array horizontal limit from nx0:nx1 to 1:(nx1-nx0+1)
1642!--        or nx0+1:nx1+1 did not result in correct or definite behavior
1643!--        This must be looked at at some point by the Hannover team but for now
1644!--        this workaround is deemed reasonable (ecc 20190417)
1645
1646                IF ( .NOT. ALLOCATED( emt(ispec)%preproc_emission_data ) )  THEN
1647                   ALLOCATE( emt(ispec)%preproc_emission_data(                           &
1648                             emt_att%dt_emission, 1, nys:nyn+1, nxl:nxr+1) )
1649                ENDIF
1650!
1651!-- allocate dummy variable w/ index order identical to that shown in the netCDF header
1652
1653                ALLOCATE ( dum_var_5d(emt_att%dt_emission,1,nys:nyn,nxl:nxr,1) )
1654!
1655!-- get variable.  be very careful
1656!-- I am using get_variable_5d_real_dynamic (note logical argument at the end)
1657!-- 1) use Fortran index convention (i.e., 1 to N)
1658!-- 2) index order must be in reverse order from above allocation order
1659
1660                CALL get_variable ( id_emis, "emission_values", dum_var_5d, &
1661                                    ispec, nxl+1,     nys+1,     1, 1,                   &
1662                                    1,     nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 1, emt_att%dt_emission, &
1663                                    .FALSE. )
1664!
1665!-- assign temp array to data structure then deallocate temp array
1666!-- NOTE - indices are shifted from nx0:nx1 to nx0+1:nx1+1 to offset
1667!--        the emission data array to counter said unkonwn offset
1668!--        (ecc 20190417)
1669
1670                DO k = 1, emt_att%dt_emission
1671                   DO j = nys+1, nyn+1
1672                      DO i = nxl+1, nxr+1
1673                         emt(ispec)%preproc_emission_data(k,1,j,i) = dum_var_5d(k,1,j-1,i-1,1)
1674                      ENDDO
1675                   ENDDO
1676                ENDDO
1677
1678                DEALLOCATE ( dum_var_5d )
1679
1680             ENDDO  ! ispec
1681!
1682!-- UNITS
1683
1684             CALL get_attribute ( id_emis, "units", emt_att%units, .FALSE. , "emission_values" )
1685       
1686          ENDIF  ! LOD1 & LOD2 (default and pre-processed mode)
1687
1688          CALL close_input_file (id_emis)
1689
1690#endif
1691
1692       ENDIF ! LOD0 (parameterized mode)
1693
1694    END SUBROUTINE netcdf_data_input_chemistry_data
1695
1696
1697!------------------------------------------------------------------------------!
1698! Description:
1699! ------------
1700!> Reads surface classification data, such as vegetation and soil type, etc. .
1701!------------------------------------------------------------------------------!
1702    SUBROUTINE netcdf_data_input_surface_data
1703
1704       USE control_parameters,                                                 &
1705           ONLY:  land_surface, plant_canopy, urban_surface
1706
1707       USE indices,                                                            &
1708           ONLY:  nbgp, nxl, nxr, nyn, nys
1709
1710
1711       IMPLICIT NONE
1712
1713       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names  !< variable names in static input file
1714
1715       INTEGER(iwp) ::  id_surf   !< NetCDF id of input file
1716       INTEGER(iwp) ::  k         !< running index along z-direction
1717       INTEGER(iwp) ::  k2        !< running index
1718       INTEGER(iwp) ::  num_vars  !< number of variables in input file
1719       INTEGER(iwp) ::  nz_soil   !< number of soil layers in file
1720
1721!
1722!--    If not static input file is available, skip this routine
1723       IF ( .NOT. input_pids_static )  RETURN
1724!
1725!--    Measure CPU time
1726       CALL cpu_log( log_point_s(82), 'NetCDF input', 'start' )
1727!
1728!--    Read plant canopy variables.
1729       IF ( plant_canopy )  THEN
1730#if defined ( __netcdf )
1731!
1732!--       Open file in read-only mode
1733          CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                    &
1734                               TRIM( coupling_char ) , id_surf )
1735!
1736!--       At first, inquire all variable names.
1737!--       This will be used to check whether an optional input variable
1738!--       exist or not.
1739          CALL inquire_num_variables( id_surf, num_vars )
1740
1741          ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
1742          CALL inquire_variable_names( id_surf, var_names )
1743
1744!
1745!--       Read leaf area density - resolved vegetation
1746          IF ( check_existence( var_names, 'lad' ) )  THEN
1747             leaf_area_density_f%from_file = .TRUE.
1748             CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
1749                                 leaf_area_density_f%fill,                     &
1750                                 .FALSE., 'lad' )
1751!
1752!--          Inquire number of vertical vegetation layer
1753             CALL get_dimension_length( id_surf,                               &
1754                                        leaf_area_density_f%nz,                &
1755                                        'zlad' )
1756!
1757!--          Allocate variable for leaf-area density
1758             ALLOCATE( leaf_area_density_f%var( 0:leaf_area_density_f%nz-1,    &
1759                                                nys:nyn,nxl:nxr) )
1760
1761             CALL get_variable( id_surf, 'lad', leaf_area_density_f%var,       &
1762                                nxl, nxr, nys, nyn,                            &
1763                                0, leaf_area_density_f%nz-1 )
1764
1765          ELSE
1766             leaf_area_density_f%from_file = .FALSE.
1767          ENDIF
1768
1769!
1770!--       Read basal area density - resolved vegetation
1771          IF ( check_existence( var_names, 'bad' ) )  THEN
1772             basal_area_density_f%from_file = .TRUE.
1773             CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
1774                                 basal_area_density_f%fill,                    &
1775                                 .FALSE., 'bad' )
1776!
1777!--          Inquire number of vertical vegetation layer
1778             CALL get_dimension_length( id_surf,                               &
1779                                        basal_area_density_f%nz,               & 
1780                                        'zlad' )
1781!
1782!--          Allocate variable
1783             ALLOCATE( basal_area_density_f%var(0:basal_area_density_f%nz-1,   &
1784                                                nys:nyn,nxl:nxr) )
1785
1786             CALL get_variable( id_surf, 'bad', basal_area_density_f%var,      &
1787                                nxl, nxr, nys, nyn,                            &
1788                                0,  basal_area_density_f%nz-1 )
1789          ELSE
1790             basal_area_density_f%from_file = .FALSE.
1791          ENDIF
1792
1793!
1794!--       Read root area density - resolved vegetation
1795          IF ( check_existence( var_names, 'root_area_dens_r' ) )  THEN
1796             root_area_density_lad_f%from_file = .TRUE.
1797             CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
1798                                 root_area_density_lad_f%fill,                 &
1799                                 .FALSE., 'root_area_dens_r' )
1800!
1801!--          Inquire number of vertical soil layers
1802             CALL get_dimension_length( id_surf,             &
1803                                                   root_area_density_lad_f%nz, &
1804                                                  'zsoil' )
1805!
1806!--          Allocate variable
1807             ALLOCATE( root_area_density_lad_f%var                             &
1808                                         (0:root_area_density_lad_f%nz-1,      &
1809                                          nys:nyn,nxl:nxr) )
1810
1811             CALL get_variable( id_surf, 'root_area_dens_r',                   &
1812                                root_area_density_lad_f%var,                   &
1813                                nxl, nxr, nys, nyn,                            &
1814                                0,  root_area_density_lad_f%nz-1 )
1815          ELSE
1816             root_area_density_lad_f%from_file = .FALSE.
1817          ENDIF
1818!
1819!--       Finally, close input file
1820          CALL close_input_file( id_surf )
1821#endif
1822       ENDIF
1823!
1824!--    Deallocate variable list. Will be re-allocated in case further
1825!--    variables are read from file.
1826       IF ( ALLOCATED( var_names ) )  DEALLOCATE( var_names )
1827!
1828!--    Skip the following if no land-surface or urban-surface module are
1829!--    applied. This case, no one of the following variables is used anyway.
1830       IF (  .NOT. land_surface  .AND.  .NOT. urban_surface )  RETURN
1831
1832#if defined ( __netcdf )
1833!
1834!--    Open file in read-only mode
1835       CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                       &
1836                            TRIM( coupling_char ) , id_surf )
1837!
1838!--    Inquire all variable names.
1839!--    This will be used to check whether an optional input variable exist
1840!--    or not.
1841       CALL inquire_num_variables( id_surf, num_vars )
1842
1843       ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
1844       CALL inquire_variable_names( id_surf, var_names )
1845!
1846!--    Read vegetation type and required attributes
1847       IF ( check_existence( var_names, 'vegetation_type' ) )  THEN
1848          vegetation_type_f%from_file = .TRUE.
1849          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1850                              vegetation_type_f%fill,                          &
1851                              .FALSE., 'vegetation_type' )
1852
1853          ALLOCATE ( vegetation_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1854
1855          CALL get_variable( id_surf, 'vegetation_type',                       &
1856                             vegetation_type_f%var, nxl, nxr, nys, nyn )
1857       ELSE
1858          vegetation_type_f%from_file = .FALSE.
1859       ENDIF
1860
1861!
1862!--    Read soil type and required attributes
1863       IF ( check_existence( var_names, 'soil_type' ) )  THEN
1864             soil_type_f%from_file = .TRUE.
1865!
1866!--       Note, lod is currently not on file; skip for the moment
1867!           CALL get_attribute( id_surf, char_lod,                       &
1868!                                      soil_type_f%lod,                  &
1869!                                      .FALSE., 'soil_type' )
1870          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1871                              soil_type_f%fill,                                &
1872                              .FALSE., 'soil_type' )
1873
1874          IF ( soil_type_f%lod == 1 )  THEN
1875
1876             ALLOCATE ( soil_type_f%var_2d(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1877
1878             CALL get_variable( id_surf, 'soil_type', soil_type_f%var_2d,      &
1879                                nxl, nxr, nys, nyn )
1880
1881          ELSEIF ( soil_type_f%lod == 2 )  THEN
1882!
1883!--          Obtain number of soil layers from file.
1884             CALL get_dimension_length( id_surf, nz_soil, 'zsoil' )
1885
1886             ALLOCATE ( soil_type_f%var_3d(0:nz_soil,nys:nyn,nxl:nxr) )
1887
1888             CALL get_variable( id_surf, 'soil_type', soil_type_f%var_3d,      &
1889                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, nz_soil )
1890 
1891          ENDIF
1892       ELSE
1893          soil_type_f%from_file = .FALSE.
1894       ENDIF
1895
1896!
1897!--    Read pavement type and required attributes
1898       IF ( check_existence( var_names, 'pavement_type' ) )  THEN
1899          pavement_type_f%from_file = .TRUE.
1900          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1901                              pavement_type_f%fill, .FALSE.,                   &
1902                              'pavement_type' )
1903
1904          ALLOCATE ( pavement_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1905
1906          CALL get_variable( id_surf, 'pavement_type', pavement_type_f%var,    &
1907                             nxl, nxr, nys, nyn )
1908       ELSE
1909          pavement_type_f%from_file = .FALSE.
1910       ENDIF
1911
1912!
1913!--    Read water type and required attributes
1914       IF ( check_existence( var_names, 'water_type' ) )  THEN
1915          water_type_f%from_file = .TRUE.
1916          CALL get_attribute( id_surf, char_fill, water_type_f%fill,           &
1917                              .FALSE., 'water_type' )
1918
1919          ALLOCATE ( water_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1920
1921          CALL get_variable( id_surf, 'water_type', water_type_f%var,          &
1922                             nxl, nxr, nys, nyn )
1923
1924       ELSE
1925          water_type_f%from_file = .FALSE.
1926       ENDIF
1927!
1928!--    Read relative surface fractions of vegetation, pavement and water.
1929       IF ( check_existence( var_names, 'surface_fraction' ) )  THEN
1930          surface_fraction_f%from_file = .TRUE.
1931          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1932                              surface_fraction_f%fill,                         &
1933                              .FALSE., 'surface_fraction' )
1934!
1935!--       Inquire number of surface fractions
1936          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
1937                                     surface_fraction_f%nf,                    &
1938                                     'nsurface_fraction' )
1939!
1940!--       Allocate dimension array and input array for surface fractions
1941          ALLOCATE( surface_fraction_f%nfracs(0:surface_fraction_f%nf-1) )
1942          ALLOCATE( surface_fraction_f%frac(0:surface_fraction_f%nf-1,         &
1943                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
1944!
1945!--       Get dimension of surface fractions
1946          CALL get_variable( id_surf, 'nsurface_fraction',                     &
1947                             surface_fraction_f%nfracs )
1948!
1949!--       Read surface fractions
1950          CALL get_variable( id_surf, 'surface_fraction',                      &
1951                             surface_fraction_f%frac, nxl, nxr, nys, nyn,      &
1952                             0, surface_fraction_f%nf-1 )
1953       ELSE
1954          surface_fraction_f%from_file = .FALSE.
1955       ENDIF
1956!
1957!--    Read building parameters and related information
1958       IF ( check_existence( var_names, 'building_pars' ) )  THEN
1959          building_pars_f%from_file = .TRUE.
1960          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1961                              building_pars_f%fill,                            &
1962                              .FALSE., 'building_pars' )
1963!
1964!--       Inquire number of building parameters
1965          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
1966                                      building_pars_f%np,                      &
1967                                      'nbuilding_pars' )
1968!
1969!--       Allocate dimension array and input array for building parameters
1970          ALLOCATE( building_pars_f%pars(0:building_pars_f%np-1) )
1971          ALLOCATE( building_pars_f%pars_xy(0:building_pars_f%np-1,            &
1972                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
1973!
1974!--       Get dimension of building parameters
1975          CALL get_variable( id_surf, 'nbuilding_pars',                        &
1976                             building_pars_f%pars )
1977!
1978!--       Read building_pars
1979          CALL get_variable( id_surf, 'building_pars',                         &
1980                             building_pars_f%pars_xy, nxl, nxr, nys, nyn,      &
1981                             0, building_pars_f%np-1 )
1982       ELSE
1983          building_pars_f%from_file = .FALSE.
1984       ENDIF
1985!
1986!--    Read building surface parameters
1987       IF ( check_existence( var_names, 'building_surface_pars' ) )  THEN
1988          building_surface_pars_f%from_file = .TRUE.
1989          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1990                              building_surface_pars_f%fill,                    &
1991                              .FALSE., 'building_surface_pars' )
1992!
1993!--       Read building_surface_pars
1994          CALL get_variable_surf( id_surf, 'building_surface_pars', &
1995                                  building_surface_pars_f )
1996       ELSE
1997          building_surface_pars_f%from_file = .FALSE.
1998       ENDIF
1999
2000!
2001!--    Read albedo type and required attributes
2002       IF ( check_existence( var_names, 'albedo_type' ) )  THEN
2003          albedo_type_f%from_file = .TRUE.
2004          CALL get_attribute( id_surf, char_fill, albedo_type_f%fill,          &
2005                              .FALSE.,  'albedo_type' )
2006
2007          ALLOCATE ( albedo_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2008         
2009          CALL get_variable( id_surf, 'albedo_type', albedo_type_f%var,        &
2010                             nxl, nxr, nys, nyn )
2011       ELSE
2012          albedo_type_f%from_file = .FALSE.
2013       ENDIF
2014!
2015!--    Read albedo parameters and related information
2016       IF ( check_existence( var_names, 'albedo_pars' ) )  THEN
2017          albedo_pars_f%from_file = .TRUE.
2018          CALL get_attribute( id_surf, char_fill, albedo_pars_f%fill,          &
2019                              .FALSE., 'albedo_pars' )
2020!
2021!--       Inquire number of albedo parameters
2022          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2023                                     albedo_pars_f%np,                         &
2024                                     'nalbedo_pars' )
2025!
2026!--       Allocate dimension array and input array for albedo parameters
2027          ALLOCATE( albedo_pars_f%pars(0:albedo_pars_f%np-1) )
2028          ALLOCATE( albedo_pars_f%pars_xy(0:albedo_pars_f%np-1,                &
2029                                          nys:nyn,nxl:nxr) )
2030!
2031!--       Get dimension of albedo parameters
2032          CALL get_variable( id_surf, 'nalbedo_pars', albedo_pars_f%pars )
2033
2034          CALL get_variable( id_surf, 'albedo_pars', albedo_pars_f%pars_xy,    &
2035                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2036                             0, albedo_pars_f%np-1 )
2037       ELSE
2038          albedo_pars_f%from_file = .FALSE.
2039       ENDIF
2040
2041!
2042!--    Read pavement parameters and related information
2043       IF ( check_existence( var_names, 'pavement_pars' ) )  THEN
2044          pavement_pars_f%from_file = .TRUE.
2045          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2046                              pavement_pars_f%fill,                            &
2047                              .FALSE., 'pavement_pars' )
2048!
2049!--       Inquire number of pavement parameters
2050          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2051                                     pavement_pars_f%np,                       &
2052                                     'npavement_pars' )
2053!
2054!--       Allocate dimension array and input array for pavement parameters
2055          ALLOCATE( pavement_pars_f%pars(0:pavement_pars_f%np-1) )
2056          ALLOCATE( pavement_pars_f%pars_xy(0:pavement_pars_f%np-1,            &
2057                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
2058!
2059!--       Get dimension of pavement parameters
2060          CALL get_variable( id_surf, 'npavement_pars', pavement_pars_f%pars )
2061
2062          CALL get_variable( id_surf, 'pavement_pars', pavement_pars_f%pars_xy,&
2063                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2064                             0, pavement_pars_f%np-1 )
2065       ELSE
2066          pavement_pars_f%from_file = .FALSE.
2067       ENDIF
2068
2069!
2070!--    Read pavement subsurface parameters and related information
2071       IF ( check_existence( var_names, 'pavement_subsurface_pars' ) )         &
2072       THEN
2073          pavement_subsurface_pars_f%from_file = .TRUE.
2074          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2075                              pavement_subsurface_pars_f%fill,                 &
2076                              .FALSE., 'pavement_subsurface_pars' )
2077!
2078!--       Inquire number of parameters
2079          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2080                                     pavement_subsurface_pars_f%np,            &
2081                                     'npavement_subsurface_pars' )
2082!
2083!--       Inquire number of soil layers
2084          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2085                                     pavement_subsurface_pars_f%nz,            &
2086                                     'zsoil' )
2087!
2088!--       Allocate dimension array and input array for pavement parameters
2089          ALLOCATE( pavement_subsurface_pars_f%pars                            &
2090                            (0:pavement_subsurface_pars_f%np-1) )
2091          ALLOCATE( pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz                        &
2092                            (0:pavement_subsurface_pars_f%np-1,                &
2093                             0:pavement_subsurface_pars_f%nz-1,                &
2094                             nys:nyn,nxl:nxr) )
2095!
2096!--       Get dimension of pavement parameters
2097          CALL get_variable( id_surf, 'npavement_subsurface_pars',             &
2098                             pavement_subsurface_pars_f%pars )
2099
2100          CALL get_variable( id_surf, 'pavement_subsurface_pars',              &
2101                             pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz,              &
2102                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2103                             0, pavement_subsurface_pars_f%nz-1,               &
2104                             0, pavement_subsurface_pars_f%np-1 )
2105       ELSE
2106          pavement_subsurface_pars_f%from_file = .FALSE.
2107       ENDIF
2108
2109
2110!
2111!--    Read vegetation parameters and related information
2112       IF ( check_existence( var_names, 'vegetation_pars' ) )  THEN
2113          vegetation_pars_f%from_file = .TRUE.
2114          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2115                              vegetation_pars_f%fill,                          &
2116                              .FALSE.,  'vegetation_pars' )
2117!
2118!--       Inquire number of vegetation parameters
2119          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2120                                     vegetation_pars_f%np,                     &
2121                                     'nvegetation_pars' )
2122!
2123!--       Allocate dimension array and input array for surface fractions
2124          ALLOCATE( vegetation_pars_f%pars(0:vegetation_pars_f%np-1) )
2125          ALLOCATE( vegetation_pars_f%pars_xy(0:vegetation_pars_f%np-1,        &
2126                                              nys:nyn,nxl:nxr) )
2127!
2128!--       Get dimension of the parameters
2129          CALL get_variable( id_surf, 'nvegetation_pars',                      &
2130                             vegetation_pars_f%pars )
2131
2132          CALL get_variable( id_surf, 'vegetation_pars',                       &
2133                             vegetation_pars_f%pars_xy, nxl, nxr, nys, nyn,    &
2134                             0, vegetation_pars_f%np-1 )
2135       ELSE
2136          vegetation_pars_f%from_file = .FALSE.
2137       ENDIF
2138
2139!
2140!--    Read root parameters/distribution and related information
2141       IF ( check_existence( var_names, 'soil_pars' ) )  THEN
2142          soil_pars_f%from_file = .TRUE.
2143          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2144                              soil_pars_f%fill,                                &
2145                              .FALSE., 'soil_pars' )
2146
2147          CALL get_attribute( id_surf, char_lod,                               &
2148                              soil_pars_f%lod,                                 &
2149                              .FALSE., 'soil_pars' )
2150
2151!
2152!--       Inquire number of soil parameters
2153          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2154                                     soil_pars_f%np,                           &
2155                                     'nsoil_pars' )
2156!
2157!--       Read parameters array
2158          ALLOCATE( soil_pars_f%pars(0:soil_pars_f%np-1) )
2159          CALL get_variable( id_surf, 'nsoil_pars', soil_pars_f%pars )
2160
2161!
2162!--       In case of level of detail 2, also inquire number of vertical
2163!--       soil layers, allocate memory and read the respective dimension
2164          IF ( soil_pars_f%lod == 2 )  THEN
2165             CALL get_dimension_length( id_surf,                               &
2166                                        soil_pars_f%nz,                        &
2167                                        'zsoil' )
2168
2169             ALLOCATE( soil_pars_f%layers(0:soil_pars_f%nz-1) )
2170             CALL get_variable( id_surf, 'zsoil', soil_pars_f%layers )
2171
2172          ENDIF
2173
2174!
2175!--       Read soil parameters, depending on level of detail
2176          IF ( soil_pars_f%lod == 1 )  THEN
2177             ALLOCATE( soil_pars_f%pars_xy(0:soil_pars_f%np-1,                 &
2178                                           nys:nyn,nxl:nxr) )
2179                 
2180             CALL get_variable( id_surf, 'soil_pars', soil_pars_f%pars_xy,     &
2181                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, soil_pars_f%np-1 )
2182
2183          ELSEIF ( soil_pars_f%lod == 2 )  THEN
2184             ALLOCATE( soil_pars_f%pars_xyz(0:soil_pars_f%np-1,                &
2185                                            0:soil_pars_f%nz-1,                &
2186                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
2187             CALL get_variable( id_surf, 'soil_pars',                          &
2188                                soil_pars_f%pars_xyz,                          &
2189                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, soil_pars_f%nz-1,       &
2190                                0, soil_pars_f%np-1 )
2191
2192          ENDIF
2193       ELSE
2194          soil_pars_f%from_file = .FALSE.
2195       ENDIF
2196
2197!
2198!--    Read water parameters and related information
2199       IF ( check_existence( var_names, 'water_pars' ) )  THEN
2200          water_pars_f%from_file = .TRUE.
2201          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2202                              water_pars_f%fill,                               &
2203                              .FALSE., 'water_pars' )
2204!
2205!--       Inquire number of water parameters
2206          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2207                                     water_pars_f%np,                          &
2208                                     'nwater_pars' )
2209!
2210!--       Allocate dimension array and input array for water parameters
2211          ALLOCATE( water_pars_f%pars(0:water_pars_f%np-1) )
2212          ALLOCATE( water_pars_f%pars_xy(0:water_pars_f%np-1,                  &
2213                                         nys:nyn,nxl:nxr) )
2214!
2215!--       Get dimension of water parameters
2216          CALL get_variable( id_surf, 'nwater_pars', water_pars_f%pars )
2217
2218          CALL get_variable( id_surf, 'water_pars', water_pars_f%pars_xy,      &
2219                             nxl, nxr, nys, nyn, 0, water_pars_f%np-1 )
2220       ELSE
2221          water_pars_f%from_file = .FALSE.
2222       ENDIF
2223!
2224!--    Read root area density - parametrized vegetation
2225       IF ( check_existence( var_names, 'root_area_dens_s' ) )  THEN
2226          root_area_density_lsm_f%from_file = .TRUE.
2227          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2228                              root_area_density_lsm_f%fill,                    &
2229                              .FALSE., 'root_area_dens_s' )
2230!
2231!--       Obtain number of soil layers from file and allocate variable
2232          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2233                                     root_area_density_lsm_f%nz,               &
2234                                     'zsoil' )
2235          ALLOCATE( root_area_density_lsm_f%var                                &
2236                                        (0:root_area_density_lsm_f%nz-1,       &
2237                                         nys:nyn,nxl:nxr) )
2238
2239!
2240!--       Read root-area density
2241          CALL get_variable( id_surf, 'root_area_dens_s',                      &
2242                             root_area_density_lsm_f%var,                      &
2243                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2244                             0, root_area_density_lsm_f%nz-1 )
2245
2246       ELSE
2247          root_area_density_lsm_f%from_file = .FALSE.
2248       ENDIF
2249!
2250!--    Read street type and street crossing
2251       IF ( check_existence( var_names, 'street_type' ) )  THEN
2252          street_type_f%from_file = .TRUE.
2253          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2254                              street_type_f%fill, .FALSE.,                     &
2255                              'street_type' )
2256
2257          ALLOCATE ( street_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2258         
2259          CALL get_variable( id_surf, 'street_type', street_type_f%var,        &
2260                             nxl, nxr, nys, nyn )
2261       ELSE
2262          street_type_f%from_file = .FALSE.
2263       ENDIF
2264
2265       IF ( check_existence( var_names, 'street_crossing' ) )  THEN
2266          street_crossing_f%from_file = .TRUE.
2267          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2268                              street_crossing_f%fill, .FALSE.,                 &
2269                              'street_crossing' )
2270
2271          ALLOCATE ( street_crossing_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2272
2273          CALL get_variable( id_surf, 'street_crossing',                       &
2274                             street_crossing_f%var, nxl, nxr, nys, nyn )
2275
2276       ELSE
2277          street_crossing_f%from_file = .FALSE.
2278       ENDIF
2279!
2280!--    Still missing: root_resolved and building_surface_pars.
2281!--    Will be implemented as soon as they are available.
2282
2283!
2284!--    Finally, close input file
2285       CALL close_input_file( id_surf )
2286#endif
2287!
2288!--    End of CPU measurement
2289       CALL cpu_log( log_point_s(82), 'NetCDF input', 'stop' )
2290!
2291!--    Exchange ghost points for surface variables. Therefore, resize
2292!--    variables.
2293       IF ( albedo_type_f%from_file )  THEN
2294          CALL resize_array_2d_int8( albedo_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2295          CALL exchange_horiz_2d_byte( albedo_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,  &
2296                                       nbgp )
2297       ENDIF
2298       IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
2299          CALL resize_array_2d_int8( pavement_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2300          CALL exchange_horiz_2d_byte( pavement_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,&
2301                                       nbgp )
2302       ENDIF
2303       IF ( soil_type_f%from_file  .AND.  ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
2304          CALL resize_array_2d_int8( soil_type_f%var_2d, nys, nyn, nxl, nxr )
2305          CALL exchange_horiz_2d_byte( soil_type_f%var_2d, nys, nyn, nxl, nxr, &
2306                                       nbgp )
2307       ENDIF
2308       IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
2309          CALL resize_array_2d_int8( vegetation_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2310          CALL exchange_horiz_2d_byte( vegetation_type_f%var, nys, nyn, nxl,   &
2311                                       nxr, nbgp )
2312       ENDIF
2313       IF ( water_type_f%from_file )  THEN
2314          CALL resize_array_2d_int8( water_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2315          CALL exchange_horiz_2d_byte( water_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,   &
2316                                       nbgp )
2317       ENDIF
2318!
2319!--    Exchange ghost points for 3/4-D variables. For the sake of simplicity,
2320!--    loop further dimensions to use 2D exchange routines. Unfortunately this
2321!--    is necessary, else new MPI-data types need to be introduced just for
2322!--    2 variables.
2323       IF ( soil_type_f%from_file  .AND.  ALLOCATED( soil_type_f%var_3d ) )    &
2324       THEN
2325          CALL resize_array_3d_int8( soil_type_f%var_3d, 0, nz_soil,           &
2326                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2327          DO  k = 0, nz_soil
2328             CALL exchange_horiz_2d_int(                                       & 
2329                        soil_type_f%var_3d(k,:,:), nys, nyn, nxl, nxr, nbgp )
2330          ENDDO
2331       ENDIF
2332
2333       IF ( surface_fraction_f%from_file )  THEN
2334          CALL resize_array_3d_real( surface_fraction_f%frac,                  &
2335                                     0, surface_fraction_f%nf-1,               &
2336                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2337          DO  k = 0, surface_fraction_f%nf-1
2338             CALL exchange_horiz_2d( surface_fraction_f%frac(k,:,:), nbgp )
2339          ENDDO
2340       ENDIF
2341
2342       IF ( building_pars_f%from_file )  THEN         
2343          CALL resize_array_3d_real( building_pars_f%pars_xy,                  &
2344                                     0, building_pars_f%np-1,                  &
2345                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2346          DO  k = 0, building_pars_f%np-1
2347             CALL exchange_horiz_2d( building_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2348          ENDDO
2349       ENDIF
2350
2351       IF ( albedo_pars_f%from_file )  THEN         
2352          CALL resize_array_3d_real( albedo_pars_f%pars_xy,                    &
2353                                     0, albedo_pars_f%np-1,                    &
2354                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2355          DO  k = 0, albedo_pars_f%np-1
2356             CALL exchange_horiz_2d( albedo_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2357          ENDDO
2358       ENDIF
2359
2360       IF ( pavement_pars_f%from_file )  THEN         
2361          CALL resize_array_3d_real( pavement_pars_f%pars_xy,                  &
2362                                     0, pavement_pars_f%np-1,                  &
2363                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2364          DO  k = 0, pavement_pars_f%np-1
2365             CALL exchange_horiz_2d( pavement_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2366          ENDDO
2367       ENDIF
2368
2369       IF ( vegetation_pars_f%from_file )  THEN
2370          CALL resize_array_3d_real( vegetation_pars_f%pars_xy,                &
2371                                     0, vegetation_pars_f%np-1,                &
2372                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2373          DO  k = 0, vegetation_pars_f%np-1
2374             CALL exchange_horiz_2d( vegetation_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2375          ENDDO
2376       ENDIF
2377
2378       IF ( water_pars_f%from_file )  THEN
2379          CALL resize_array_3d_real( water_pars_f%pars_xy,                     &
2380                                     0, water_pars_f%np-1,                     &
2381                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2382          DO  k = 0, water_pars_f%np-1
2383             CALL exchange_horiz_2d( water_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2384          ENDDO
2385       ENDIF
2386
2387       IF ( root_area_density_lsm_f%from_file )  THEN
2388          CALL resize_array_3d_real( root_area_density_lsm_f%var,              &
2389                                     0, root_area_density_lsm_f%nz-1,          &
2390                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2391          DO  k = 0, root_area_density_lsm_f%nz-1
2392             CALL exchange_horiz_2d( root_area_density_lsm_f%var(k,:,:), nbgp )
2393          ENDDO
2394       ENDIF
2395
2396       IF ( soil_pars_f%from_file )  THEN
2397          IF ( soil_pars_f%lod == 1 )  THEN
2398         
2399             CALL resize_array_3d_real( soil_pars_f%pars_xy,                   &
2400                                        0, soil_pars_f%np-1,                   &
2401                                        nys, nyn, nxl, nxr )
2402             DO  k = 0, soil_pars_f%np-1
2403                CALL exchange_horiz_2d( soil_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2404             ENDDO
2405             
2406          ELSEIF ( soil_pars_f%lod == 2 )  THEN
2407             CALL resize_array_4d_real( soil_pars_f%pars_xyz,                  &
2408                                        0, soil_pars_f%np-1,                   &
2409                                        0, soil_pars_f%nz-1,                   &
2410                                        nys, nyn, nxl, nxr )
2411
2412             DO  k2 = 0, soil_pars_f%nz-1
2413                DO  k = 0, soil_pars_f%np-1
2414                   CALL exchange_horiz_2d( soil_pars_f%pars_xyz(k,k2,:,:),     &
2415                                           nbgp )
2416                ENDDO
2417             ENDDO
2418          ENDIF
2419       ENDIF
2420
2421       IF ( pavement_subsurface_pars_f%from_file )  THEN         
2422          CALL resize_array_4d_real( pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz,      &
2423                                     0, pavement_subsurface_pars_f%np-1,       &
2424                                     0, pavement_subsurface_pars_f%nz-1,       &
2425                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2426
2427          DO  k2 = 0, pavement_subsurface_pars_f%nz-1
2428             DO  k = 0, pavement_subsurface_pars_f%np-1
2429                CALL exchange_horiz_2d(                                        &
2430                           pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz(k,k2,:,:), nbgp )
2431             ENDDO
2432          ENDDO
2433       ENDIF
2434
2435    END SUBROUTINE netcdf_data_input_surface_data
2436
2437!------------------------------------------------------------------------------!
2438! Description:
2439! ------------
2440!> Reads uvem lookup table information.
2441!------------------------------------------------------------------------------!
2442    SUBROUTINE netcdf_data_input_uvem
2443       
2444       USE indices,                                                            &
2445           ONLY:  nxl, nxr, nyn, nys
2446
2447       IMPLICIT NONE
2448
2449       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names  !< variable names in static input file
2450
2451
2452       INTEGER(iwp) ::  id_uvem       !< NetCDF id of uvem lookup table input file
2453       INTEGER(iwp) ::  nli = 35      !< dimension length of lookup table in x
2454       INTEGER(iwp) ::  nlj =  9      !< dimension length of lookup table in y
2455       INTEGER(iwp) ::  nlk = 90      !< dimension length of lookup table in z
2456       INTEGER(iwp) ::  num_vars      !< number of variables in netcdf input file
2457!
2458!--    Input via uv exposure model lookup table input
2459       IF ( input_pids_uvem )  THEN
2460
2461#if defined ( __netcdf )
2462!
2463!--       Open file in read-only mode
2464          CALL open_read_file( TRIM( input_file_uvem ) //                    &
2465                               TRIM( coupling_char ), id_uvem )
2466!
2467!--       At first, inquire all variable names.
2468!--       This will be used to check whether an input variable exist or not.
2469          CALL inquire_num_variables( id_uvem, num_vars )
2470!
2471!--       Allocate memory to store variable names and inquire them.
2472          ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2473          CALL inquire_variable_names( id_uvem, var_names )
2474!
2475!--       uvem integration
2476          IF ( check_existence( var_names, 'int_factors' ) )  THEN
2477             uvem_integration_f%from_file = .TRUE.
2478!
2479!--          Input 2D uvem integration.
2480             ALLOCATE ( uvem_integration_f%var(0:nlj,0:nli)  )
2481             
2482             CALL get_variable( id_uvem, 'int_factors', uvem_integration_f%var, 0, nli, 0, nlj )
2483          ELSE
2484             uvem_integration_f%from_file = .FALSE.
2485          ENDIF
2486!
2487!--       uvem irradiance
2488          IF ( check_existence( var_names, 'irradiance' ) )  THEN
2489             uvem_irradiance_f%from_file = .TRUE.
2490!
2491!--          Input 2D uvem irradiance.
2492             ALLOCATE ( uvem_irradiance_f%var(0:nlk, 0:2)  )
2493             
2494             CALL get_variable( id_uvem, 'irradiance', uvem_irradiance_f%var, 0, 2, 0, nlk )
2495          ELSE
2496             uvem_irradiance_f%from_file = .FALSE.
2497          ENDIF
2498!
2499!--       uvem porjection areas
2500          IF ( check_existence( var_names, 'projarea' ) )  THEN
2501             uvem_projarea_f%from_file = .TRUE.
2502!
2503!--          Input 3D uvem projection area (human geometgry)
2504             ALLOCATE ( uvem_projarea_f%var(0:2,0:nlj,0:nli)  )
2505           
2506             CALL get_variable( id_uvem, 'projarea', uvem_projarea_f%var, 0, nli, 0, nlj, 0, 2 )
2507          ELSE
2508             uvem_projarea_f%from_file = .FALSE.
2509          ENDIF
2510!
2511!--       uvem radiance
2512          IF ( check_existence( var_names, 'radiance' ) )  THEN
2513             uvem_radiance_f%from_file = .TRUE.
2514!
2515!--          Input 3D uvem radiance
2516             ALLOCATE ( uvem_radiance_f%var(0:nlk,0:nlj,0:nli)  )
2517             
2518             CALL get_variable( id_uvem, 'radiance', uvem_radiance_f%var, 0, nli, 0, nlj, 0, nlk )
2519          ELSE
2520             uvem_radiance_f%from_file = .FALSE.
2521          ENDIF
2522!
2523!--       Read building obstruction
2524          IF ( check_existence( var_names, 'obstruction' ) )  THEN
2525             building_obstruction_full%from_file = .TRUE.
2526!--          Input 3D uvem building obstruction
2527              ALLOCATE ( building_obstruction_full%var_3d(0:44,0:2,0:2) )
2528              CALL get_variable( id_uvem, 'obstruction', building_obstruction_full%var_3d,0, 2, 0, 2, 0, 44 )       
2529          ELSE
2530             building_obstruction_full%from_file = .FALSE.
2531          ENDIF
2532!
2533          IF ( check_existence( var_names, 'obstruction' ) )  THEN
2534             building_obstruction_f%from_file = .TRUE.
2535!
2536!--          Input 3D uvem building obstruction
2537             ALLOCATE ( building_obstruction_f%var_3d(0:44,nys:nyn,nxl:nxr) )
2538!
2539             CALL get_variable( id_uvem, 'obstruction', building_obstruction_f%var_3d,      &
2540                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, 44 )       
2541          ELSE
2542             building_obstruction_f%from_file = .FALSE.
2543          ENDIF
2544!
2545!--       Close uvem lookup table input file
2546          CALL close_input_file( id_uvem )
2547#else
2548          CONTINUE
2549#endif
2550       ENDIF
2551    END SUBROUTINE netcdf_data_input_uvem
2552
2553!------------------------------------------------------------------------------!
2554! Description:
2555! ------------
2556!> Reads orography and building information.
2557!------------------------------------------------------------------------------!
2558    SUBROUTINE netcdf_data_input_topo
2559
2560       USE control_parameters,                                                 &
2561           ONLY:  message_string, topography
2562
2563       USE grid_variables,                                                     &
2564           ONLY:  dx, dy   
2565           
2566       USE indices,                                                            &
2567           ONLY:  nbgp, nx, nxl, nxr, ny, nyn, nys, nzb
2568
2569
2570       IMPLICIT NONE
2571
2572       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names  !< variable names in static input file
2573
2574
2575       INTEGER(iwp) ::  i             !< running index along x-direction
2576       INTEGER(iwp) ::  ii            !< running index for IO blocks
2577       INTEGER(iwp) ::  id_topo       !< NetCDF id of topograhy input file
2578       INTEGER(iwp) ::  j             !< running index along y-direction
2579       INTEGER(iwp) ::  num_vars      !< number of variables in netcdf input file
2580       INTEGER(iwp) ::  skip_n_rows   !< counting variable to skip rows while reading topography file
2581
2582       REAL(wp) ::  dum           !< dummy variable to skip columns while reading topography file
2583!
2584!--    CPU measurement
2585       CALL cpu_log( log_point_s(83), 'NetCDF/ASCII input topo', 'start' )
2586
2587!
2588!--    Input via palm-input data standard
2589       IF ( input_pids_static )  THEN
2590#if defined ( __netcdf )
2591!
2592!--       Open file in read-only mode
2593          CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                    &
2594                               TRIM( coupling_char ), id_topo )
2595!
2596!--       At first, inquire all variable names.
2597!--       This will be used to check whether an  input variable exist
2598!--       or not.
2599          CALL inquire_num_variables( id_topo, num_vars )
2600!
2601!--       Allocate memory to store variable names and inquire them.
2602          ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2603          CALL inquire_variable_names( id_topo, var_names )
2604!
2605!--       Read x, y - dimensions. Only required for consistency checks.
2606          CALL get_dimension_length( id_topo, dim_static%nx, 'x' )
2607          CALL get_dimension_length( id_topo, dim_static%ny, 'y' )
2608          ALLOCATE( dim_static%x(0:dim_static%nx-1) )
2609          ALLOCATE( dim_static%y(0:dim_static%ny-1) )
2610          CALL get_variable( id_topo, 'x', dim_static%x )
2611          CALL get_variable( id_topo, 'y', dim_static%y )
2612!
2613!--       Check whether dimension size in input file matches the model dimensions
2614          IF ( dim_static%nx-1 /= nx  .OR.  dim_static%ny-1 /= ny )  THEN
2615             message_string = 'Static input file: horizontal dimension in ' // &
2616                              'x- and/or y-direction ' //                      &
2617                              'do not match the respective model dimension'
2618             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0548', 1, 2, 0, 6, 0 )
2619          ENDIF
2620!
2621!--       Check if grid spacing of provided input data matches the respective
2622!--       grid spacing in the model.
2623          IF ( ABS( dim_static%x(1) - dim_static%x(0) - dx ) > 10E-6_wp  .OR.  &
2624               ABS( dim_static%y(1) - dim_static%y(0) - dy ) > 10E-6_wp )  THEN
2625             message_string = 'Static input file: horizontal grid spacing ' // &
2626                              'in x- and/or y-direction ' //                   &
2627                              'do not match the respective model grid spacing.'
2628             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0549', 1, 2, 0, 6, 0 )
2629          ENDIF
2630!
2631!--       Terrain height. First, get variable-related _FillValue attribute
2632          IF ( check_existence( var_names, 'zt' ) )  THEN
2633             terrain_height_f%from_file = .TRUE.
2634             CALL get_attribute( id_topo, char_fill, terrain_height_f%fill,    &
2635                                 .FALSE., 'zt' )
2636!
2637!--          Input 2D terrain height.
2638             ALLOCATE ( terrain_height_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2639             
2640             CALL get_variable( id_topo, 'zt', terrain_height_f%var,           &
2641                                nxl, nxr, nys, nyn )
2642
2643          ELSE
2644             terrain_height_f%from_file = .FALSE.
2645          ENDIF
2646
2647!
2648!--       Read building height. First, read its _FillValue attribute,
2649!--       as well as lod attribute
2650          buildings_f%from_file = .FALSE.
2651          IF ( check_existence( var_names, 'buildings_2d' ) )  THEN
2652             buildings_f%from_file = .TRUE.
2653             CALL get_attribute( id_topo, char_lod, buildings_f%lod,           &
2654                                 .FALSE., 'buildings_2d' )
2655
2656             CALL get_attribute( id_topo, char_fill, buildings_f%fill1,        &
2657                                 .FALSE., 'buildings_2d' )
2658
2659!
2660!--          Read 2D buildings
2661             IF ( buildings_f%lod == 1 )  THEN
2662                ALLOCATE ( buildings_f%var_2d(nys:nyn,nxl:nxr) )
2663
2664                CALL get_variable( id_topo, 'buildings_2d',                    &
2665                                   buildings_f%var_2d,                         &
2666                                   nxl, nxr, nys, nyn )
2667             ELSE
2668                message_string = 'NetCDF attribute lod ' //                    &
2669                                 '(level of detail) is not set ' //            &
2670                                 'properly for buildings_2d.'
2671                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0540',               &
2672                               1, 2, 0, 6, 0 )
2673             ENDIF
2674          ENDIF
2675!
2676!--       If available, also read 3D building information. If both are
2677!--       available, use 3D information.
2678          IF ( check_existence( var_names, 'buildings_3d' ) )  THEN
2679             buildings_f%from_file = .TRUE.
2680             CALL get_attribute( id_topo, char_lod, buildings_f%lod,           &
2681                                 .FALSE., 'buildings_3d' )     
2682
2683             CALL get_attribute( id_topo, char_fill, buildings_f%fill2,        &
2684                                 .FALSE., 'buildings_3d' )
2685
2686             CALL get_dimension_length( id_topo, buildings_f%nz, 'z' )
2687!
2688!--          Read 3D buildings
2689             IF ( buildings_f%lod == 2 )  THEN
2690                ALLOCATE( buildings_f%z(nzb:buildings_f%nz-1) )
2691                CALL get_variable( id_topo, 'z', buildings_f%z )
2692
2693                ALLOCATE( buildings_f%var_3d(nzb:buildings_f%nz-1,             &
2694                                             nys:nyn,nxl:nxr) )
2695                buildings_f%var_3d = 0
2696               
2697                CALL get_variable( id_topo, 'buildings_3d',                    &
2698                                   buildings_f%var_3d,                         &
2699                                   nxl, nxr, nys, nyn, 0, buildings_f%nz-1 )
2700             ELSE
2701                message_string = 'NetCDF attribute lod ' //                    &
2702                                 '(level of detail) is not set ' //            &
2703                                 'properly for buildings_3d.'
2704                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0541',               &
2705                               1, 2, 0, 6, 0 )
2706             ENDIF
2707          ENDIF
2708!
2709!--       Read building IDs and its FillValue attribute. Further required
2710!--       for mapping buildings on top of orography.
2711          IF ( check_existence( var_names, 'building_id' ) )  THEN
2712             building_id_f%from_file = .TRUE.
2713             CALL get_attribute( id_topo, char_fill,                           &
2714                                 building_id_f%fill, .FALSE.,                  &
2715                                 'building_id' )
2716
2717             ALLOCATE ( building_id_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) )
2718             
2719             CALL get_variable( id_topo, 'building_id', building_id_f%var,     &
2720                                nxl, nxr, nys, nyn )
2721          ELSE
2722             building_id_f%from_file = .FALSE.
2723          ENDIF
2724!
2725!--       Read building_type and required attributes.
2726          IF ( check_existence( var_names, 'building_type' ) )  THEN
2727             building_type_f%from_file = .TRUE.
2728             CALL get_attribute( id_topo, char_fill,                           &
2729                                 building_type_f%fill, .FALSE.,                &
2730                                 'building_type' )
2731
2732             ALLOCATE ( building_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) )
2733
2734             CALL get_variable( id_topo, 'building_type', building_type_f%var, &
2735                                nxl, nxr, nys, nyn )
2736
2737          ELSE
2738             building_type_f%from_file = .FALSE.
2739          ENDIF
2740!
2741!--       Close topography input file
2742          CALL close_input_file( id_topo )
2743#else
2744          CONTINUE
2745#endif
2746!
2747!--    ASCII input
2748       ELSEIF ( TRIM( topography ) == 'read_from_file' )  THEN
2749             
2750          DO  ii = 0, io_blocks-1
2751             IF ( ii == io_group )  THEN
2752
2753                OPEN( 90, FILE='TOPOGRAPHY_DATA'//TRIM( coupling_char ),       &
2754                      STATUS='OLD', FORM='FORMATTED', ERR=10 )
2755!
2756!--             Read topography PE-wise. Rows are read from nyn to nys, columns
2757!--             are read from nxl to nxr. At first, ny-nyn rows need to be skipped.
2758                skip_n_rows = 0
2759                DO WHILE ( skip_n_rows < ny - nyn )
2760                   READ( 90, * )
2761                   skip_n_rows = skip_n_rows + 1
2762                ENDDO
2763!
2764!--             Read data from nyn to nys and nxl to nxr. Therefore, skip
2765!--             column until nxl-1 is reached
2766                ALLOCATE ( buildings_f%var_2d(nys:nyn,nxl:nxr) )
2767                DO  j = nyn, nys, -1
2768                   READ( 90, *, ERR=11, END=11 )                               &
2769                                   ( dum, i = 0, nxl-1 ),                      &
2770                                   ( buildings_f%var_2d(j,i), i = nxl, nxr )
2771                ENDDO
2772
2773                GOTO 12
2774
2775 10             message_string = 'file TOPOGRAPHY_DATA'//                      &
2776                                 TRIM( coupling_char )// ' does not exist'
2777                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0208', 1, 2, 0, 6, 0 )
2778
2779 11             message_string = 'errors in file TOPOGRAPHY_DATA'//            &
2780                                 TRIM( coupling_char )
2781                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0209', 2, 2, 0, 6, 0 )
2782
2783 12             CLOSE( 90 )
2784                buildings_f%from_file = .TRUE.
2785
2786             ENDIF
2787#if defined( __parallel )
2788             CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
2789#endif
2790          ENDDO
2791
2792       ENDIF
2793!
2794!--    End of CPU measurement
2795       CALL cpu_log( log_point_s(83), 'NetCDF/ASCII input topo', 'stop' )
2796!
2797!--    Check for minimum requirement to setup building topography. If buildings
2798!--    are provided, also an ID and a type are required.
2799!--    Note, doing this check in check_parameters
2800!--    will be too late (data will be used for grid inititialization before).
2801       IF ( input_pids_static )  THEN
2802          IF ( buildings_f%from_file  .AND.                                    &
2803               .NOT. building_id_f%from_file )  THEN
2804             message_string = 'If building heights are prescribed in ' //      &
2805                              'static input file, also an ID is required.'
2806             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0542', 1, 2, 0, 6, 0 )
2807          ENDIF
2808       ENDIF
2809!
2810!--    In case no terrain height is provided by static input file, allocate
2811!--    array nevertheless and set terrain height to 0, which simplifies
2812!--    topography initialization.
2813       IF ( .NOT. terrain_height_f%from_file )  THEN
2814          ALLOCATE ( terrain_height_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) )
2815          terrain_height_f%var = 0.0_wp
2816       ENDIF
2817!
2818!--    Finally, exchange 1 ghost point for building ID and type.
2819!--    In case of non-cyclic boundary conditions set Neumann conditions at the
2820!--    lateral boundaries.
2821       IF ( building_id_f%from_file )  THEN
2822          CALL resize_array_2d_int32( building_id_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2823          CALL exchange_horiz_2d_int( building_id_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,   &
2824                                      nbgp )
2825       ENDIF
2826
2827       IF ( building_type_f%from_file )  THEN
2828          CALL resize_array_2d_int8( building_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2829          CALL exchange_horiz_2d_byte( building_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,   &
2830                                       nbgp )
2831       ENDIF
2832
2833    END SUBROUTINE netcdf_data_input_topo
2834
2835!------------------------------------------------------------------------------!
2836! Description:
2837! ------------
2838!> Reads initialization data of u, v, w, pt, q, geostrophic wind components,
2839!> as well as soil moisture and soil temperature, derived from larger-scale
2840!> model (COSMO) by Inifor.
2841!------------------------------------------------------------------------------!
2842    SUBROUTINE netcdf_data_input_init_3d
2843
2844       USE arrays_3d,                                                          &
2845           ONLY:  q, pt, u, v, w, zu, zw
2846
2847       USE control_parameters,                                                 &
2848           ONLY:  air_chemistry, bc_lr_cyc, bc_ns_cyc, humidity,               &
2849                  message_string, neutral
2850
2851       USE indices,                                                            &
2852           ONLY:  nx, nxl, nxlu, nxr, ny, nyn, nys, nysv, nzb, nz, nzt
2853
2854       IMPLICIT NONE
2855
2856       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names
2857
2858       LOGICAL      ::  dynamic_3d = .TRUE. !< flag indicating that 3D data is read from dynamic file
2859       
2860       INTEGER(iwp) ::  id_dynamic !< NetCDF id of dynamic input file
2861       INTEGER(iwp) ::  n          !< running index for chemistry variables
2862       INTEGER(iwp) ::  num_vars   !< number of variables in netcdf input file
2863
2864       LOGICAL      ::  check_passed !< flag indicating if a check passed
2865
2866!
2867!--    Skip routine if no input file with dynamic input data is available.
2868       IF ( .NOT. input_pids_dynamic )  RETURN
2869!
2870!--    Please note, Inifor is designed to provide initial data for u and v for
2871!--    the prognostic grid points in case of lateral Dirichlet conditions.
2872!--    This means that Inifor provides data from nxlu:nxr (for u) and
2873!--    from nysv:nyn (for v) at the left and south domain boundary, respectively.
2874!--    However, as work-around for the moment, PALM will run with cyclic
2875!--    conditions and will be initialized with data provided by Inifor
2876!--    boundaries in case of Dirichlet.
2877!--    Hence, simply set set nxlu/nysv to 1 (will be reset to its original value
2878!--    at the end of this routine.
2879       IF ( bc_lr_cyc  .AND.  nxl == 0 )  nxlu = 1
2880       IF ( bc_ns_cyc  .AND.  nys == 0 )  nysv = 1
2881
2882!
2883!--    CPU measurement
2884       CALL cpu_log( log_point_s(85), 'NetCDF input init', 'start' )
2885
2886#if defined ( __netcdf )
2887!
2888!--    Open file in read-only mode
2889       CALL open_read_file( TRIM( input_file_dynamic ) //                      &
2890                            TRIM( coupling_char ), id_dynamic )
2891
2892!
2893!--    At first, inquire all variable names.
2894       CALL inquire_num_variables( id_dynamic, num_vars )
2895!
2896!--    Allocate memory to store variable names.
2897       ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2898       CALL inquire_variable_names( id_dynamic, var_names )
2899!
2900!--    Read vertical dimension of scalar und w grid.
2901       CALL get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nzu, 'z'     )
2902       CALL get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nzw, 'zw'    )
2903!
2904!--    Read also the horizontal dimensions. These are used just used fo
2905!--    checking the compatibility with the PALM grid before reading.
2906       CALL get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nx,  'x'  )
2907       CALL get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nxu, 'xu' )
2908       CALL get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%ny,  'y'  )
2909       CALL get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nyv, 'yv' )
2910
2911!
2912!--    Check for correct horizontal and vertical dimension. Please note,
2913!--    checks are performed directly here and not called from
2914!--    check_parameters as some varialbes are still not allocated there.
2915!--    Moreover, please note, u- and v-grid has 1 grid point less on
2916!--    Inifor grid.
2917       IF ( init_3d%nx-1 /= nx  .OR.  init_3d%nxu-1 /= nx - 1  .OR.            &
2918            init_3d%ny-1 /= ny  .OR.  init_3d%nyv-1 /= ny - 1 )  THEN
2919          message_string = 'Number of horizontal grid points in '//            &
2920                           'dynamic input file does not match ' //             &
2921                           'the number of numeric grid points.'
2922          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
2923       ENDIF
2924
2925       IF ( init_3d%nzu /= nz )  THEN
2926          message_string = 'Number of vertical grid points in '//              &
2927                           'dynamic input file does not match ' //             &
2928                           'the number of numeric grid points.'
2929          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
2930       ENDIF
2931!
2932!--    Read vertical dimensions. Later, these are required for eventual
2933!--    inter- and extrapolations of the initialization data.
2934       IF ( check_existence( var_names, 'z' ) )  THEN
2935          ALLOCATE( init_3d%zu_atmos(1:init_3d%nzu) )
2936          CALL get_variable( id_dynamic, 'z', init_3d%zu_atmos )
2937       ENDIF
2938       IF ( check_existence( var_names, 'zw' ) )  THEN
2939          ALLOCATE( init_3d%zw_atmos(1:init_3d%nzw) )
2940          CALL get_variable( id_dynamic, 'zw', init_3d%zw_atmos )
2941       ENDIF
2942!
2943!--    Check for consistency between vertical coordinates in dynamic
2944!--    driver and numeric grid.
2945!--    Please note, depending on compiler options both may be
2946!--    equal up to a certain threshold, and differences between
2947!--    the numeric grid and vertical coordinate in the driver can built-
2948!--    up to 10E-1-10E-0 m. For this reason, the check is performed not
2949!--    for exactly matching values.
2950       IF ( ANY( ABS( zu(1:nzt)   - init_3d%zu_atmos(1:init_3d%nzu) )    &
2951                      > 10E-1 )  .OR.                                    &
2952            ANY( ABS( zw(1:nzt-1) - init_3d%zw_atmos(1:init_3d%nzw) )    &
2953                      > 10E-1 ) )  THEN
2954          message_string = 'Vertical grid in dynamic driver does not '// &
2955                           'match the numeric grid.'
2956          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
2957       ENDIF
2958!
2959!--    Read initial geostrophic wind components at
2960!--    t = 0 (index 1 in file).
2961       IF ( check_existence( var_names, 'ls_forcing_ug' ) )  THEN
2962          ALLOCATE( init_3d%ug_init(nzb:nzt+1) )
2963          init_3d%ug_init = 0.0_wp
2964
2965          CALL get_variable_pr( id_dynamic, 'ls_forcing_ug', 1,          &
2966                                init_3d%ug_init(1:nzt) )
2967!
2968!--       Set top-boundary condition (Neumann)
2969          init_3d%ug_init(nzt+1) = init_3d%ug_init(nzt)
2970
2971          init_3d%from_file_ug = .TRUE.
2972       ELSE
2973          init_3d%from_file_ug = .FALSE.
2974       ENDIF
2975       IF ( check_existence( var_names, 'ls_forcing_vg' ) )  THEN
2976          ALLOCATE( init_3d%vg_init(nzb:nzt+1) )
2977          init_3d%vg_init = 0.0_wp
2978
2979          CALL get_variable_pr( id_dynamic, 'ls_forcing_vg', 1,          &
2980                                init_3d%vg_init(1:nzt) )
2981!
2982!--       Set top-boundary condition (Neumann)
2983          init_3d%vg_init(nzt+1) = init_3d%vg_init(nzt)
2984
2985          init_3d%from_file_vg = .TRUE.
2986       ELSE
2987          init_3d%from_file_vg = .FALSE.
2988       ENDIF
2989!
2990!--    Read inital 3D data of u, v, w, pt and q,
2991!--    derived from COSMO model. Read PE-wise yz-slices.
2992!--    Please note, the u-, v- and w-component are defined on different
2993!--    grids with one element less in the x-, y-,
2994!--    and z-direction, respectively. Hence, reading is subdivided
2995!--    into separate loops. 
2996!--    Read u-component
2997       IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_u' ) )  THEN
2998!
2999!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3000          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_u,           &
3001                              .FALSE., 'init_atmosphere_u' )
3002          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_u,             &
3003                              .FALSE., 'init_atmosphere_u' )
3004!
3005!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3006          IF ( init_3d%lod_u == 1 )  THEN
3007             ALLOCATE( init_3d%u_init(nzb:nzt+1) )
3008             init_3d%u_init = 0.0_wp
3009
3010             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_u',               &
3011                                init_3d%u_init(nzb+1:nzt) )
3012!
3013!--          Set top-boundary condition (Neumann)
3014             init_3d%u_init(nzt+1) = init_3d%u_init(nzt)
3015!
3016!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3017          ELSEIF ( init_3d%lod_u == 2 )  THEN
3018             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_u',               &
3019                                u(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxlu:nxr),                 &
3020                                nxlu, nys+1, nzb+1,                            &
3021                                nxr-nxlu+1, nyn-nys+1, init_3d%nzu,            &
3022                                dynamic_3d )
3023!
3024!--          Set value at leftmost model grid point nxl = 0. This is because
3025!--          Inifor provides data only from 1:nx-1 since it assumes non-cyclic
3026!--          conditions.
3027             IF ( nxl == 0 )                                                   &
3028                u(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl) = u(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxlu)
3029!
3030!--          Set bottom and top-boundary
3031             u(nzb,:,:)   = u(nzb+1,:,:)
3032             u(nzt+1,:,:) = u(nzt,:,:)
3033             
3034          ENDIF
3035          init_3d%from_file_u = .TRUE.
3036       ELSE
3037          message_string = 'Missing initial data for u-component'
3038          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3039       ENDIF
3040!
3041!--    Read v-component
3042       IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_v' ) )  THEN
3043!
3044!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3045          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_v,           &
3046                              .FALSE., 'init_atmosphere_v' )
3047          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_v,             &
3048                              .FALSE., 'init_atmosphere_v' )
3049!
3050!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3051          IF ( init_3d%lod_v == 1 )  THEN
3052             ALLOCATE( init_3d%v_init(nzb:nzt+1) )
3053             init_3d%v_init = 0.0_wp
3054
3055             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_v',               &
3056                                init_3d%v_init(nzb+1:nzt) )
3057!
3058!--          Set top-boundary condition (Neumann)
3059             init_3d%v_init(nzt+1) = init_3d%v_init(nzt)
3060!
3061!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3062          ELSEIF ( init_3d%lod_v == 2 )  THEN
3063         
3064             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_v',               &
3065                                v(nzb+1:nzt,nysv:nyn,nxl:nxr),                 &
3066                                nxl+1, nysv, nzb+1,                            &
3067                                nxr-nxl+1, nyn-nysv+1, init_3d%nzu,            &
3068                                dynamic_3d )
3069!
3070!--          Set value at southmost model grid point nys = 0. This is because
3071!--          Inifor provides data only from 1:ny-1 since it assumes non-cyclic
3072!--          conditions.
3073             IF ( nys == 0 )                                                   &
3074                v(nzb+1:nzt,nys,nxl:nxr) = v(nzb+1:nzt,nysv,nxl:nxr)                               
3075!
3076!--          Set bottom and top-boundary
3077             v(nzb,:,:)   = v(nzb+1,:,:)
3078             v(nzt+1,:,:) = v(nzt,:,:)
3079             
3080          ENDIF
3081          init_3d%from_file_v = .TRUE.
3082       ELSE
3083          message_string = 'Missing initial data for v-component'
3084          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3085       ENDIF
3086!
3087!--    Read w-component
3088       IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_w' ) )  THEN
3089!
3090!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3091          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_w,           &
3092                              .FALSE., 'init_atmosphere_w' )
3093          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_w,             &
3094                              .FALSE., 'init_atmosphere_w' )
3095!
3096!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3097          IF ( init_3d%lod_w == 1 )  THEN
3098             ALLOCATE( init_3d%w_init(nzb:nzt+1) )
3099             init_3d%w_init = 0.0_wp
3100
3101             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_w',               &
3102                                init_3d%w_init(nzb+1:nzt-1) )
3103!
3104!--          Set top-boundary condition (Neumann)
3105             init_3d%w_init(nzt:nzt+1) = init_3d%w_init(nzt-1)
3106!
3107!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3108          ELSEIF ( init_3d%lod_w == 2 )  THEN
3109
3110             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_w',                &
3111                                w(nzb+1:nzt-1,nys:nyn,nxl:nxr),                 &
3112                                nxl+1, nys+1, nzb+1,                            &
3113                                nxr-nxl+1, nyn-nys+1, init_3d%nzw,              &
3114                                dynamic_3d )
3115!
3116!--          Set bottom and top-boundary                               
3117             w(nzb,:,:)   = 0.0_wp 
3118             w(nzt,:,:)   = w(nzt-1,:,:)
3119             w(nzt+1,:,:) = w(nzt-1,:,:)
3120
3121          ENDIF
3122          init_3d%from_file_w = .TRUE.
3123       ELSE
3124          message_string = 'Missing initial data for w-component'
3125          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3126       ENDIF
3127!
3128!--    Read potential temperature
3129       IF ( .NOT. neutral )  THEN
3130          IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_pt' ) )  THEN
3131!
3132!--          Read attributes for the fill value and level-of-detail
3133             CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_pt,       &
3134                                 .FALSE., 'init_atmosphere_pt' )
3135             CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_pt,         &
3136                                 .FALSE., 'init_atmosphere_pt' )
3137!
3138!--          level-of-detail 1 - read initialization profile
3139             IF ( init_3d%lod_pt == 1 )  THEN
3140                ALLOCATE( init_3d%pt_init(nzb:nzt+1) )
3141
3142                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_pt',           &
3143                                   init_3d%pt_init(nzb+1:nzt) )
3144!
3145!--             Set Neumann top and surface boundary condition for initial
3146!--             profil
3147                init_3d%pt_init(nzb)   = init_3d%pt_init(nzb+1)
3148                init_3d%pt_init(nzt+1) = init_3d%pt_init(nzt)
3149!
3150!--          level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3151             ELSEIF ( init_3d%lod_pt == 2 )  THEN
3152
3153                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_pt',           &
3154                                   pt(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr),              &
3155                                   nxl+1, nys+1, nzb+1,                        &
3156                                   nxr-nxl+1, nyn-nys+1, init_3d%nzu,          &
3157                                   dynamic_3d )
3158                                   
3159!
3160!--             Set bottom and top-boundary
3161                pt(nzb,:,:)   = pt(nzb+1,:,:)
3162                pt(nzt+1,:,:) = pt(nzt,:,:)             
3163
3164             ENDIF
3165             init_3d%from_file_pt = .TRUE.
3166          ELSE
3167             message_string = 'Missing initial data for ' //                   &
3168                              'potential temperature'
3169             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3170          ENDIF
3171       ENDIF
3172!
3173!--    Read mixing ratio
3174       IF ( humidity )  THEN
3175          IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_qv' ) )  THEN
3176!
3177!--          Read attributes for the fill value and level-of-detail
3178             CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_q,        &
3179                                 .FALSE., 'init_atmosphere_qv' )
3180             CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_q,          &
3181                                 .FALSE., 'init_atmosphere_qv' )
3182!
3183!--          level-of-detail 1 - read initialization profile
3184             IF ( init_3d%lod_q == 1 )  THEN
3185                ALLOCATE( init_3d%q_init(nzb:nzt+1) )
3186
3187                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_qv',           &
3188                                    init_3d%q_init(nzb+1:nzt) )
3189!
3190!--             Set bottom and top boundary condition (Neumann)
3191                init_3d%q_init(nzb)   = init_3d%q_init(nzb+1)
3192                init_3d%q_init(nzt+1) = init_3d%q_init(nzt)
3193!
3194!--          level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3195             ELSEIF ( init_3d%lod_q == 2 )  THEN
3196             
3197                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_qv',           &
3198                                   q(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr),               &
3199                                   nxl+1, nys+1, nzb+1,                        &
3200                                   nxr-nxl+1, nyn-nys+1, init_3d%nzu,          &
3201                                   dynamic_3d )
3202                                   
3203!
3204!--             Set bottom and top-boundary
3205                q(nzb,:,:)   = q(nzb+1,:,:)
3206                q(nzt+1,:,:) = q(nzt,:,:)
3207               
3208             ENDIF
3209             init_3d%from_file_q = .TRUE.
3210          ELSE
3211             message_string = 'Missing initial data for ' //                   &
3212                              'mixing ratio'
3213             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3214          ENDIF
3215       ENDIF       
3216!
3217!--    Read chemistry variables.
3218!--    Please note, for the moment, only LOD=1 is allowed
3219       IF ( air_chemistry )  THEN
3220!
3221!--       Allocate chemistry input profiles, as well as arrays for fill values
3222!--       and LOD's.
3223          ALLOCATE( init_3d%chem_init(nzb:nzt+1,                               &
3224                                      1:UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1 )) )
3225          ALLOCATE( init_3d%fill_chem(1:UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1)) )   
3226          ALLOCATE( init_3d%lod_chem(1:UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1))  ) 
3227         
3228          DO  n = 1, UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1)
3229             IF ( check_existence( var_names,                                  &
3230                                   TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ) ) )  THEN
3231!
3232!--             Read attributes for the fill value and level-of-detail
3233                CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill,                     &
3234                                    init_3d%fill_chem(n),                      &
3235                                    .FALSE.,                                   &
3236                                    TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ) )
3237                CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod,                      &
3238                                    init_3d%lod_chem(n),                       &
3239                                    .FALSE.,                                   &
3240                                    TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ) )
3241!
3242!--             Give message that only LOD=1 is allowed.
3243                IF ( init_3d%lod_chem(n) /= 1 )  THEN               
3244                   message_string = 'For chemistry variables only LOD=1 is ' //&
3245                                    'allowed.'
3246                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0586',            &
3247                                 1, 2, 0, 6, 0 )
3248                ENDIF
3249!
3250!--             level-of-detail 1 - read initialization profile
3251                CALL get_variable( id_dynamic,                                 &
3252                                   TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ),          &
3253                                   init_3d%chem_init(nzb+1:nzt,n) )
3254!
3255!--             Set bottom and top boundary condition (Neumann)
3256                init_3d%chem_init(nzb,n)   = init_3d%chem_init(nzb+1,n)
3257                init_3d%chem_init(nzt+1,n) = init_3d%chem_init(nzt,n)
3258               
3259                init_3d%from_file_chem(n) = .TRUE.
3260             ENDIF
3261          ENDDO
3262       ENDIF
3263!
3264!--    Close input file
3265       CALL close_input_file( id_dynamic )
3266#endif
3267!
3268!--    End of CPU measurement
3269       CALL cpu_log( log_point_s(85), 'NetCDF input init', 'stop' )
3270!
3271!--    Finally, check if the input data has any fill values. Please note,
3272!--    checks depend on the LOD of the input data.
3273       IF ( init_3d%from_file_u )  THEN
3274          check_passed = .TRUE.
3275          IF ( init_3d%lod_u == 1 )  THEN
3276             IF ( ANY( init_3d%u_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_u ) )       &
3277                check_passed = .FALSE.
3278          ELSEIF ( init_3d%lod_u == 2 )  THEN
3279             IF ( ANY( u(nzb+1:nzt+1,nys:nyn,nxlu:nxr) == init_3d%fill_u ) )   &
3280                check_passed = .FALSE.
3281          ENDIF
3282          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3283             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_u must ' //    &
3284                              'not contain any _FillValues'
3285             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3286          ENDIF
3287       ENDIF
3288
3289       IF ( init_3d%from_file_v )  THEN
3290          check_passed = .TRUE.
3291          IF ( init_3d%lod_v == 1 )  THEN
3292             IF ( ANY( init_3d%v_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_v ) )       &
3293                check_passed = .FALSE.
3294          ELSEIF ( init_3d%lod_v == 2 )  THEN
3295             IF ( ANY( v(nzb+1:nzt+1,nysv:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_v ) )   &
3296                check_passed = .FALSE.
3297          ENDIF
3298          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3299             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_v must ' //    &
3300                              'not contain any _FillValues'
3301             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3302          ENDIF
3303       ENDIF
3304
3305       IF ( init_3d%from_file_w )  THEN
3306          check_passed = .TRUE.
3307          IF ( init_3d%lod_w == 1 )  THEN
3308             IF ( ANY( init_3d%w_init(nzb+1:nzt) == init_3d%fill_w ) )         &
3309                check_passed = .FALSE.
3310          ELSEIF ( init_3d%lod_w == 2 )  THEN
3311             IF ( ANY( w(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_w ) )      &
3312                check_passed = .FALSE.
3313          ENDIF
3314          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3315             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_w must ' //    &
3316                              'not contain any _FillValues'
3317             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3318          ENDIF
3319       ENDIF
3320
3321       IF ( init_3d%from_file_pt )  THEN
3322          check_passed = .TRUE.
3323          IF ( init_3d%lod_pt == 1 )  THEN
3324             IF ( ANY( init_3d%pt_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_pt ) )     &
3325                check_passed = .FALSE.
3326          ELSEIF ( init_3d%lod_pt == 2 )  THEN
3327             IF ( ANY( pt(nzb+1:nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_pt ) )  &
3328                check_passed = .FALSE.
3329          ENDIF
3330          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3331             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_pt must ' //   &
3332                              'not contain any _FillValues'
3333             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3334          ENDIF
3335       ENDIF
3336
3337       IF ( init_3d%from_file_q )  THEN
3338          check_passed = .TRUE.
3339          IF ( init_3d%lod_q == 1 )  THEN
3340             IF ( ANY( init_3d%q_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_q ) )       &
3341                check_passed = .FALSE.
3342          ELSEIF ( init_3d%lod_q == 2 )  THEN
3343             IF ( ANY( q(nzb+1:nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_q ) )    &
3344                check_passed = .FALSE.
3345          ENDIF
3346          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3347             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_q must ' //    &
3348                              'not contain any _FillValues'
3349             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3350          ENDIF
3351       ENDIF
3352!
3353!--    Workaround for cyclic conditions. Please see above for further explanation.
3354       IF ( bc_lr_cyc  .AND.  nxl == 0 )  nxlu = nxl
3355       IF ( bc_ns_cyc  .AND.  nys == 0 )  nysv = nys
3356
3357    END SUBROUTINE netcdf_data_input_init_3d
3358
3359!------------------------------------------------------------------------------!
3360! Description:
3361! ------------
3362!> Checks input file for consistency and minimum requirements.
3363!------------------------------------------------------------------------------!
3364    SUBROUTINE netcdf_data_input_check_dynamic
3365
3366       USE control_parameters,                                                 &
3367           ONLY:  initializing_actions, message_string
3368
3369       IMPLICIT NONE
3370!
3371!--    Dynamic input file must also be present if initialization via inifor is
3372!--    prescribed.
3373       IF ( .NOT. input_pids_dynamic  .AND.                                    &
3374            INDEX( initializing_actions, 'inifor' ) /= 0 )  THEN
3375          message_string = 'initializing_actions = inifor requires dynamic ' //&
3376                           'input file ' // TRIM( input_file_dynamic ) //      &
3377                           TRIM( coupling_char )
3378          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0547', 1, 2, 0, 6, 0 )
3379       ENDIF
3380
3381    END SUBROUTINE netcdf_data_input_check_dynamic
3382
3383!------------------------------------------------------------------------------!
3384! Description:
3385! ------------
3386!> Checks input file for consistency and minimum requirements.
3387!------------------------------------------------------------------------------!
3388    SUBROUTINE netcdf_data_input_check_static
3389
3390       USE arrays_3d,                                                          &
3391           ONLY:  zu
3392
3393       USE control_parameters,                                                 &
3394           ONLY:  land_surface, message_string, urban_surface
3395
3396       USE indices,                                                            &
3397           ONLY:  nxl, nxr, nyn, nys, wall_flags_0
3398
3399       IMPLICIT NONE
3400
3401       INTEGER(iwp) ::  i      !< loop index along x-direction
3402       INTEGER(iwp) ::  j      !< loop index along y-direction
3403       INTEGER(iwp) ::  n_surf !< number of different surface types at given location
3404
3405       LOGICAL      ::  check_passed !< flag indicating if a check passed
3406
3407!
3408!--    Return if no static input file is available
3409       IF ( .NOT. input_pids_static )  RETURN
3410!
3411!--    Check for correct dimension of surface_fractions, should run from 0-2.
3412       IF ( surface_fraction_f%from_file )  THEN
3413          IF ( surface_fraction_f%nf-1 > 2 )  THEN
3414             message_string = 'nsurface_fraction must not be larger than 3.' 
3415             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0580', 1, 2, 0, 6, 0 )
3416          ENDIF
3417       ENDIF
3418!
3419!--    Check orography for fill-values. For the moment, give an error message.
3420!--    More advanced methods, e.g. a nearest neighbor algorithm as used in GIS
3421!--    systems might be implemented later.
3422!--    Please note, if no terrain height is provided, it is set to 0.
3423       IF ( ANY( terrain_height_f%var == terrain_height_f%fill ) )  THEN
3424          message_string = 'NetCDF variable zt is not ' //                     &
3425                           'allowed to have missing data'
3426          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0550', 2, 2, myid, 6, 0 )
3427       ENDIF
3428!
3429!--    Check for negative terrain heights
3430       IF ( ANY( terrain_height_f%var < 0.0_wp ) )  THEN
3431          message_string = 'NetCDF variable zt is not ' //                     &
3432                           'allowed to have negative values'
3433          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0551', 2, 2, myid, 6, 0 )
3434       ENDIF
3435!
3436!--    If 3D buildings are read, check if building information is consistent
3437!--    to numeric grid.
3438       IF ( buildings_f%from_file )  THEN
3439          IF ( buildings_f%lod == 2 )  THEN
3440             IF ( buildings_f%nz > SIZE( zu ) )  THEN
3441                message_string = 'Reading 3D building data - too much ' //     &
3442                                 'data points along the vertical coordinate.'
3443                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0552', 2, 2, 0, 6, 0 )
3444             ENDIF
3445
3446             IF ( ANY( ABS( buildings_f%z(0:buildings_f%nz-1) -                &
3447                       zu(0:buildings_f%nz-1) ) > 1E-6_wp ) )  THEN
3448                message_string = 'Reading 3D building data - vertical ' //     &
3449                                 'coordinate do not match numeric grid.'
3450                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0553', 2, 2, 0, 6, 0 )
3451             ENDIF
3452          ENDIF
3453       ENDIF
3454
3455!
3456!--    Skip further checks concerning buildings and natural surface properties
3457!--    if no urban surface and land surface model are applied.
3458       IF (  .NOT. land_surface  .AND.  .NOT. urban_surface )  RETURN
3459!
3460!--    Check for minimum requirement of surface-classification data in case
3461!--    static input file is used.
3462       IF ( ( .NOT. vegetation_type_f%from_file  .OR.                          &
3463              .NOT. pavement_type_f%from_file    .OR.                          &
3464              .NOT. water_type_f%from_file       .OR.                          &
3465              .NOT. soil_type_f%from_file             ) .OR.                   &
3466             ( urban_surface  .AND.  .NOT. building_type_f%from_file ) )  THEN
3467          message_string = 'Minimum requirement for surface classification ' //&
3468                           'is not fulfilled. At least ' //                    &
3469                           'vegetation_type, pavement_type, ' //               &
3470                           'soil_type and water_type are '//                   &
3471                           'required. If urban-surface model is applied, ' //  &
3472                           'also building_type is required'
3473          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0554', 1, 2, 0, 6, 0 )
3474       ENDIF
3475!
3476!--    Check for general availability of input variables.
3477!--    If vegetation_type is 0 at any location, vegetation_pars as well as
3478!--    root_area_dens_s are required.
3479       IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
3480          IF ( ANY( vegetation_type_f%var == 0 ) )  THEN
3481             IF ( .NOT. vegetation_pars_f%from_file )  THEN
3482                message_string = 'If vegetation_type = 0 at any location, ' // &
3483                                 'vegetation_pars is required'
3484                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0555', 2, 2, -1, 6, 0 )
3485             ENDIF
3486             IF ( .NOT. root_area_density_lsm_f%from_file )  THEN
3487                message_string = 'If vegetation_type = 0 at any location, ' // &
3488                                 'root_area_dens_s is required'
3489                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0556', 2, 2, myid, 6, 0 )
3490             ENDIF
3491          ENDIF
3492       ENDIF
3493!
3494!--    If soil_type is zero at any location, soil_pars is required.
3495       IF ( soil_type_f%from_file )  THEN
3496          check_passed = .TRUE.
3497          IF ( ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
3498             IF ( ANY( soil_type_f%var_2d == 0 ) )  THEN
3499                IF ( .NOT. soil_pars_f%from_file )  check_passed = .FALSE.
3500             ENDIF
3501          ELSE
3502             IF ( ANY( soil_type_f%var_3d == 0 ) )  THEN
3503                IF ( .NOT. soil_pars_f%from_file )  check_passed = .FALSE.
3504             ENDIF
3505          ENDIF
3506          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3507             message_string = 'If soil_type = 0 at any location, ' //          &
3508                              'soil_pars is required'
3509             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0557', 2, 2, myid, 6, 0 )
3510          ENDIF
3511       ENDIF
3512!
3513!--    Buildings require a type in case of urban-surface model.
3514       IF ( buildings_f%from_file  .AND.  .NOT. building_type_f%from_file  )  THEN
3515          message_string = 'If buildings are provided, also building_type ' // &
3516                           'is required'
3517          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0581', 2, 2, myid, 6, 0 )
3518       ENDIF
3519!
3520!--    Buildings require an ID.
3521       IF ( buildings_f%from_file  .AND.  .NOT. building_id_f%from_file  )  THEN
3522          message_string = 'If buildings are provided, also building_id ' //   &
3523                           'is required'
3524          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0582', 2, 2, myid, 6, 0 )
3525       ENDIF
3526!
3527!--    If building_type is zero at any location, building_pars is required.
3528       IF ( building_type_f%from_file )  THEN
3529          IF ( ANY( building_type_f%var == 0 ) )  THEN
3530             IF ( .NOT. building_pars_f%from_file )  THEN
3531                message_string = 'If building_type = 0 at any location, ' //   &
3532                                 'building_pars is required'
3533                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0558', 2, 2, myid, 6, 0 )
3534             ENDIF
3535          ENDIF
3536       ENDIF
3537!
3538!--    If building_type is provided, also building_id is needed (due to the
3539!--    filtering algorithm).
3540       IF ( building_type_f%from_file  .AND.  .NOT. building_id_f%from_file )  &
3541       THEN
3542          message_string = 'If building_type is provided, also building_id '// &
3543                           'is required'
3544          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0519', 2, 2, myid, 6, 0 )
3545       ENDIF       
3546!
3547!--    If albedo_type is zero at any location, albedo_pars is required.
3548       IF ( albedo_type_f%from_file )  THEN
3549          IF ( ANY( albedo_type_f%var == 0 ) )  THEN
3550             IF ( .NOT. albedo_pars_f%from_file )  THEN
3551                message_string = 'If albedo_type = 0 at any location, ' //     &
3552                                 'albedo_pars is required'
3553                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0559', 2, 2, myid, 6, 0 )
3554             ENDIF
3555          ENDIF
3556       ENDIF
3557!
3558!--    If pavement_type is zero at any location, pavement_pars is required.
3559       IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
3560          IF ( ANY( pavement_type_f%var == 0 ) )  THEN
3561             IF ( .NOT. pavement_pars_f%from_file )  THEN
3562                message_string = 'If pavement_type = 0 at any location, ' //   &
3563                                 'pavement_pars is required'
3564                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0560', 2, 2, myid, 6, 0 )
3565             ENDIF
3566          ENDIF
3567       ENDIF
3568!
3569!--    If pavement_type is zero at any location, also pavement_subsurface_pars
3570!--    is required.
3571       IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
3572          IF ( ANY( pavement_type_f%var == 0 ) )  THEN
3573             IF ( .NOT. pavement_subsurface_pars_f%from_file )  THEN
3574                message_string = 'If pavement_type = 0 at any location, ' //   &
3575                                 'pavement_subsurface_pars is required'
3576                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0561', 2, 2, myid, 6, 0 )
3577             ENDIF
3578          ENDIF
3579       ENDIF
3580!
3581!--    If water_type is zero at any location, water_pars is required.
3582       IF ( water_type_f%from_file )  THEN
3583          IF ( ANY( water_type_f%var == 0 ) )  THEN
3584             IF ( .NOT. water_pars_f%from_file )  THEN
3585                message_string = 'If water_type = 0 at any location, ' //      &
3586                                 'water_pars is required'
3587                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0562', 2, 2,myid, 6, 0 )
3588             ENDIF
3589          ENDIF
3590       ENDIF
3591!
3592!--    Check for local consistency of the input data.
3593       DO  i = nxl, nxr
3594          DO  j = nys, nyn
3595!
3596!--          For each (y,x)-location at least one of the parameters
3597!--          vegetation_type, pavement_type, building_type, or water_type
3598!--          must be set to a non­missing value.
3599             IF ( land_surface  .AND.  .NOT. urban_surface )  THEN
3600                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == vegetation_type_f%fill  .AND.&
3601                     pavement_type_f%var(j,i)   == pavement_type_f%fill    .AND.&
3602                     water_type_f%var(j,i)      == water_type_f%fill )  THEN
3603                   WRITE( message_string, * )                                  &
3604                                    'At least one of the parameters '//        &
3605                                    'vegetation_type, pavement_type, '     //  &
3606                                    'or water_type must be set '//             &
3607                                    'to a non-missing value. Grid point: ', j, i
3608                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0563', 2, 2, myid, 6, 0 )
3609                ENDIF
3610             ELSEIF ( land_surface  .AND.  urban_surface )  THEN
3611                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == vegetation_type_f%fill  .AND.&
3612                     pavement_type_f%var(j,i)   == pavement_type_f%fill    .AND.&
3613                     building_type_f%var(j,i)   == building_type_f%fill    .AND.&
3614                     water_type_f%var(j,i)      == water_type_f%fill )  THEN
3615                   WRITE( message_string, * )                                  &
3616                                 'At least one of the parameters '//           &
3617                                 'vegetation_type, pavement_type, '  //        &
3618                                 'building_type, or water_type must be set '// &
3619                                 'to a non-missing value. Grid point: ', j, i
3620                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0563', 2, 2, myid, 6, 0 )
3621                ENDIF
3622             ENDIF
3623               
3624!
3625!--          Note that a soil_type is required for each location (y,x) where
3626!--          either vegetation_type or pavement_type is a non­missing value.
3627             IF ( ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill  .OR. &
3628                    pavement_type_f%var(j,i)   /= pavement_type_f%fill ) )  THEN
3629                check_passed = .TRUE.
3630                IF ( ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
3631                   IF ( soil_type_f%var_2d(j,i) == soil_type_f%fill )          &
3632                      check_passed = .FALSE.
3633                ELSE
3634                   IF ( ANY( soil_type_f%var_3d(:,j,i) == soil_type_f%fill) )  &
3635                      check_passed = .FALSE.
3636                ENDIF
3637
3638                IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3639                   message_string = 'soil_type is required for each '//        &
3640                                 'location (y,x) where vegetation_type or ' // &
3641                                 'pavement_type is a non-missing value.'
3642                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0564',            &
3643                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3644                ENDIF
3645             ENDIF
3646!
3647!--          Check for consistency of surface fraction. If more than one type
3648!--          is set, surface fraction need to be given and the sum must not
3649!--          be larger than 1.
3650             n_surf = 0
3651             IF ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill )       &
3652                n_surf = n_surf + 1
3653             IF ( water_type_f%var(j,i)      /= water_type_f%fill )            &
3654                n_surf = n_surf + 1
3655             IF ( pavement_type_f%var(j,i)   /= pavement_type_f%fill )         &
3656                n_surf = n_surf + 1
3657
3658             IF ( n_surf > 1 )  THEN
3659                IF ( .NOT. surface_fraction_f%from_file )  THEN
3660                   message_string = 'If more than one surface type is ' //     &
3661                                 'given at a location, surface_fraction ' //   &
3662                                 'must be provided.'
3663                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0565',            &
3664                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3665                ELSEIF ( ANY ( surface_fraction_f%frac(:,j,i) ==               &
3666                               surface_fraction_f%fill ) )  THEN
3667                   message_string = 'If more than one surface type is ' //     &
3668                                 'given at a location, surface_fraction ' //   &
3669                                 'must be provided.'
3670                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0565',            &
3671                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3672                ENDIF
3673             ENDIF
3674!
3675!--          Check for further mismatches. e.g. relative fractions exceed 1 or
3676!--          vegetation_type is set but surface vegetation fraction is zero,
3677!--          etc..
3678             IF ( surface_fraction_f%from_file )  THEN
3679!
3680!--             Sum of relative fractions must not exceed 1.
3681                IF ( SUM ( surface_fraction_f%frac(0:2,j,i) ) > 1.0_wp )  THEN
3682                   message_string = 'surface_fraction must not exceed 1'
3683                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0566',            &
3684                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3685                ENDIF
3686!
3687!--             Relative fraction for a type must not be zero at locations where
3688!--             this type is set.
3689                IF (                                                           &
3690                  ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill  .AND.&
3691                 ( surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) == 0.0_wp .OR.    &
3692                   surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) ==                &
3693                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3694                  )  .OR.                                                      &
3695                  ( pavement_type_f%var(j,i) /= pavement_type_f%fill     .AND. &
3696                 ( surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) == 0.0_wp .OR.   &
3697                   surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) ==               &
3698                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3699                  )  .OR.                                                      &
3700                  ( water_type_f%var(j,i) /= water_type_f%fill           .AND. &
3701                 ( surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) == 0.0_wp .OR.     &
3702                   surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) ==                 &
3703                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3704                  ) )  THEN
3705                   WRITE( message_string, * ) 'Mismatch in setting of '     // &
3706                             'surface_fraction. Vegetation-, pavement-, or '// &
3707                             'water surface is given at (i,j) = ( ', i, j,     &
3708                             ' ), but surface fraction is 0 for the given type.'
3709                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0567',            &
3710                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3711                ENDIF
3712!
3713!--             Relative fraction for a type must not contain non-zero values
3714!--             if this type is not set.
3715                IF (                                                           &
3716                  ( vegetation_type_f%var(j,i) == vegetation_type_f%fill  .AND.&
3717                 ( surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) /= 0.0_wp .AND.   &
3718                   surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) /=                &
3719                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3720                  )  .OR.                                                      &
3721                  ( pavement_type_f%var(j,i) == pavement_type_f%fill     .AND. &
3722                 ( surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) /= 0.0_wp .AND.  &
3723                   surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) /=               &
3724                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3725                  )  .OR.                                                      &
3726                  ( water_type_f%var(j,i) == water_type_f%fill           .AND. &
3727                 ( surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) /= 0.0_wp .AND.    &
3728                   surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) /=                 &
3729                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3730                  ) )  THEN
3731                   WRITE( message_string, * ) 'Mismatch in setting of '     // &
3732                             'surface_fraction. Vegetation-, pavement-, or '// &
3733                             'water surface is not given at (i,j) = ( ', i, j, &
3734                             ' ), but surface fraction is not 0 for the ' //   &
3735                             'given type.'
3736                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0568',            &
3737                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3738                ENDIF
3739             ENDIF
3740!
3741!--          Check vegetation_pars. If vegetation_type is 0, all parameters
3742!--          need to be set, otherwise, single parameters set by
3743!--          vegetation_type can be overwritten.
3744             IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
3745                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3746                   IF ( ANY( vegetation_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==               &
3747                             vegetation_pars_f%fill ) )  THEN
3748                      message_string = 'If vegetation_type(y,x) = 0, all '  // &
3749                                       'parameters of vegetation_pars at '//   &
3750                                       'this location must be set.'
3751                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0569',         &
3752                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3753                   ENDIF
3754                ENDIF
3755             ENDIF
3756!
3757!--          Check root distribution. If vegetation_type is 0, all levels must
3758!--          be set.
3759             IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
3760                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3761                   IF ( ANY( root_area_density_lsm_f%var(:,j,i) ==             &
3762                             root_area_density_lsm_f%fill ) )  THEN
3763                      message_string = 'If vegetation_type(y,x) = 0, all ' //  &
3764                                       'levels of root_area_dens_s ' //        &
3765                                       'must be set at this location.'
3766                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0570',         &
3767                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3768                   ENDIF
3769                ENDIF
3770             ENDIF
3771!
3772!--          Check soil parameters. If soil_type is 0, all parameters
3773!--          must be set.
3774             IF ( soil_type_f%from_file )  THEN
3775                check_passed = .TRUE.
3776                IF ( ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
3777                   IF ( soil_type_f%var_2d(j,i) == 0 )  THEN
3778                      IF ( ANY( soil_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                  &
3779                                soil_pars_f%fill ) )  check_passed = .FALSE.
3780                   ENDIF
3781                ELSE
3782                   IF ( ANY( soil_type_f%var_3d(:,j,i) == 0 ) )  THEN
3783                      IF ( ANY( soil_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                  &
3784                                soil_pars_f%fill ) )  check_passed = .FALSE.
3785                   ENDIF
3786                ENDIF
3787                IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3788                   message_string = 'If soil_type(y,x) = 0, all levels of '  //&
3789                                    'soil_pars at this location must be set.'
3790                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0571',            &
3791                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3792                ENDIF
3793             ENDIF
3794
3795!
3796!--          Check building parameters. If building_type is 0, all parameters
3797!--          must be set.
3798             IF ( building_type_f%from_file )  THEN
3799                IF ( building_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3800                   IF ( ANY( building_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                 &
3801                             building_pars_f%fill ) )  THEN
3802                      message_string = 'If building_type(y,x) = 0, all ' //    &
3803                                       'parameters of building_pars at this '//&
3804                                       'location must be set.'
3805                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0572',         &
3806                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3807                   ENDIF
3808                ENDIF
3809             ENDIF
3810!
3811!--          Check if building_type is set at each building and vice versa.
3812!--          Please note, buildings are already processed and filtered.
3813!--          For this reason, consistency checks are based on wall_flags_0
3814!--          rather than buildings_f (buildings are represented by bit 6 in
3815!--          wall_flags_0).
3816             IF ( building_type_f%from_file  .AND.  buildings_f%from_file )  THEN
3817                IF ( ANY( BTEST ( wall_flags_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.            &
3818                     building_type_f%var(j,i) == building_type_f%fill  .OR.    &
3819               .NOT. ANY( BTEST ( wall_flags_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.            &
3820                     building_type_f%var(j,i) /= building_type_f%fill )  THEN
3821                   WRITE( message_string, * ) 'Each location where a ' //      &
3822                                   'building is set requires a type ' //       &
3823                                   '( and vice versa ) in case the ' //        &
3824                                   'urban-surface model is applied. ' //       &
3825                                   'i, j = ', i, j
3826                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0573',            &
3827                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3828                ENDIF
3829             ENDIF
3830!
3831!--          Check if at each location where a building is present also an ID
3832!--          is set and vice versa.
3833             IF ( buildings_f%from_file )  THEN
3834                IF ( ANY( BTEST ( wall_flags_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.           &
3835                     building_id_f%var(j,i) == building_id_f%fill  .OR.       &
3836               .NOT. ANY( BTEST ( wall_flags_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.           &
3837                     building_id_f%var(j,i) /= building_id_f%fill )  THEN
3838                   WRITE( message_string, * ) 'Each location where a ' //     &
3839                                   'building is set requires an ID ' //       &
3840                                   '( and vice versa ). i, j = ', i, j
3841                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0574',           &
3842                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3843                ENDIF
3844             ENDIF
3845!
3846!--          Check if building ID is set where a bulding is defined.
3847             IF ( buildings_f%from_file )  THEN
3848                IF ( ANY( BTEST ( wall_flags_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.           &
3849                     building_id_f%var(j,i) == building_id_f%fill )  THEN
3850                   WRITE( message_string, * ) 'Each building grid point '//   &
3851                                              'requires an ID.', i, j
3852                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0575',           &
3853                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3854                ENDIF
3855             ENDIF
3856!
3857!--          Check albedo parameters. If albedo_type is 0, all parameters
3858!--          must be set.
3859             IF ( albedo_type_f%from_file )  THEN
3860                IF ( albedo_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3861                   IF ( ANY( albedo_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                   &
3862                             albedo_pars_f%fill ) )  THEN
3863                      message_string = 'If albedo_type(y,x) = 0, all ' //      &
3864                                       'parameters of albedo_pars at this ' // &
3865                                       'location must be set.'
3866                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0576',         &
3867                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3868                   ENDIF
3869                ENDIF
3870             ENDIF
3871
3872!
3873!--          Check pavement parameters. If pavement_type is 0, all parameters
3874!--          of pavement_pars must be set at this location.
3875             IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
3876                IF ( pavement_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3877                   IF ( ANY( pavement_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                 &
3878                             pavement_pars_f%fill ) )  THEN
3879                      message_string = 'If pavement_type(y,x) = 0, all ' //    &
3880                                       'parameters of pavement_pars at this '//&
3881                                       'location must be set.'
3882                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0577',         &
3883                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3884                   ENDIF
3885                ENDIF
3886             ENDIF
3887!
3888!--          Check pavement-subsurface parameters. If pavement_type is 0,
3889!--          all parameters of pavement_subsurface_pars must be set  at this
3890!--          location.
3891             IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
3892                IF ( pavement_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3893                   IF ( ANY( pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz(:,:,j,i) ==   &
3894                             pavement_subsurface_pars_f%fill ) )  THEN
3895                      message_string = 'If pavement_type(y,x) = 0, all ' //    &
3896                                       'parameters of '                  //    &
3897                                       'pavement_subsurface_pars at this '//   &
3898                                       'location must be set.'
3899                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0578',         &
3900                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3901                   ENDIF
3902                ENDIF
3903             ENDIF
3904
3905!
3906!--          Check water parameters. If water_type is 0, all parameters
3907!--          must be set  at this location.
3908             IF ( water_type_f%from_file )  THEN
3909                IF ( water_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3910                   IF ( ANY( water_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                    &
3911                             water_pars_f%fill ) )  THEN
3912                      message_string = 'If water_type(y,x) = 0, all ' //       &
3913                                       'parameters of water_pars at this ' //  &
3914                                       'location must be set.'
3915                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0579',         &
3916                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3917                   ENDIF
3918                ENDIF
3919             ENDIF
3920
3921          ENDDO
3922       ENDDO
3923
3924    END SUBROUTINE netcdf_data_input_check_static
3925
3926!------------------------------------------------------------------------------!
3927! Description:
3928! ------------
3929!> Resize 8-bit 2D Integer array: (nys:nyn,nxl:nxr) -> (nysg:nyng,nxlg:nxrg)
3930!------------------------------------------------------------------------------!
3931    SUBROUTINE resize_array_2d_int8( var, js, je, is, ie )
3932   
3933       IMPLICIT NONE
3934
3935       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
3936       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
3937       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
3938       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
3939       
3940       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
3941       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
3942!
3943!--    Allocate temporary variable
3944       ALLOCATE( var_tmp(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
3945!
3946!--    Temporary copy of the variable
3947       var_tmp(js:je,is:ie) = var(js:je,is:ie)
3948!
3949!--    Resize the array
3950       DEALLOCATE( var )
3951       ALLOCATE( var(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
3952!
3953!--    Transfer temporary copy back to original array
3954       var(js:je,is:ie) = var_tmp(js:je,is:ie)
3955
3956    END SUBROUTINE resize_array_2d_int8
3957   
3958!------------------------------------------------------------------------------!
3959! Description:
3960! ------------
3961!> Resize 32-bit 2D Integer array: (nys:nyn,nxl:nxr) -> (nysg:nyng,nxlg:nxrg)
3962!------------------------------------------------------------------------------!
3963    SUBROUTINE resize_array_2d_int32( var, js, je, is, ie )
3964
3965       IMPLICIT NONE
3966       
3967       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
3968       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
3969       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
3970       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
3971
3972       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
3973       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
3974!
3975!--    Allocate temporary variable
3976       ALLOCATE( var_tmp(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
3977!
3978!--    Temporary copy of the variable
3979       var_tmp(js:je,is:ie) = var(js:je,is:ie)
3980!
3981!--    Resize the array
3982       DEALLOCATE( var )
3983       ALLOCATE( var(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
3984!
3985!--    Transfer temporary copy back to original array
3986       var(js:je,is:ie) = var_tmp(js:je,is:ie)
3987
3988    END SUBROUTINE resize_array_2d_int32
3989   
3990!------------------------------------------------------------------------------!
3991! Description:
3992! ------------
3993!> Resize 8-bit 3D Integer array: (:,nys:nyn,nxl:nxr) -> (:,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
3994!------------------------------------------------------------------------------!
3995    SUBROUTINE resize_array_3d_int8( var, ks, ke, js, je, is, ie )
3996
3997       IMPLICIT NONE
3998
3999       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4000       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4001       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4002       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4003       INTEGER(iwp) ::  ke !< upper bound of treated array in z-direction 
4004       INTEGER(iwp) ::  ks !< lower bound of treated array in z-direction 
4005       
4006       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4007       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4008!
4009!--    Allocate temporary variable
4010       ALLOCATE( var_tmp(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4011!
4012!--    Temporary copy of the variable
4013       var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie) = var(ks:ke,js:je,is:ie)
4014!
4015!--    Resize the array
4016       DEALLOCATE( var )
4017       ALLOCATE( var(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4018!
4019!--    Transfer temporary copy back to original array
4020       var(ks:ke,js:je,is:ie) = var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie)
4021
4022    END SUBROUTINE resize_array_3d_int8
4023   
4024!------------------------------------------------------------------------------!
4025! Description:
4026! ------------
4027!> Resize 3D Real array: (:,nys:nyn,nxl:nxr) -> (:,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4028!------------------------------------------------------------------------------!
4029    SUBROUTINE resize_array_3d_real( var, ks, ke, js, je, is, ie )
4030
4031       IMPLICIT NONE
4032
4033       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4034       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4035       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4036       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4037       INTEGER(iwp) ::  ke !< upper bound of treated array in z-direction 
4038       INTEGER(iwp) ::  ks !< lower bound of treated array in z-direction 
4039       
4040       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4041       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4042!
4043!--    Allocate temporary variable
4044       ALLOCATE( var_tmp(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4045!
4046!--    Temporary copy of the variable
4047       var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie) = var(ks:ke,js:je,is:ie)
4048!
4049!--    Resize the array
4050       DEALLOCATE( var )
4051       ALLOCATE( var(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4052!
4053!--    Transfer temporary copy back to original array
4054       var(ks:ke,js:je,is:ie) = var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie)
4055
4056    END SUBROUTINE resize_array_3d_real
4057   
4058!------------------------------------------------------------------------------!
4059! Description:
4060! ------------
4061!> Resize 4D Real array: (:,:,nys:nyn,nxl:nxr) -> (:,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4062!------------------------------------------------------------------------------!
4063    SUBROUTINE resize_array_4d_real( var, k1s, k1e, k2s, k2e, js, je, is, ie )
4064
4065       IMPLICIT NONE
4066       
4067       INTEGER(iwp) ::  je  !< upper index bound along y direction
4068       INTEGER(iwp) ::  js  !< lower index bound along y direction
4069       INTEGER(iwp) ::  ie  !< upper index bound along x direction
4070       INTEGER(iwp) ::  is  !< lower index bound along x direction
4071       INTEGER(iwp) ::  k1e !< upper bound of treated array in z-direction 
4072       INTEGER(iwp) ::  k1s !< lower bound of treated array in z-direction
4073       INTEGER(iwp) ::  k2e !< upper bound of treated array along parameter space 
4074       INTEGER(iwp) ::  k2s !< lower bound of treated array along parameter space 
4075       
4076       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4077       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4078!
4079!--    Allocate temporary variable
4080       ALLOCATE( var_tmp(k1s:k1e,k2s:k2e,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4081!
4082!--    Temporary copy of the variable
4083       var_tmp(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie) = var(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie)
4084!
4085!--    Resize the array
4086       DEALLOCATE( var )
4087       ALLOCATE( var(k1s:k1e,k2s:k2e,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4088!
4089!--    Transfer temporary copy back to original array
4090       var(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie) = var_tmp(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie)
4091
4092    END SUBROUTINE resize_array_4d_real
4093
4094!------------------------------------------------------------------------------!
4095! Description:
4096! ------------
4097!> Checks if a given variables is on file
4098!------------------------------------------------------------------------------!
4099    FUNCTION check_existence( vars_in_file, var_name )
4100
4101       IMPLICIT NONE
4102
4103       CHARACTER(LEN=*) ::  var_name                   !< variable to be checked
4104       CHARACTER(LEN=*), DIMENSION(:) ::  vars_in_file !< list of variables in file
4105
4106       INTEGER(iwp) ::  i                              !< loop variable
4107
4108       LOGICAL ::  check_existence                     !< flag indicating whether a variable exist or not - actual return value
4109
4110       i = 1
4111       check_existence = .FALSE.
4112       DO  WHILE ( i <= SIZE( vars_in_file ) )
4113          check_existence = TRIM( vars_in_file(i) ) == TRIM( var_name )  .OR.  &
4114                            check_existence
4115          i = i + 1
4116       ENDDO
4117
4118       RETURN
4119
4120    END FUNCTION check_existence
4121
4122
4123!------------------------------------------------------------------------------!
4124! Description:
4125! ------------
4126!> Closes an existing netCDF file.
4127!------------------------------------------------------------------------------!
4128    SUBROUTINE close_input_file( id )
4129#if defined( __netcdf )
4130
4131       USE pegrid
4132
4133       IMPLICIT NONE
4134
4135       INTEGER(iwp), INTENT(INOUT)        ::  id        !< file id
4136
4137       nc_stat = NF90_CLOSE( id )
4138       CALL handle_error( 'close', 540 )
4139#endif
4140    END SUBROUTINE close_input_file
4141
4142!------------------------------------------------------------------------------!
4143! Description:
4144! ------------
4145!> Opens an existing netCDF file for reading only and returns its id.
4146!------------------------------------------------------------------------------!
4147    SUBROUTINE open_read_file( filename, id )
4148#if defined( __netcdf )
4149
4150       USE pegrid
4151
4152       IMPLICIT NONE
4153
4154       CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  filename  !< filename
4155       INTEGER(iwp), INTENT(INOUT)   ::  id        !< file id
4156
4157#if defined( __netcdf4_parallel )
4158!
4159!--    If __netcdf4_parallel is defined, parrallel NetCDF will be used.
4160       nc_stat = NF90_OPEN( filename, IOR( NF90_NOWRITE, NF90_MPIIO ), id,     &
4161                            COMM = comm2d, INFO = MPI_INFO_NULL )
4162!
4163!--    In case the previous open call fails, check for possible Netcdf 3 file,
4164!--    and open it. However, this case, disable parallel access.
4165       IF( nc_stat /= NF90_NOERR )  THEN
4166          nc_stat = NF90_OPEN( filename, NF90_NOWRITE, id )
4167          collective_read = .FALSE.
4168       ELSE
4169          collective_read = .TRUE.
4170       ENDIF
4171#else
4172!
4173!--    All MPI processes open the file and read it (but not in parallel).
4174       nc_stat = NF90_OPEN( filename, NF90_NOWRITE, id )
4175#endif
4176
4177       CALL handle_error( 'open_read_file', 539 )
4178
4179#endif
4180    END SUBROUTINE open_read_file
4181
4182!------------------------------------------------------------------------------!
4183! Description:
4184! ------------
4185!> Reads global or variable-related attributes of type INTEGER (32-bit)
4186!------------------------------------------------------------------------------!
4187     SUBROUTINE get_attribute_int32( id, attribute_name, value, global,        &
4188                                     variable_name )
4189
4190       USE pegrid
4191
4192       IMPLICIT NONE
4193
4194       CHARACTER(LEN=*)            ::  attribute_name   !< attribute name
4195       CHARACTER(LEN=*), OPTIONAL  ::  variable_name    !< variable name
4196
4197       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4198       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< variable id
4199       INTEGER(iwp), INTENT(INOUT) ::  value            !< read value
4200
4201       LOGICAL, INTENT(IN) ::  global                   !< flag indicating global attribute
4202#if defined( __netcdf )
4203
4204!
4205!--    Read global attribute
4206       IF ( global )  THEN
4207          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, NF90_GLOBAL, TRIM( attribute_name ), value )
4208          CALL handle_error( 'get_attribute_int32 global', 522, attribute_name )
4209!
4210!--    Read attributes referring to a single variable. Therefore, first inquire
4211!--    variable id
4212       ELSE
4213          nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4214          CALL handle_error( 'get_attribute_int32', 522, attribute_name )
4215          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, id_var, TRIM( attribute_name ), value )
4216          CALL handle_error( 'get_attribute_int32', 522, attribute_name )
4217       ENDIF
4218#endif
4219    END SUBROUTINE get_attribute_int32
4220
4221!------------------------------------------------------------------------------!
4222! Description:
4223! ------------
4224!> Reads global or variable-related attributes of type INTEGER (8-bit)
4225!------------------------------------------------------------------------------!
4226     SUBROUTINE get_attribute_int8( id, attribute_name, value, global,         &
4227                                    variable_name )
4228
4229       USE pegrid
4230
4231       IMPLICIT NONE
4232
4233       CHARACTER(LEN=*)            ::  attribute_name   !< attribute name
4234       CHARACTER(LEN=*), OPTIONAL  ::  variable_name    !< variable name
4235
4236       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4237       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< variable id
4238       INTEGER(KIND=1), INTENT(INOUT) ::  value         !< read value
4239
4240       LOGICAL, INTENT(IN) ::  global                   !< flag indicating global attribute
4241#if defined( __netcdf )
4242
4243!
4244!--    Read global attribute
4245       IF ( global )  THEN
4246          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, NF90_GLOBAL, TRIM( attribute_name ), value )
4247          CALL handle_error( 'get_attribute_int8 global', 523, attribute_name )
4248!
4249!--    Read attributes referring to a single variable. Therefore, first inquire
4250!--    variable id
4251       ELSE
4252          nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4253          CALL handle_error( 'get_attribute_int8', 523, attribute_name )
4254          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, id_var, TRIM( attribute_name ), value )
4255          CALL handle_error( 'get_attribute_int8', 523, attribute_name )
4256       ENDIF
4257#endif
4258    END SUBROUTINE get_attribute_int8
4259
4260!------------------------------------------------------------------------------!
4261! Description:
4262! ------------
4263!> Reads global or variable-related attributes of type REAL
4264!------------------------------------------------------------------------------!
4265     SUBROUTINE get_attribute_real( id, attribute_name, value, global,         &
4266                                    variable_name )
4267
4268       USE pegrid
4269
4270       IMPLICIT NONE
4271
4272       CHARACTER(LEN=*)            ::  attribute_name   !< attribute name
4273       CHARACTER(LEN=*), OPTIONAL  ::  variable_name    !< variable name
4274
4275       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4276       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< variable id
4277
4278       LOGICAL, INTENT(IN) ::  global                   !< flag indicating global attribute
4279
4280       REAL(wp), INTENT(INOUT)     ::  value            !< read value
4281#if defined( __netcdf )
4282
4283
4284!
4285!-- Read global attribute
4286       IF ( global )  THEN
4287          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, NF90_GLOBAL, TRIM( attribute_name ), value )
4288          CALL handle_error( 'get_attribute_real global', 524, attribute_name )
4289!
4290!-- Read attributes referring to a single variable. Therefore, first inquire
4291!-- variable id
4292       ELSE
4293          nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4294          CALL handle_error( 'get_attribute_real', 524, attribute_name )
4295          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, id_var, TRIM( attribute_name ), value )
4296          CALL handle_error( 'get_attribute_real', 524, attribute_name )
4297       ENDIF
4298#endif
4299    END SUBROUTINE get_attribute_real
4300
4301!------------------------------------------------------------------------------!
4302! Description:
4303! ------------
4304!> Reads global or variable-related attributes of type CHARACTER
4305!> Remark: reading attributes of type NF_STRING return an error code 56 -
4306!> Attempt to convert between text & numbers.
4307!------------------------------------------------------------------------------!
4308     SUBROUTINE get_attribute_string( id, attribute_name, value, global,       &
4309                                      variable_name, no_abort )
4310
4311       USE pegrid
4312
4313       IMPLICIT NONE
4314
4315       CHARACTER(LEN=*)                ::  attribute_name   !< attribute name
4316       CHARACTER(LEN=*), OPTIONAL      ::  variable_name    !< variable name
4317       CHARACTER(LEN=*), INTENT(INOUT) ::  value            !< read value
4318
4319       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4320       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< variable id
4321
4322       LOGICAL ::  check_error                          !< flag indicating if handle_error shall be checked
4323       LOGICAL, INTENT(IN) ::  global                   !< flag indicating global attribute
4324       LOGICAL, INTENT(IN), OPTIONAL ::  no_abort       !< flag indicating if errors should be checked
4325#if defined( __netcdf )
4326
4327       IF ( PRESENT( no_abort ) )  THEN
4328          check_error = no_abort
4329       ELSE
4330          check_error = .TRUE.
4331       ENDIF
4332!
4333!--    Read global attribute
4334       IF ( global )  THEN
4335          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, NF90_GLOBAL, TRIM( attribute_name ), value )
4336          IF ( check_error)  CALL handle_error( 'get_attribute_string global', 525, attribute_name )
4337!
4338!--    Read attributes referring to a single variable. Therefore, first inquire
4339!--    variable id
4340       ELSE
4341          nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4342          IF ( check_error)  CALL handle_error( 'get_attribute_string', 525, attribute_name )
4343
4344          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, id_var, TRIM( attribute_name ), value )
4345          IF ( check_error)  CALL handle_error( 'get_attribute_string',525, attribute_name )
4346
4347       ENDIF
4348#endif
4349    END SUBROUTINE get_attribute_string
4350
4351
4352
4353!------------------------------------------------------------------------------!
4354! Description:
4355! ------------
4356!> Get dimension array for a given dimension
4357!------------------------------------------------------------------------------!
4358     SUBROUTINE get_dimension_length( id, dim_len, variable_name )
4359       USE pegrid
4360
4361       IMPLICIT NONE
4362
4363       CHARACTER(LEN=*)            ::  variable_name    !< dimension name
4364       CHARACTER(LEN=100)          ::  dum              !< dummy variable to receive return character
4365
4366       INTEGER(iwp)                ::  dim_len          !< dimension size
4367       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4368       INTEGER(iwp)                ::  id_dim           !< dimension id
4369
4370#if defined( __netcdf )
4371!
4372!--    First, inquire dimension ID
4373       nc_stat = NF90_INQ_DIMID( id, TRIM( variable_name ), id_dim )
4374       CALL handle_error( 'get_dimension_length', 526, variable_name )
4375!
4376!--    Inquire dimension length
4377       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, id_dim, dum, LEN = dim_len )
4378       CALL handle_error( 'get_dimension_length', 526, variable_name )
4379
4380#endif
4381    END SUBROUTINE get_dimension_length
4382
4383!------------------------------------------------------------------------------!
4384! Description:
4385! ------------
4386!> Routine for reading-in a character string from the chem emissions netcdf
4387!> input file. 
4388!------------------------------------------------------------------------------!
4389    SUBROUTINE get_variable_string( id, variable_name, var_string, names_number)
4390#if defined( __netcdf )
4391
4392       USE indices
4393       USE pegrid
4394
4395       IMPLICIT NONE
4396
4397       CHARACTER (LEN=25), ALLOCATABLE, DIMENSION(:), INTENT(INOUT)  :: var_string
4398
4399       CHARACTER(LEN=*)                                              :: variable_name          !> variable name
4400
4401       CHARACTER (LEN=1), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)                :: tmp_var_string         !> variable to be read
4402
4403
4404       INTEGER(iwp), INTENT(IN)                                      :: id                     !> file id
4405
4406       INTEGER(iwp), INTENT(IN)                                      :: names_number           !> number of names
4407
4408       INTEGER(iwp)                                                  :: id_var                 !> variable id
4409
4410       INTEGER(iwp)                                                  :: i,j                    !> index to go through the length of the dimensions
4411
4412       INTEGER(iwp)                                                  :: max_string_length=25   !> this is both the maximum length of a name, but also 
4413                                                                                            ! the number of the components of the first dimensions
4414                                                                                            ! (rows)
4415
4416
4417       ALLOCATE(tmp_var_string(max_string_length,names_number))
4418
4419       ALLOCATE(var_string(names_number))
4420
4421    !-- Inquire variable id
4422       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4423
4424
4425    !-- Get variable
4426    !-- Start cycle over the emission species
4427       DO i = 1, names_number
4428       !-- read the first letter of each component
4429          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, var_string(i), start = (/ 1,i /), &
4430                                 count = (/ 1,1 /) )
4431          CALL handle_error( 'get_variable_string', 701 )
4432
4433       !-- Start cycle over charachters
4434          DO j = 1, max_string_length
4435                       
4436          !-- read the rest of the components of the name
4437             nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp_var_string(j,i), start = (/ j,i /),&
4438                                     count = (/ 1,1 /) )
4439             CALL handle_error( 'get_variable_string', 702 )
4440
4441             IF ( iachar(tmp_var_string(j,i) ) == 0 ) THEN
4442                  tmp_var_string(j,i)=''
4443             ENDIF
4444
4445             IF ( j>1 ) THEN
4446             !-- Concatenate first letter of the name and the others
4447                var_string(i)=TRIM(var_string(i)) // TRIM(tmp_var_string(j,i))
4448
4449             ENDIF
4450          ENDDO
4451       ENDDO
4452
4453#endif
4454    END SUBROUTINE get_variable_string
4455
4456!------------------------------------------------------------------------------!
4457! Description:
4458! ------------
4459!> Reads a character variable in a 1D array
4460!------------------------------------------------------------------------------!
4461     SUBROUTINE get_variable_1d_char( id, variable_name, var )
4462
4463       USE pegrid
4464
4465       IMPLICIT NONE
4466
4467       CHARACTER(LEN=*)            ::  variable_name          !< variable name
4468       CHARACTER(LEN=*), DIMENSION(:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
4469
4470       INTEGER(iwp)                ::  i                !< running index over variable dimension
4471       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4472       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< dimension id
4473       
4474       INTEGER(iwp), DIMENSION(2)  ::  dimid            !< dimension IDs
4475       INTEGER(iwp), DIMENSION(2)  ::  dimsize          !< dimension size
4476
4477#if defined( __netcdf )
4478
4479!
4480!--    First, inquire variable ID
4481       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4482       CALL handle_error( 'get_variable_1d_int', 527, variable_name )
4483!
4484!--    Inquire dimension IDs
4485       nc_stat = NF90_INQUIRE_VARIABLE( id, id_var, dimids = dimid(1:2) )
4486       CALL handle_error( 'get_variable_1d_char', 527, variable_name )
4487!
4488!--    Read dimesnion length
4489       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, dimid(1), LEN = dimsize(1) )
4490       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, dimid(2), LEN = dimsize(2) )
4491       
4492!
4493!--    Read character array. Note, each element is read individually, in order
4494!--    to better separate single strings.
4495       DO  i = 1, dimsize(2)
4496          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, var(i),                          &
4497                                  start = (/ 1, i /),                          &
4498                                  count = (/ dimsize(1), 1 /) )
4499          CALL handle_error( 'get_variable_1d_char', 527, variable_name )
4500       ENDDO     
4501                         
4502#endif
4503    END SUBROUTINE get_variable_1d_char
4504
4505   
4506!------------------------------------------------------------------------------!
4507! Description:
4508! ------------
4509!> Reads a 1D integer variable from file.
4510!------------------------------------------------------------------------------!
4511     SUBROUTINE get_variable_1d_int( id, variable_name, var )
4512
4513       USE pegrid
4514
4515       IMPLICIT NONE
4516
4517       CHARACTER(LEN=*)            ::  variable_name    !< variable name
4518
4519       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4520       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< dimension id
4521
4522       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
4523#if defined( __netcdf )
4524
4525!
4526!--    First, inquire variable ID
4527       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4528       CALL handle_error( 'get_variable_1d_int', 527, variable_name )
4529!
4530!--    Inquire dimension length
4531       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, var )
4532       CALL handle_error( 'get_variable_1d_int', 527, variable_name )
4533
4534#endif
4535    END SUBROUTINE get_variable_1d_int
4536
4537!------------------------------------------------------------------------------!
4538! Description:
4539! ------------
4540!> Reads a 1D float variable from file.
4541!------------------------------------------------------------------------------!
4542     SUBROUTINE get_variable_1d_real( id, variable_name, var )
4543
4544       USE pegrid
4545
4546       IMPLICIT NONE
4547
4548       CHARACTER(LEN=*)            ::  variable_name    !< variable name
4549
4550       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4551       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< dimension id
4552
4553       REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(INOUT) ::  var    !< variable to be read
4554#if defined( __netcdf )
4555
4556!
4557!--    First, inquire variable ID
4558       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4559       CALL handle_error( 'get_variable_1d_real', 528, variable_name )
4560!
4561!--    Inquire dimension length
4562       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, var )
4563       CALL handle_error( 'get_variable_1d_real', 528, variable_name )
4564
4565#endif
4566    END SUBROUTINE get_variable_1d_real
4567
4568
4569!------------------------------------------------------------------------------!
4570! Description:
4571! ------------
4572!> Reads a time-dependent 1D float variable from file.
4573!------------------------------------------------------------------------------!
4574    SUBROUTINE get_variable_pr( id, variable_name, t, var )
4575#if defined( __netcdf )
4576
4577       USE pegrid
4578
4579       IMPLICIT NONE
4580
4581       CHARACTER(LEN=*)                      ::  variable_name    !< variable name
4582
4583       INTEGER(iwp), INTENT(IN)              ::  id               !< file id
4584       INTEGER(iwp), DIMENSION(1:2)          ::  id_dim           !< dimension ids
4585       INTEGER(iwp)                          ::  id_var           !< dimension id
4586       INTEGER(iwp)                          ::  n_file           !< number of data-points in file along z dimension
4587       INTEGER(iwp), INTENT(IN)              ::  t                !< timestep number
4588
4589       REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
4590
4591!
4592!--    First, inquire variable ID
4593       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4594!
4595!--    Inquire dimension size of vertical dimension
4596       nc_stat = NF90_INQUIRE_VARIABLE( id, id_var, DIMIDS = id_dim )
4597       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, id_dim(1), LEN = n_file )
4598!
4599!--    Read variable.
4600       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, var,                                &
4601                               start = (/ 1,      t     /),                    &
4602                               count = (/ n_file, 1     /) )
4603       CALL handle_error( 'get_variable_pr', 529, variable_name )
4604
4605#endif
4606    END SUBROUTINE get_variable_pr
4607
4608
4609!------------------------------------------------------------------------------!
4610! Description:
4611! ------------
4612!> Reads a per-surface pars variable from file. Because all surfaces are stored
4613!> as flat 1-D array, each PE has to scan the data and find the surface indices
4614!> belonging to its subdomain. During this scan, it also builds a necessary
4615!> (j,i) index.
4616!------------------------------------------------------------------------------!
4617    SUBROUTINE get_variable_surf( id, variable_name, surf )
4618#if defined( __netcdf )
4619
4620       USE pegrid
4621
4622       USE indices,                                            &
4623           ONLY:  nxl, nxr, nys, nyn
4624
4625       USE control_parameters,                                 &
4626           ONLY: dz, message_string
4627
4628       USE grid_variables,                                     &
4629           ONLY: dx, dy
4630       
4631       USE basic_constants_and_equations_mod,                  &
4632           ONLY: pi
4633
4634       IMPLICIT NONE
4635
4636       INTEGER, PARAMETER ::  nsurf_pars_read = 1024**2 !< read buffer size
4637
4638       CHARACTER(LEN=*)                          ::  variable_name !< variable name
4639
4640       INTEGER(iwp), DIMENSION(6)                ::  coords        !< integer coordinates of surface
4641       INTEGER(iwp)                              ::  i, j
4642       INTEGER(iwp)                              ::  isurf         !< netcdf surface index
4643       INTEGER(iwp)                              ::  is            !< local surface index
4644       INTEGER(iwp), INTENT(IN)                  ::  id            !< file id
4645       INTEGER(iwp), DIMENSION(2)                ::  id_dim        !< dimension ids
4646       INTEGER(iwp)                              ::  id_var        !< variable id
4647       INTEGER(iwp)                              ::  id_zs         !< zs variable id
4648       INTEGER(iwp)                              ::  id_ys         !< ys variable id
4649       INTEGER(iwp)                              ::  id_xs         !< xs variable id
4650       INTEGER(iwp)                              ::  id_zenith     !< zeith variable id
4651       INTEGER(iwp)                              ::  id_azimuth    !< azimuth variable id
4652       INTEGER(iwp)                              ::  is0, isc      !< read surface start and count
4653       INTEGER(iwp)                              ::  nsurf         !< total number of surfaces in file
4654       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  nsurf_ji      !< numbers of surfaces by coords
4655
4656       TYPE(pars_surf)                           ::  surf          !< parameters variable to be loaded
4657       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  pars_read     !< read buffer
4658       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  zs, ys, xs    !< read buffer for zs(s), ys, xs
4659       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  zenith        !< read buffer for zenith(s)
4660       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  azimuth       !< read buffer for azimuth(s)
4661       REAL(wp)                                  ::  oro_max_l     !< maximum terrain height under building
4662
4663!
4664!--    First, inquire variable ID
4665       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4666       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, 'zs',                  id_zs )
4667       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, 'ys',                  id_ys )
4668       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, 'xs',                  id_xs )
4669       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, 'zenith',              id_zenith )
4670       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, 'azimuth',             id_azimuth )
4671!
4672!--    Inquire dimension sizes
4673       nc_stat = NF90_INQUIRE_VARIABLE( id, id_var, DIMIDS = id_dim )
4674       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, id_dim(1), LEN = nsurf )
4675       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, id_dim(2), LEN = surf%np )
4676
4677       ALLOCATE ( pars_read( nsurf_pars_read, surf%np ),        &
4678                  zs(nsurf_pars_read), ys(nsurf_pars_read),     &
4679                  xs(nsurf_pars_read), zenith(nsurf_pars_read), &
4680                  azimuth(nsurf_pars_read),                     &
4681                  nsurf_ji(nys:nyn, nxl:nxr) )
4682
4683       nsurf_ji(:,:) = 0
4684!
4685!--    Scan surface coordinates, count local
4686       is0 = 1
4687       DO
4688          isc = MIN(nsurf_pars_read, nsurf - is0 + 1)
4689          IF ( isc <= 0 )  EXIT
4690
4691          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_ys, ys,     &
4692                                  start = (/ is0 /), &
4693                                  count = (/ isc /) )
4694          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_xs, xs,     &
4695                                  start = (/ is0 /), &
4696                                  count = (/ isc /) )
4697          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_zenith, zenith,      &
4698                                  start = (/ is0 /), &
4699                                  count = (/ isc /) )
4700          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_azimuth, azimuth,    &
4701                                  start = (/ is0 /), &
4702                                  count = (/ isc /) )
4703          CALL handle_error( 'get_variable_surf', 682, 'azimuth' )
4704         
4705          DO  isurf = 1, isc
4706!
4707!--          Parse coordinates, detect if belongs to subdomain
4708             coords = transform_coords( xs(isurf), ys(isurf),         &
4709                                        zenith(isurf), azimuth(isurf) )
4710             IF ( coords(2) < nys  .OR.  coords(2) > nyn  .OR.  &
4711                  coords(3) < nxl  .OR.  coords(3) > nxr )  CYCLE
4712
4713             nsurf_ji(coords(2), coords(3)) = nsurf_ji(coords(2), coords(3)) + 1
4714          ENDDO
4715
4716          is0 = is0 + isc
4717       ENDDO
4718!
4719!--    Populate reverse index from surface counts
4720       ALLOCATE ( surf%index_ji( 2, nys:nyn, nxl:nxr ) )
4721
4722       isurf = 1
4723       DO  j = nys, nyn
4724          DO  i = nxl, nxr
4725             surf%index_ji(:,j,i) = (/ isurf, isurf + nsurf_ji(j,i) - 1 /)
4726             isurf = isurf + nsurf_ji(j,i)
4727          ENDDO
4728       ENDDO
4729
4730       surf%nsurf = isurf - 1
4731       ALLOCATE( surf%pars( 0:surf%np-1, surf%nsurf ), &
4732                 surf%coords( 6, surf%nsurf ) )
4733!
4734!--    Scan surfaces again, saving pars into allocated structures
4735       nsurf_ji(:,:) = 0
4736       is0 = 1
4737       DO
4738          isc = MIN(nsurf_pars_read, nsurf - is0 + 1)
4739          IF ( isc <= 0 )  EXIT
4740
4741          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, pars_read(1:isc, 1:surf%np), &
4742                                  start = (/ is0, 1       /),              &
4743                                  count = (/ isc, surf%np /) )
4744          CALL handle_error( 'get_variable_surf', 683, variable_name )
4745
4746          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_zs, zs,                           &
4747                                  start = (/ is0 /),                       &
4748                                  count = (/ isc /) )
4749          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_ys, ys,                           &
4750                                  start = (/ is0 /),                       &
4751                                  count = (/ isc /) )
4752          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_xs, xs,                           &
4753                                  start = (/ is0 /),                       &
4754                                  count = (/ isc /) )
4755          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_zenith, zenith,                   &
4756                                  start = (/ is0 /),                       &
4757                                  count = (/ isc /) )
4758          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_azimuth, azimuth,                 &
4759                                  start = (/ is0 /),                       &
4760                                  count = (/ isc /) )
4761         
4762          DO  isurf = 1, isc
4763!
4764!--          Parse coordinates, detect if belongs to subdomain
4765             coords = transform_coords( xs(isurf), ys(isurf),         &
4766                                        zenith(isurf), azimuth(isurf) )
4767             IF ( coords(2) < nys  .OR.  coords(2) > nyn  .OR.  &
4768                  coords(3) < nxl  .OR.  coords(3) > nxr )  CYCLE
4769!
4770!--          Determine maximum terrain under building (base z-coordinate). Using
4771!--          normal vector to locate building inner coordinates.
4772             oro_max_l = buildings_f%oro_max(coords(2)-coords(5), coords(3)-coords(6))
4773             IF  ( oro_max_l == buildings_f%fill1 )  THEN
4774                WRITE( message_string, * ) 'Found building surface on '   // &
4775                   'non-building coordinates (xs, ys, zenith, azimuth): ',   &
4776                   xs(isurf), ys(isurf), zenith(isurf), azimuth(isurf)
4777                CALL message( 'get_variable_surf', 'PA0684', 2, 2, 0, 6, 0 ) 
4778             ENDIF
4779!
4780!--          Urban layer has no stretching, therefore using dz(1) instead of linear
4781!--          searching through zu/zw
4782             coords(1) = NINT((zs(isurf) + oro_max_l) / dz(1) +     &
4783                              0.5_wp + 0.5_wp * coords(4), KIND=iwp)
4784!
4785!--          Save surface entry
4786             is = surf%index_ji(1, coords(2), coords(3)) + nsurf_ji(coords(2), coords(3))
4787             surf%pars(:,is) = pars_read(isurf,:)
4788             surf%coords(:,is) = coords(:)
4789
4790             nsurf_ji(coords(2), coords(3)) = nsurf_ji(coords(2), coords(3)) + 1
4791          ENDDO
4792
4793          is0 = is0 + isc
4794       ENDDO
4795
4796       DEALLOCATE( pars_read, zs, ys, xs, zenith, azimuth, nsurf_ji )
4797
4798    CONTAINS
4799
4800       PURE FUNCTION transform_coords( x, y, zenith, azimuth )
4801
4802          REAL(wp), INTENT(in)       ::  x, y    !< surface centre coordinates in metres from origin
4803          REAL(wp), INTENT(in)       ::  zenith  !< surface normal zenith angle in degrees
4804          REAL(wp), INTENT(in)       ::  azimuth !< surface normal azimuth angle in degrees
4805
4806          INTEGER(iwp), DIMENSION(6) ::  transform_coords !< (k,j,i,norm_z,norm_y,norm_x)
4807
4808          transform_coords(4) = NINT(COS(zenith*pi/180._wp), KIND=iwp)
4809          IF ( transform_coords(4) == 0 )  THEN
4810             transform_coords(5) = NINT(COS(azimuth*pi/180._wp), KIND=iwp)
4811             transform_coords(6) = NINT(SIN(azimuth*pi/180._wp), KIND=iwp)
4812          ELSE
4813             transform_coords(5) = 0._wp
4814             transform_coords(6) = 0._wp
4815          ENDIF
4816
4817          transform_coords(1) = -999._wp ! not calculated here
4818          transform_coords(2) = NINT(y/dy - 0.5_wp + 0.5_wp*transform_coords(5), KIND=iwp)
4819          transform_coords(3) = NINT(x/dx - 0.5_wp + 0.5_wp*transform_coords(6), KIND=iwp)
4820
4821       END FUNCTION transform_coords
4822
4823#endif
4824    END SUBROUTINE get_variable_surf
4825
4826
4827!------------------------------------------------------------------------------!
4828! Description:
4829! ------------
4830!> Reads a 2D REAL variable from a file. Reading is done processor-wise,
4831!> i.e. each core reads its own domain in slices along x.
4832!------------------------------------------------------------------------------!
4833    SUBROUTINE get_variable_2d_real( id, variable_name, var, is, ie, js, je )
4834
4835       USE indices
4836       USE pegrid
4837
4838       IMPLICIT NONE
4839
4840       CHARACTER(LEN=*)              ::  variable_name   !< variable name
4841
4842       INTEGER(iwp)                  ::  i               !< running index along x direction
4843       INTEGER(iwp)                  ::  ie              !< start index for subdomain input along x direction
4844       INTEGER(iwp)                  ::  is              !< end index for subdomain input along x direction
4845       INTEGER(iwp), INTENT(IN)      ::  id              !< file id
4846       INTEGER(iwp)                  ::  id_var          !< variable id
4847       INTEGER(iwp)                  ::  j               !< running index along y direction
4848       INTEGER(iwp)                  ::  je              !< start index for subdomain input along y direction
4849       INTEGER(iwp)                  ::  js              !< end index for subdomain input along y direction
4850       
4851       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  tmp   !< temporary variable to read data from file according
4852                                                         !< to its reverse memory access
4853       REAL(wp), DIMENSION(:,:), INTENT(INOUT) ::  var   !< variable to be read
4854#if defined( __netcdf )
4855!
4856!--    Inquire variable id
4857       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4858!
4859!--    Check for collective read-operation and set respective NetCDF flags if
4860!--    required.
4861       IF ( collective_read )  THEN
4862#if defined( __netcdf4_parallel )
4863          nc_stat = NF90_VAR_PAR_ACCESS (id, id_var, NF90_COLLECTIVE)
4864#endif
4865       ENDIF
4866
4867!
4868!-- Allocate temporary variable according to memory access on file.
4869       ALLOCATE( tmp(is:ie,js:je) )
4870!
4871!-- Get variable
4872       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp,            &
4873                      start = (/ is+1,      js+1 /),       &
4874                      count = (/ ie-is + 1, je-js+1 /) )   
4875          CALL handle_error( 'get_variable_2d_real', 530, variable_name )
4876!
4877!-- Resort data. Please note, dimension subscripts of var all start at 1.
4878          DO  i = is, ie
4879             DO  j = js, je
4880                var(j-js+1,i-is+1) = tmp(i,j)
4881             ENDDO
4882          ENDDO
4883       
4884          DEALLOCATE( tmp )
4885
4886#endif
4887    END SUBROUTINE get_variable_2d_real
4888
4889!------------------------------------------------------------------------------!
4890! Description:
4891! ------------
4892!> Reads a 2D 32-bit INTEGER variable from file. Reading is done processor-wise,
4893!> i.e. each core reads its own domain in slices along x.
4894!------------------------------------------------------------------------------!
4895    SUBROUTINE get_variable_2d_int32( id, variable_name, var, is, ie, js, je )
4896
4897       USE indices
4898       USE pegrid
4899
4900       IMPLICIT NONE
4901
4902       CHARACTER(LEN=*)              ::  variable_name   !< variable name
4903
4904       INTEGER(iwp)                  ::  i               !< running index along x direction
4905       INTEGER(iwp)                  ::  ie              !< start index for subdomain input along x direction
4906       INTEGER(iwp)                  ::  is              !< end index for subdomain input along x direction
4907       INTEGER(iwp), INTENT(IN)      ::  id              !< file id
4908       INTEGER(iwp)                  ::  id_var          !< variable id
4909       INTEGER(iwp)                  ::  j               !< running index along y direction
4910       INTEGER(iwp)                  ::  je              !< start index for subdomain input along y direction
4911       INTEGER(iwp)                  ::  js              !< end index for subdomain input along y direction
4912       
4913       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  tmp  !< temporary variable to read data from file according
4914                                                            !< to its reverse memory access
4915       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
4916#if defined( __netcdf )
4917!
4918!--    Inquire variable id
4919       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4920!
4921!--    Check for collective read-operation and set respective NetCDF flags if
4922!--    required.
4923       IF ( collective_read )  THEN
4924#if defined( __netcdf4_parallel )       
4925          nc_stat = NF90_VAR_PAR_ACCESS (id, id_var, NF90_COLLECTIVE)
4926#endif
4927       ENDIF
4928!
4929!--    Allocate temporary variable according to memory access on file.
4930       ALLOCATE( tmp(is:ie,js:je) )
4931!
4932!--    Get variable
4933       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp,                                &
4934                               start = (/ is+1,      js+1 /),                  &
4935                               count = (/ ie-is + 1, je-js+1 /) )   
4936                               
4937       CALL handle_error( 'get_variable_2d_int32', 531, variable_name )                             
4938!
4939!--    Resort data. Please note, dimension subscripts of var all start at 1.
4940       DO  i = is, ie
4941          DO  j = js, je
4942             var(j-js+1,i-is+1) = tmp(i,j)
4943          ENDDO
4944       ENDDO
4945       
4946       DEALLOCATE( tmp )
4947
4948#endif
4949    END SUBROUTINE get_variable_2d_int32
4950
4951!------------------------------------------------------------------------------!
4952! Description:
4953! ------------
4954!> Reads a 2D 8-bit INTEGER variable from file. Reading is done processor-wise,
4955!> i.e. each core reads its own domain in slices along x.
4956!------------------------------------------------------------------------------!
4957    SUBROUTINE get_variable_2d_int8( id, variable_name, var, is, ie, js, je )
4958
4959       USE indices
4960       USE pegrid
4961
4962       IMPLICIT NONE
4963
4964       CHARACTER(LEN=*)              ::  variable_name   !< variable name
4965
4966       INTEGER(iwp)                  ::  i               !< running index along x direction
4967       INTEGER(iwp)                  ::  ie              !< start index for subdomain input along x direction
4968       INTEGER(iwp)                  ::  is              !< end index for subdomain input along x direction
4969       INTEGER(iwp), INTENT(IN)      ::  id              !< file id
4970       INTEGER(iwp)                  ::  id_var          !< variable id
4971       INTEGER(iwp)                  ::  j               !< running index along y direction
4972       INTEGER(iwp)                  ::  je              !< start index for subdomain input along y direction
4973       INTEGER(iwp)                  ::  js              !< end index for subdomain input along y direction
4974       
4975       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  tmp  !< temporary variable to read data from file according
4976                                                               !< to its reverse memory access
4977       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
4978#if defined( __netcdf )
4979!
4980!--    Inquire variable id
4981       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4982!
4983!--    Check for collective read-operation and set respective NetCDF flags if
4984!--    required.
4985       IF ( collective_read )  THEN
4986#if defined( __netcdf4_parallel )       
4987          nc_stat = NF90_VAR_PAR_ACCESS (id, id_var, NF90_COLLECTIVE)
4988#endif         
4989       ENDIF
4990!
4991!--    Allocate temporary variable according to memory access on file.
4992       ALLOCATE( tmp(is:ie,js:je) )
4993!
4994!--    Get variable
4995       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp,                                &
4996                               start = (/ is+1,      js+1 /),                  &
4997                               count = (/ ie-is + 1, je-js+1 /) )   
4998                               
4999       CALL handle_error( 'get_variable_2d_int8', 532, variable_name )
5000!
5001!--    Resort data. Please note, dimension subscripts of var all start at 1.
5002       DO  i = is, ie
5003          DO  j = js, je
5004             var(j-js+1,i-is+1) = tmp(i,j)
5005          ENDDO
5006       ENDDO
5007       
5008       DEALLOCATE( tmp )
5009
5010#endif
5011    END SUBROUTINE get_variable_2d_int8
5012
5013
5014!------------------------------------------------------------------------------!
5015! Description:
5016! ------------
5017!> Reads a 3D 8-bit INTEGER variable from file.
5018!------------------------------------------------------------------------------!
5019    SUBROUTINE get_variable_3d_int8( id, variable_name, var, is, ie, js, je,   &
5020                                     ks, ke )
5021
5022       USE indices
5023       USE pegrid
5024
5025       IMPLICIT NONE
5026
5027       CHARACTER(LEN=*)              ::  variable_name   !< variable name
5028
5029       INTEGER(iwp)                  ::  i               !< index along x direction
5030       INTEGER(iwp)                  ::  ie              !< start index for subdomain input along x direction
5031       INTEGER(iwp)                  ::  is              !< end index for subdomain input along x direction
5032       INTEGER(iwp), INTENT(IN)      ::  id              !< file id
5033       INTEGER(iwp)                  ::  id_var          !< variable id
5034       INTEGER(iwp)                  ::  j               !< index along y direction
5035       INTEGER(iwp)                  ::  je              !< start index for subdomain input along y direction
5036       INTEGER(iwp)                  ::  js              !< end index for subdomain input along y direction
5037       INTEGER(iwp)                  ::  k               !< index along any 3rd dimension
5038       INTEGER(iwp)                  ::  ke              !< start index of 3rd dimension
5039       INTEGER(iwp)                  ::  ks              !< end index of 3rd dimension
5040
5041       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  tmp  !< temporary variable to read data from file according
5042                                                                 !< to its reverse memory access
5043
5044       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
5045#if defined( __netcdf )
5046
5047!
5048!--    Inquire variable id
5049       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
5050!
5051!--    Check for collective read-operation and set respective NetCDF flags if
5052!--    required.
5053       IF ( collective_read )  THEN
5054#if defined( __netcdf4_parallel )
5055          nc_stat = NF90_VAR_PAR_ACCESS (id, id_var, NF90_COLLECTIVE)
5056#endif
5057       ENDIF
5058!
5059!--    Allocate temporary variable according to memory access on file.
5060       ALLOCATE( tmp(is:ie,js:je,ks:ke) )
5061!
5062!--    Get variable
5063       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp,                                &
5064                               start = (/ is+1,    js+1,    ks+1 /),           &
5065                               count = (/ ie-is+1, je-js+1, ke-ks+1 /) )
5066
5067       CALL handle_error( 'get_variable_3d_int8', 533, variable_name )
5068!
5069!--    Resort data. Please note, dimension subscripts of var all start at 1.
5070       DO  i = is, ie
5071          DO  j = js, je
5072             DO  k = ks, ke
5073                var(k-ks+1,j-js+1,i-is+1) = tmp(i,j,k)
5074             ENDDO
5075          ENDDO
5076       ENDDO
5077
5078       DEALLOCATE( tmp )
5079
5080#endif
5081    END SUBROUTINE get_variable_3d_int8
5082
5083
5084!------------------------------------------------------------------------------!
5085! Description:
5086! ------------
5087!> Reads a 3D float variable from file.
5088!------------------------------------------------------------------------------!
5089    SUBROUTINE get_variable_3d_real( id, variable_name, var, is, ie, js, je,   &
5090                                     ks, ke )
5091
5092       USE indices
5093       USE pegrid
5094
5095       IMPLICIT NONE
5096
5097       CHARACTER(LEN=*)              ::  variable_name   !< variable name
5098
5099       INTEGER(iwp)                  ::  i               !< index along x direction
5100       INTEGER(iwp)                  ::  ie              !< start index for subdomain input along x direction
5101       INTEGER(iwp)                  ::  is              !< end index for subdomain input along x direction
5102       INTEGER(iwp), INTENT(IN)      ::  id              !< file id
5103       INTEGER(iwp)                  ::  id_var          !< variable id
5104       INTEGER(iwp)                  ::  j               !< index along y direction
5105       INTEGER(iwp)                  ::  je              !< start index for subdomain input along y direction
5106       INTEGER(iwp)                  ::  js              !< end index for subdomain input along y direction
5107       INTEGER(iwp)                  ::  k               !< index along any 3rd dimension
5108       INTEGER(iwp)                  ::  ke              !< start index of 3rd dimension
5109       INTEGER(iwp)                  ::  ks              !< end index of 3rd dimension
5110
5111       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  tmp !< temporary variable to read data from file according
5112                                                         !< to its reverse memory access
5113
5114       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(INOUT) ::  var !< variable to be read
5115#if defined( __netcdf )
5116
5117!
5118!--    Inquire variable id
5119       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var ) 
5120!
5121!--    Check for collective read-operation and set respective NetCDF flags if
5122!--    required.
5123       IF ( collective_read )  THEN
5124#if defined( __netcdf4_parallel )
5125          nc_stat = NF90_VAR_PAR_ACCESS (id, id_var, NF90_COLLECTIVE)
5126#endif
5127       ENDIF
5128!
5129!--    Allocate temporary variable according to memory access on file.
5130       ALLOCATE( tmp(is:ie,js:je,ks:ke) )
5131!
5132!--    Get variable
5133       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp,                                &
5134                               start = (/ is+1,    js+1,    ks+1 /),           &
5135                               count = (/ ie-is+1, je-js+1, ke-ks+1 /) )   
5136
5137       CALL handle_error( 'get_variable_3d_real', 534, variable_name )
5138!
5139!--    Resort data. Please note, dimension subscripts of var all start at 1.
5140       DO  i = is, ie
5141          DO  j