source: palm/trunk/SOURCE/netcdf_data_input_mod.f90 @ 4313

Last change on this file since 4313 was 4313, checked in by suehring, 17 months ago

changes documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 267.3 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 4313 2019-11-27 14:07:00Z suehring $
27! Checks for surface fractions revised
28!
29! 4312 2019-11-27 14:06:25Z suehring
30! Open input files with read-only attribute instead of write attribute.
31!
32! 4280 2019-10-29 14:34:15Z monakurppa
33! Remove id_emis flags from get_variable_4d_to_3d_real and
34! get_variable_5d_to_4d_real
35!
36! 4258 2019-10-07 13:29:08Z suehring
37! - Migrate input of soil temperature and moisture to land-surface model.
38! - Remove interpolate routines and move the only required subroutine to
39!   land-surface model.
40!
41! 4247 2019-09-30 10:18:24Z pavelkrc
42! Add reading and processing of building_surface_pars
43!
44! 4226 2019-09-10 17:03:24Z suehring
45! - Netcdf input routine for dimension length renamed
46! - Move offline-nesting-specific checks to nesting_offl_mod
47! - Module-specific input of boundary data for offline nesting moved to
48!   nesting_offl_mod
49! - Define module specific data type for offline nesting in nesting_offl_mod
50!
51! 4190 2019-08-27 15:42:37Z suehring
52! type real_1d changed to real_1d_3d
53!
54! 4186 2019-08-23 16:06:14Z suehring
55! Minor formatting adjustments
56!
57! 4182 2019-08-22 15:20:23Z scharf
58! Corrected "Former revisions" section
59!
60! 4178 2019-08-21 11:13:06Z suehring
61! Implement input of external radiation forcing. Therefore, provide public
62! subroutines and variables.
63!
64! 4150 2019-08-08 20:00:47Z suehring
65! Some variables are given the public attribute, in order to call netcdf input
66! from single routines
67!
68! 4125 2019-07-29 13:31:44Z suehring
69! To enable netcdf-parallel access for lateral boundary data (dynamic input),
70! zero number of elements are passed to the respective get_variable routine
71! for non-boundary cores.
72!
73! 4100 2019-07-17 08:11:29Z forkel
74! Made check for input_pids_dynamic and 'inifor' more general
75!
76! 4012 2019-05-31 15:19:05Z monakurppa
77!
78! 3994 2019-05-22 18:08:09Z suehring
79! Remove single location message
80!
81! 3976 2019-05-15 11:02:34Z hellstea
82! Remove unused variables from last commit
83!
84! 3969 2019-05-13 12:14:33Z suehring
85! - clean-up index notations for emission_values to eliminate magic numbers
86! - introduce temporary variable dum_var_5d as well as subroutines
87!   get_var_5d_real and get_var_5d_real_dynamic
88! - remove emission-specific code in generic get_variable routines
89! - in subroutine netcdf_data_input_chemistry_data change netCDF LOD 1
90!   (default) emission_values to the following index order:
91!   z, y, x, species, category
92! - in subroutine netcdf_data_input_chemistry_data
93!   changed netCDF LOD 2 pre-processed emission_values to the following index
94!   order: time, z, y, x, species
95! - in type chem_emis_att_type replace nspec with n_emiss_species
96!   but retained nspec for backward compatibility with salsa_mod. (E.C. Chan)
97!
98! 3961 2019-05-08 16:12:31Z suehring
99! Revise checks for building IDs and types
100!
101! 3943 2019-05-02 09:50:41Z maronga
102! Temporarily disabled some (faulty) checks for static driver.
103!
104! 3942 2019-04-30 13:08:30Z kanani
105! Fix: increase LEN of all NetCDF attribute values (caused crash in
106! netcdf_create_global_atts due to insufficient length)
107!
108! 3941 2019-04-30 09:48:33Z suehring
109! Move check for grid dimension to an earlier point in time when first array
110! is read.
111! Improve checks for building types / IDs with respect to 2D/3D buildings.
112!
113! 3885 2019-04-11 11:29:34Z kanani
114! Changes related to global restructuring of location messages and introduction
115! of additional debug messages
116!
117! 3864 2019-04-05 09:01:56Z monakurppa
118! get_variable_4d_to_3d_real modified to enable read in data of type
119! data(t,y,x,n) one timestep at a time + some routines made public
120!
121! 3855 2019-04-03 10:00:59Z suehring
122! Typo removed
123!
124! 3854 2019-04-02 16:59:33Z suehring
125! Bugfix in one of the checks. Typo removed.
126!
127! 3744 2019-02-15 18:38:58Z suehring
128! Enable mesoscale offline nesting for chemistry variables as well as
129! initialization of chemistry via dynamic input file.
130!
131! 3705 2019-01-29 19:56:39Z suehring
132! Interface for attribute input of 8-bit and 32-bit integer
133!
134! 3704 2019-01-29 19:51:41Z suehring
135! unused variables removed
136!
137! 2696 2017-12-14 17:12:51Z kanani
138! Initial revision (suehring)
139!
140! Authors:
141! --------
142! @author Matthias Suehring
143! @author Edward C. Chan
144! @author Emanuele Russo
145!
146! Description:
147! ------------
148!> Modulue contains routines to input data according to Palm input data
149!> standart using dynamic and static input files.
150!> @todo - Chemistry: revise reading of netcdf file and ajdust formatting
151!>         according to standard!!! (ecc/done)
152!> @todo - Order input alphabetically
153!> @todo - Revise error messages and error numbers
154!> @todo - Input of missing quantities (chemical species, emission rates)
155!> @todo - Defninition and input of still missing variable attributes
156!>         (ecc/what are they?)
157!> @todo - Input of initial geostrophic wind profiles with cyclic conditions.
158!> @todo - remove z dimension from default_emission_data nad preproc_emission_data
159!          and correpsonding subroutines get_var_5d_real and get_var_5d_dynamic (ecc)
160!> @todo - decpreciate chem_emis_att_type@nspec (ecc)
161!> @todo - depreciate subroutines get_variable_4d_to_3d_real and
162!>         get_variable_5d_to_4d_real (ecc)
163!> @todo - introduce useful debug_message(s)
164!------------------------------------------------------------------------------!
165 MODULE netcdf_data_input_mod
166
167    USE control_parameters,                                                    &
168        ONLY:  coupling_char, io_blocks, io_group
169
170    USE cpulog,                                                                &
171        ONLY:  cpu_log, log_point_s
172
173    USE indices,                                                               &
174        ONLY:  nbgp
175
176    USE kinds
177
178#if defined ( __netcdf )
179    USE NETCDF
180#endif
181
182    USE pegrid
183
184    USE surface_mod,                                                           &
185        ONLY:  ind_pav_green, ind_veg_wall, ind_wat_win
186!
187!-- Define type for dimensions.
188    TYPE dims_xy
189       INTEGER(iwp) :: nx                             !< dimension length in x
190       INTEGER(iwp) :: ny                             !< dimension length in y
191       INTEGER(iwp) :: nz                             !< dimension length in z
192       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: x       !< dimension array in x
193       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: y       !< dimension array in y
194       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: z       !< dimension array in z
195    END TYPE dims_xy
196    TYPE init_type
197
198       CHARACTER(LEN=16) ::  init_char = 'init_atmosphere_'          !< leading substring for init variables
199       CHARACTER(LEN=23) ::  origin_time = '2000-01-01 00:00:00 +00' !< reference time of input data
200       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem !< list of chemistry variable names that can potentially be on file
201
202       INTEGER(iwp) ::  lod_msoil !< level of detail - soil moisture
203       INTEGER(iwp) ::  lod_pt    !< level of detail - pt
204       INTEGER(iwp) ::  lod_q     !< level of detail - q
205       INTEGER(iwp) ::  lod_tsoil !< level of detail - soil temperature
206       INTEGER(iwp) ::  lod_u     !< level of detail - u-component
207       INTEGER(iwp) ::  lod_v     !< level of detail - v-component
208       INTEGER(iwp) ::  lod_w     !< level of detail - w-component
209       INTEGER(iwp) ::  nx        !< number of scalar grid points along x in dynamic input file
210       INTEGER(iwp) ::  nxu       !< number of u grid points along x in dynamic input file
211       INTEGER(iwp) ::  ny        !< number of scalar grid points along y in dynamic input file
212       INTEGER(iwp) ::  nyv       !< number of v grid points along y in dynamic input file
213       INTEGER(iwp) ::  nzs       !< number of vertical soil levels in dynamic input file
214       INTEGER(iwp) ::  nzu       !< number of vertical levels on scalar grid in dynamic input file
215       INTEGER(iwp) ::  nzw       !< number of vertical levels on w grid in dynamic input file
216       
217       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  lod_chem !< level of detail - chemistry variables
218
219       LOGICAL ::  from_file_msoil  = .FALSE. !< flag indicating whether soil moisture is already initialized from file
220       LOGICAL ::  from_file_pt     = .FALSE. !< flag indicating whether pt is already initialized from file
221       LOGICAL ::  from_file_q      = .FALSE. !< flag indicating whether q is already initialized from file
222       LOGICAL ::  from_file_tsoil  = .FALSE. !< flag indicating whether soil temperature is already initialized from file
223       LOGICAL ::  from_file_u      = .FALSE. !< flag indicating whether u is already initialized from file
224       LOGICAL ::  from_file_ug     = .FALSE. !< flag indicating whether ug is already initialized from file
225       LOGICAL ::  from_file_v      = .FALSE. !< flag indicating whether v is already initialized from file
226       LOGICAL ::  from_file_vg     = .FALSE. !< flag indicating whether ug is already initialized from file
227       LOGICAL ::  from_file_w      = .FALSE. !< flag indicating whether w is already initialized from file
228       
229       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  from_file_chem !< flag indicating whether chemistry variable is read from file
230
231       REAL(wp) ::  fill_msoil              !< fill value for soil moisture
232       REAL(wp) ::  fill_pt                 !< fill value for pt
233       REAL(wp) ::  fill_q                  !< fill value for q
234       REAL(wp) ::  fill_tsoil              !< fill value for soil temperature
235       REAL(wp) ::  fill_u                  !< fill value for u
236       REAL(wp) ::  fill_v                  !< fill value for v
237       REAL(wp) ::  fill_w                  !< fill value for w
238       REAL(wp) ::  latitude = 0.0_wp       !< latitude of the lower left corner
239       REAL(wp) ::  longitude = 0.0_wp      !< longitude of the lower left corner
240       REAL(wp) ::  origin_x = 500000.0_wp  !< UTM easting of the lower left corner
241       REAL(wp) ::  origin_y = 0.0_wp       !< UTM northing of the lower left corner
242       REAL(wp) ::  origin_z = 0.0_wp       !< reference height of input data
243       REAL(wp) ::  rotation_angle = 0.0_wp !< rotation angle of input data
244
245       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  fill_chem    !< fill value - chemistry variables
246       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  msoil_1d     !< initial vertical profile of soil moisture
247       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  pt_init      !< initial vertical profile of pt
248       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  q_init       !< initial vertical profile of q
249       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  tsoil_1d     !< initial vertical profile of soil temperature
250       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  u_init       !< initial vertical profile of u
251       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ug_init      !< initial vertical profile of ug
252       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  v_init       !< initial vertical profile of v
253       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  vg_init      !< initial vertical profile of ug
254       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  w_init       !< initial vertical profile of w
255       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  z_soil       !< vertical levels in soil in dynamic input file, used for interpolation
256       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zu_atmos     !< vertical levels at scalar grid in dynamic input file, used for interpolation
257       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zw_atmos     !< vertical levels at w grid in dynamic input file, used for interpolation
258       
259       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  chem_init  !< initial vertical profiles of chemistry variables
260
261
262       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  msoil_3d !< initial 3d soil moisture provide by Inifor and interpolated onto soil grid
263       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  tsoil_3d !< initial 3d soil temperature provide by Inifor and interpolated onto soil grid
264
265    END TYPE init_type
266
267!-- Data type for the general information of chemistry emissions, do not dependent on the particular chemical species
268    TYPE chem_emis_att_type
269
270       !-DIMENSIONS
271       
272       INTEGER(iwp)                                 :: nspec=0            !< no of chem species provided in emission_values
273       INTEGER(iwp)                                 :: n_emiss_species=0  !< no of chem species provided in emission_values
274                                                                          !< same function as nspec, which will be depreciated (ecc)
275                                                                                 
276       INTEGER(iwp)                                 :: ncat=0             !< number of emission categories
277       INTEGER(iwp)                                 :: nvoc=0             !< number of VOC components
278       INTEGER(iwp)                                 :: npm=0              !< number of PM components
279       INTEGER(iwp)                                 :: nnox=2             !< number of NOx components: NO and NO2
280       INTEGER(iwp)                                 :: nsox=2             !< number of SOX components: SO and SO4
281       INTEGER(iwp)                                 :: nhoursyear         !< number of hours of a specific year in the HOURLY mode
282                                                                          !< of the default mode
283       INTEGER(iwp)                                 :: nmonthdayhour      !< number of month days and hours in the MDH mode
284                                                                          !< of the default mode
285       INTEGER(iwp)                                 :: dt_emission        !< Number of emissions timesteps for one year
286                                                                          !< in the pre-processed emissions case
287       !-- 1d emission input variables
288       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: pm_name       !< Names of PM components
289       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: cat_name      !< Emission category names
290       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: species_name  !< Names of emission chemical species
291       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: voc_name      !< Names of VOCs components
292       CHARACTER (LEN=25)                           :: units         !< Units
293
294       INTEGER(iwp)                                 :: i_hour         !< indices for assigning emission values at different timesteps
295       INTEGER(iwp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:)       :: cat_index      !< Indices for emission categories
296       INTEGER(iwp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:)       :: species_index  !< Indices for emission chem species
297
298       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:)           :: xm             !< Molecular masses of emission chem species
299
300       !-- 2d emission input variables
301       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: hourly_emis_time_factor  !< Time factors for HOURLY emissions (DEFAULT mode)
302       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: mdh_emis_time_factor     !< Time factors for MDH emissions (DEFAULT mode)
303       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: nox_comp                 !< Composition of NO and NO2
304       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: sox_comp                 !< Composition of SO2 and SO4
305       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: voc_comp                 !< Composition of VOC components (not fixed)
306
307       !-- 3d emission input variables
308       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:)       :: pm_comp                  !< Composition of PM components (not fixed)
309 
310    END TYPE chem_emis_att_type
311
312
313!-- Data type for the values of chemistry emissions
314    TYPE chem_emis_val_type
315
316       !REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)     :: stack_height           !< stack height (ecc / to be implemented)
317       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:)    :: default_emission_data  !< Emission input values for LOD1 (DEFAULT mode)
318       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:)  :: preproc_emission_data  !< Emission input values for LOD2 (PRE-PROCESSED mode)
319
320    END TYPE chem_emis_val_type
321
322!
323!-- Define data structures for different input data types.
324!-- 8-bit Integer 2D
325    TYPE int_2d_8bit
326       INTEGER(KIND=1) ::  fill = -127                      !< fill value
327       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var !< respective variable
328
329       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
330    END TYPE int_2d_8bit
331!
332!-- 8-bit Integer 3D
333    TYPE int_3d_8bit
334       INTEGER(KIND=1) ::  fill = -127                           !< fill value
335       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_3d !< respective variable
336
337       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
338    END TYPE int_3d_8bit
339!
340!-- 32-bit Integer 2D
341    TYPE int_2d_32bit
342       INTEGER(iwp) ::  fill = -9999                      !< fill value
343       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var  !< respective variable
344
345       LOGICAL ::  from_file = .FALSE. !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
346    END TYPE int_2d_32bit
347!
348!-- Define data type to read 1D or 3D real variables.
349    TYPE real_1d_3d
350       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
351
352       INTEGER(iwp) ::  lod = -1        !< level-of-detail
353       
354       REAL(wp) ::  fill = -9999.9_wp                  !< fill value
355       
356       REAL(wp), DIMENSION(:),     ALLOCATABLE ::  var1d     !< respective 1D variable
357       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var3d     !< respective 3D variable
358    END TYPE real_1d_3d   
359!
360!-- Define data type to read 2D real variables
361    TYPE real_2d
362       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
363
364       INTEGER(iwp) ::  lod             !< level-of-detail
365       
366       REAL(wp) ::  fill = -9999.9_wp                !< fill value
367       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var !< respective variable
368    END TYPE real_2d
369
370!
371!-- Define data type to read 3D real variables
372    TYPE real_3d
373       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
374
375       INTEGER(iwp) ::  nz   !< number of grid points along vertical dimension
376
377       REAL(wp) ::  fill = -9999.9_wp                  !< fill value
378       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var !< respective variable
379    END TYPE real_3d
380!
381!-- Define data structure where the dimension and type of the input depends
382!-- on the given level of detail.
383!-- For buildings, the input is either 2D float, or 3d byte.
384    TYPE build_in
385       INTEGER(iwp)    ::  lod = 1                               !< level of detail
386       INTEGER(KIND=1) ::  fill2 = -127                          !< fill value for lod = 2
387       INTEGER(iwp)    ::  nz                                    !< number of vertical layers in file
388       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_3d !< 3d variable (lod = 2)
389
390       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  z                 !< vertical coordinate for 3D building, used for consistency check
391
392       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
393
394       REAL(wp)                              ::  fill1 = -9999.9_wp !< fill values for lod = 1
395       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var_2d             !< 2d variable (lod = 1)
396       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  oro_max            !< terraing height under particular buildings
397    END TYPE build_in
398
399!
400!-- For soil_type, the input is either 2D or 3D one-byte integer.
401    TYPE soil_in
402       INTEGER(iwp)                                   ::  lod = 1      !< level of detail
403       INTEGER(KIND=1)                                ::  fill = -127  !< fill value for lod = 2
404       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  var_2d       !< 2d variable (lod = 1)
405       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_3d       !< 3d variable (lod = 2)
406
407       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
408    END TYPE soil_in
409
410!
411!-- Define data type for fractions between surface types
412    TYPE fracs
413       INTEGER(iwp)                            ::  nf             !< total number of fractions
414       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nfracs         !< dimension array for fraction
415
416       LOGICAL ::  from_file = .FALSE. !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
417
418       REAL(wp)                                ::  fill = -9999.9_wp !< fill value
419       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  frac              !< respective fraction between different surface types
420    END TYPE fracs
421!
422!-- Data type for parameter lists, Depending on the given level of detail,
423!-- the input is 3D or 4D
424    TYPE pars
425       INTEGER(iwp)                            ::  lod = 1         !< level of detail
426       INTEGER(iwp)                            ::  np              !< total number of parameters
427       INTEGER(iwp)                            ::  nz              !< vertical dimension - number of soil layers
428       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  layers          !< dimension array for soil layers
429       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  pars            !< dimension array for parameters
430
431       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
432
433       REAL(wp)                                  ::  fill = -9999.9_wp !< fill value
434       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  pars_xy           !< respective parameters, level of detail = 1
435       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  pars_xyz          !< respective parameters, level of detail = 2
436    END TYPE pars
437!
438!-- Data type for surface parameter lists
439    TYPE pars_surf
440       INTEGER(iwp)                                ::  np          !< total number of parameters
441       INTEGER(iwp)                                ::  nsurf       !< number of local surfaces
442       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  index_ji    !< index for beginning and end of surfaces at (j,i)
443       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  coords      !< (k,j,i,norm_z,norm_y,norm_x)
444                                                                   !< k,j,i:                surface position
445                                                                   !< norm_z,norm_y,norm_x: surface normal vector
446
447       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
448
449       REAL(wp)                              ::  fill = -9999.9_wp !< fill value
450       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  pars              !< respective parameters per surface
451    END TYPE pars_surf
452!
453!-- Define type for global file attributes
454!-- Please refer to the PALM data standard for a detailed description of each
455!-- attribute.
456    TYPE global_atts_type
457       CHARACTER(LEN=200) ::  acronym = ' '                      !< acronym of institution
458       CHARACTER(LEN=7)   ::  acronym_char = 'acronym'           !< name of attribute
459       CHARACTER(LEN=200) ::  author  = ' '                      !< first name, last name, email adress
460       CHARACTER(LEN=6)   ::  author_char = 'author'             !< name of attribute
461       CHARACTER(LEN=200) ::  campaign = 'PALM-4U'               !< name of campaign
462       CHARACTER(LEN=8)   ::  campaign_char = 'campaign'         !< name of attribute
463       CHARACTER(LEN=200) ::  comment = ' '                      !< comment to data
464       CHARACTER(LEN=7)   ::  comment_char = 'comment'           !< name of attribute
465       CHARACTER(LEN=200) ::  contact_person = ' '               !< first name, last name, email adress
466       CHARACTER(LEN=14)  ::  contact_person_char = 'contact_person'  !< name of attribute
467       CHARACTER(LEN=200) ::  conventions = 'CF-1.7'             !< netCDF convention
468       CHARACTER(LEN=11)  ::  conventions_char = 'Conventions'   !< name of attribute
469       CHARACTER(LEN=23 ) ::  creation_time = ' '                !< creation time of data set
470       CHARACTER(LEN=13)  ::  creation_time_char = 'creation_time'  !< name of attribute
471       CHARACTER(LEN=200) ::  data_content = ' '                 !< content of data set
472       CHARACTER(LEN=12)  ::  data_content_char = 'data_content' !< name of attribute
473       CHARACTER(LEN=200) ::  dependencies = ' '                 !< dependencies of data set
474       CHARACTER(LEN=12)  ::  dependencies_char = 'dependencies' !< name of attribute
475       CHARACTER(LEN=200) ::  history = ' '                      !< information about data processing
476       CHARACTER(LEN=7)   ::  history_char = 'history'           !< name of attribute
477       CHARACTER(LEN=200) ::  institution = ' '                  !< name of responsible institution
478       CHARACTER(LEN=11)  ::  institution_char = 'institution'   !< name of attribute
479       CHARACTER(LEN=200) ::  keywords = ' '                     !< keywords of data set
480       CHARACTER(LEN=8)   ::  keywords_char = 'keywords'         !< name of attribute
481       CHARACTER(LEN=200) ::  licence = ' '                      !< licence of data set
482       CHARACTER(LEN=7)   ::  licence_char = 'licence'           !< name of attribute
483       CHARACTER(LEN=200) ::  location = ' '                     !< place which refers to data set
484       CHARACTER(LEN=8)   ::  location_char = 'location'         !< name of attribute
485       CHARACTER(LEN=10)  ::  origin_lat_char = 'origin_lat'     !< name of attribute
486       CHARACTER(LEN=10)  ::  origin_lon_char = 'origin_lon'     !< name of attribute
487       CHARACTER(LEN=23 ) ::  origin_time = '2000-01-01 00:00:00 +00'  !< reference time
488       CHARACTER(LEN=11)  ::  origin_time_char = 'origin_time'   !< name of attribute
489       CHARACTER(LEN=8)   ::  origin_x_char = 'origin_x'         !< name of attribute
490       CHARACTER(LEN=8)   ::  origin_y_char = 'origin_y'         !< name of attribute
491       CHARACTER(LEN=8)   ::  origin_z_char = 'origin_z'         !< name of attribute
492       CHARACTER(LEN=12)  ::  palm_version_char = 'palm_version' !< name of attribute
493       CHARACTER(LEN=200) ::  references = ' '                   !< literature referring to data set
494       CHARACTER(LEN=10)  ::  references_char = 'references'     !< name of attribute
495       CHARACTER(LEN=14)  ::  rotation_angle_char = 'rotation_angle'  !< name of attribute
496       CHARACTER(LEN=200) ::  site = ' '                         !< name of model domain
497       CHARACTER(LEN=4)   ::  site_char = 'site'                 !< name of attribute
498       CHARACTER(LEN=200) ::  source = ' '                       !< source of data set
499       CHARACTER(LEN=6)   ::  source_char = 'source'             !< name of attribute
500       CHARACTER(LEN=200) ::  title = ' '                        !< title of data set
501       CHARACTER(LEN=5)   ::  title_char = 'title'               !< name of attribute
502       CHARACTER(LEN=7)   ::  version_char = 'version'           !< name of attribute
503
504       INTEGER(iwp) ::  version              !< version of data set
505
506       REAL(wp) ::  origin_lat               !< latitude of lower left corner
507       REAL(wp) ::  origin_lon               !< longitude of lower left corner
508       REAL(wp) ::  origin_x                 !< easting (UTM coordinate) of lower left corner
509       REAL(wp) ::  origin_y                 !< northing (UTM coordinate) of lower left corner
510       REAL(wp) ::  origin_z                 !< reference height
511       REAL(wp) ::  palm_version             !< PALM version of data set
512       REAL(wp) ::  rotation_angle           !< rotation angle of coordinate system of data set
513    END TYPE global_atts_type
514!
515!-- Define type for coordinate reference system (crs)
516    TYPE crs_type
517       CHARACTER(LEN=200) ::  epsg_code = 'EPSG:25831'                   !< EPSG code
518       CHARACTER(LEN=200) ::  grid_mapping_name = 'transverse_mercator'  !< name of grid mapping
519       CHARACTER(LEN=200) ::  long_name = 'coordinate reference system'  !< name of variable crs
520       CHARACTER(LEN=200) ::  units = 'm'                                !< unit of crs
521
522       REAL(wp) ::  false_easting = 500000.0_wp                  !< false easting
523       REAL(wp) ::  false_northing = 0.0_wp                      !< false northing
524       REAL(wp) ::  inverse_flattening = 298.257223563_wp        !< 1/f (default for WGS84)
525       REAL(wp) ::  latitude_of_projection_origin = 0.0_wp       !< latitude of projection origin
526       REAL(wp) ::  longitude_of_central_meridian = 3.0_wp       !< longitude of central meridian of UTM zone (default: zone 31)
527       REAL(wp) ::  longitude_of_prime_meridian = 0.0_wp         !< longitude of prime meridian
528       REAL(wp) ::  scale_factor_at_central_meridian = 0.9996_wp !< scale factor of UTM coordinates
529       REAL(wp) ::  semi_major_axis = 6378137.0_wp               !< length of semi major axis (default for WGS84)
530    END TYPE crs_type
531
532!
533!-- Define variables
534    TYPE(crs_type)   ::  coord_ref_sys  !< coordinate reference system
535
536    TYPE(dims_xy)    ::  dim_static     !< data structure for x, y-dimension in static input file
537
538    TYPE(init_type) ::  init_3d    !< data structure for the initialization of the 3D flow and soil fields
539    TYPE(init_type) ::  init_model !< data structure for the initialization of the model
540
541!
542!-- Define 2D variables of type NC_BYTE
543    TYPE(int_2d_8bit)  ::  albedo_type_f     !< input variable for albedo type
544    TYPE(int_2d_8bit)  ::  building_type_f   !< input variable for building type
545    TYPE(int_2d_8bit)  ::  pavement_type_f   !< input variable for pavenment type
546    TYPE(int_2d_8bit)  ::  street_crossing_f !< input variable for water type
547    TYPE(int_2d_8bit)  ::  street_type_f     !< input variable for water type
548    TYPE(int_2d_8bit)  ::  vegetation_type_f !< input variable for vegetation type
549    TYPE(int_2d_8bit)  ::  water_type_f      !< input variable for water type
550!
551!-- Define 3D variables of type NC_BYTE
552    TYPE(int_3d_8bit)  ::  building_obstruction_f    !< input variable for building obstruction
553    TYPE(int_3d_8bit)  ::  building_obstruction_full !< input variable for building obstruction
554!
555!-- Define 2D variables of type NC_INT
556    TYPE(int_2d_32bit) ::  building_id_f     !< input variable for building ID
557!
558!-- Define 2D variables of type NC_FLOAT
559    TYPE(real_2d) ::  terrain_height_f       !< input variable for terrain height
560    TYPE(real_2d) ::  uvem_irradiance_f      !< input variable for uvem irradiance lookup table
561    TYPE(real_2d) ::  uvem_integration_f     !< input variable for uvem integration
562!
563!-- Define 3D variables of type NC_FLOAT
564    TYPE(real_3d) ::  basal_area_density_f    !< input variable for basal area density - resolved vegetation
565    TYPE(real_3d) ::  leaf_area_density_f     !< input variable for leaf area density - resolved vegetation
566    TYPE(real_3d) ::  root_area_density_lad_f !< input variable for root area density - resolved vegetation
567    TYPE(real_3d) ::  root_area_density_lsm_f !< input variable for root area density - parametrized vegetation
568    TYPE(real_3d) ::  uvem_radiance_f         !< input variable for uvem radiance lookup table
569    TYPE(real_3d) ::  uvem_projarea_f         !< input variable for uvem projection area lookup table
570!
571!-- Define input variable for buildings
572    TYPE(build_in) ::  buildings_f           !< input variable for buildings
573!
574!-- Define input variables for soil_type
575    TYPE(soil_in)  ::  soil_type_f           !< input variable for soil type
576
577    TYPE(fracs) ::  surface_fraction_f       !< input variable for surface fraction
578
579    TYPE(pars)  ::  albedo_pars_f              !< input variable for albedo parameters
580    TYPE(pars)  ::  building_pars_f            !< input variable for building parameters
581    TYPE(pars)  ::  pavement_pars_f            !< input variable for pavement parameters
582    TYPE(pars)  ::  pavement_subsurface_pars_f !< input variable for pavement parameters
583    TYPE(pars)  ::  soil_pars_f                !< input variable for soil parameters
584    TYPE(pars)  ::  vegetation_pars_f          !< input variable for vegetation parameters
585    TYPE(pars)  ::  water_pars_f               !< input variable for water parameters
586
587    TYPE(pars_surf)  ::  building_surface_pars_f  !< input variable for building surface parameters
588
589    TYPE(chem_emis_att_type)                             ::  chem_emis_att    !< Input Information of Chemistry Emission Data from netcdf 
590    TYPE(chem_emis_val_type), ALLOCATABLE, DIMENSION(:)  ::  chem_emis        !< Input Chemistry Emission Data from netcdf 
591
592    CHARACTER(LEN=3)  ::  char_lod  = 'lod'         !< name of level-of-detail attribute in NetCDF file
593
594    CHARACTER(LEN=10) ::  char_fill = '_FillValue'        !< name of fill value attribute in NetCDF file
595
596    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_static  = 'PIDS_STATIC'  !< Name of file which comprises static input data
597    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_dynamic = 'PIDS_DYNAMIC' !< Name of file which comprises dynamic input data
598    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_chem    = 'PIDS_CHEM'    !< Name of file which comprises chemistry input data
599    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_uvem    = 'PIDS_UVEM'    !< Name of file which comprises static uv_exposure model input data
600    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_vm      = 'PIDS_VM'      !< Name of file which comprises virtual measurement data
601   
602    CHARACTER(LEN=25), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::  string_values  !< output of string variables read from netcdf input files
603    CHARACTER(LEN=50), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  vars_pids      !< variable in input file
604
605    INTEGER(iwp)                                     ::  id_emis        !< NetCDF id of input file for chemistry emissions: TBD: It has to be removed
606
607    INTEGER(iwp) ::  nc_stat         !< return value of nf90 function call
608    INTEGER(iwp) ::  num_var_pids    !< number of variables in file
609    INTEGER(iwp) ::  pids_id         !< file id
610
611    LOGICAL ::  input_pids_static  = .FALSE.   !< Flag indicating whether Palm-input-data-standard file containing static information exists
612    LOGICAL ::  input_pids_dynamic = .FALSE.   !< Flag indicating whether Palm-input-data-standard file containing dynamic information exists
613    LOGICAL ::  input_pids_chem    = .FALSE.   !< Flag indicating whether Palm-input-data-standard file containing chemistry information exists
614    LOGICAL ::  input_pids_uvem    = .FALSE.   !< Flag indicating whether uv-expoure-model input file containing static information exists
615    LOGICAL ::  input_pids_vm      = .FALSE.   !< Flag indicating whether input file for virtual measurements exist
616
617    LOGICAL ::  collective_read = .FALSE.      !< Enable NetCDF collective read
618
619    TYPE(global_atts_type) ::  input_file_atts !< global attributes of input file
620
621    SAVE
622
623    PRIVATE
624
625    INTERFACE netcdf_data_input_check_dynamic
626       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_check_dynamic
627    END INTERFACE netcdf_data_input_check_dynamic
628
629    INTERFACE netcdf_data_input_check_static
630       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_check_static
631    END INTERFACE netcdf_data_input_check_static
632
633    INTERFACE netcdf_data_input_chemistry_data                       
634       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_chemistry_data
635    END INTERFACE netcdf_data_input_chemistry_data
636   
637    INTERFACE get_dimension_length                       
638       MODULE PROCEDURE get_dimension_length
639    END INTERFACE get_dimension_length
640
641    INTERFACE netcdf_data_input_inquire_file
642       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_inquire_file
643    END INTERFACE netcdf_data_input_inquire_file
644
645    INTERFACE netcdf_data_input_init
646       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_init
647    END INTERFACE netcdf_data_input_init
648   
649    INTERFACE netcdf_data_input_att
650       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_int8
651       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_int32
652       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_real
653       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_string
654    END INTERFACE netcdf_data_input_att
655
656    INTERFACE netcdf_data_input_init_3d
657       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_init_3d
658    END INTERFACE netcdf_data_input_init_3d
659   
660    INTERFACE netcdf_data_input_surface_data
661       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_surface_data
662    END INTERFACE netcdf_data_input_surface_data
663
664    INTERFACE netcdf_data_input_var
665       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_var_char
666       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_var_real_1d
667       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_var_real_2d
668    END INTERFACE netcdf_data_input_var
669
670    INTERFACE netcdf_data_input_uvem
671       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_uvem
672    END INTERFACE netcdf_data_input_uvem
673
674    INTERFACE get_variable
675       MODULE PROCEDURE get_variable_1d_char
676       MODULE PROCEDURE get_variable_1d_int
677       MODULE PROCEDURE get_variable_1d_real
678       MODULE PROCEDURE get_variable_2d_int8
679       MODULE PROCEDURE get_variable_2d_int32
680       MODULE PROCEDURE get_variable_2d_real
681       MODULE PROCEDURE get_variable_3d_int8
682       MODULE PROCEDURE get_variable_3d_real
683       MODULE PROCEDURE get_variable_3d_real_dynamic
684       MODULE PROCEDURE get_variable_4d_to_3d_real
685       MODULE PROCEDURE get_variable_4d_real
686       MODULE PROCEDURE get_variable_5d_to_4d_real
687       MODULE PROCEDURE get_variable_5d_real           ! (ecc) temp subroutine 4 reading 5D NC arrays
688       MODULE PROCEDURE get_variable_5d_real_dynamic   ! 2B removed as z is out of emission_values
689       MODULE PROCEDURE get_variable_string
690    END INTERFACE get_variable
691
692    INTERFACE get_variable_pr
693       MODULE PROCEDURE get_variable_pr
694    END INTERFACE get_variable_pr
695
696    INTERFACE get_attribute
697       MODULE PROCEDURE get_attribute_real
698       MODULE PROCEDURE get_attribute_int8
699       MODULE PROCEDURE get_attribute_int32
700       MODULE PROCEDURE get_attribute_string
701    END INTERFACE get_attribute
702
703!
704!-- Public data structures
705    PUBLIC real_1d_3d,                                                         &
706           real_2d
707!
708!-- Public variables
709    PUBLIC albedo_pars_f, albedo_type_f, basal_area_density_f, buildings_f,    &
710           building_id_f, building_pars_f, building_surface_pars_f,            &
711           building_type_f,                                                    &
712           char_fill,                                                          &
713           char_lod,                                                           &
714           chem_emis, chem_emis_att, chem_emis_att_type, chem_emis_val_type,   &
715           coord_ref_sys,                                                      &
716           init_3d, init_model, input_file_atts,                               &
717           input_file_dynamic,                                                 &
718           input_file_static,                                                  &
719           input_pids_static,                                                  &
720           input_pids_dynamic, input_pids_vm, input_file_vm,                   &
721           leaf_area_density_f,                                                &
722           num_var_pids,                                                       &
723           pavement_pars_f, pavement_subsurface_pars_f, pavement_type_f,       &
724           pids_id,                                                            &
725           root_area_density_lad_f, root_area_density_lsm_f, soil_pars_f,      &
726           soil_type_f, street_crossing_f, street_type_f, surface_fraction_f,  &
727           terrain_height_f, vegetation_pars_f, vegetation_type_f,             &
728           vars_pids,                                                          &
729           water_pars_f, water_type_f
730!
731!-- Public uv exposure variables
732    PUBLIC building_obstruction_f, input_file_uvem, input_pids_uvem,           &
733           netcdf_data_input_uvem,                                             &
734           uvem_integration_f, uvem_irradiance_f,                              &
735           uvem_projarea_f, uvem_radiance_f
736
737!
738!-- Public subroutines
739    PUBLIC netcdf_data_input_check_dynamic,                                    &
740           netcdf_data_input_check_static,                                     &
741           netcdf_data_input_chemistry_data,                                   &
742           get_dimension_length,                                               &
743           netcdf_data_input_inquire_file,                                     &
744           netcdf_data_input_init,                                             &
745           netcdf_data_input_init_3d,                                          &
746           netcdf_data_input_att,                                              &
747           netcdf_data_input_surface_data,                                     &
748           netcdf_data_input_topo,                                             &
749           netcdf_data_input_var,                                              &
750           get_attribute,                                                      &
751           get_variable,                                                       &
752           get_variable_pr,                                                    &
753           open_read_file,                                                     &
754           check_existence,                                                    &
755           inquire_num_variables,                                              &
756           inquire_variable_names,                                             &
757           close_input_file
758
759
760 CONTAINS
761
762!------------------------------------------------------------------------------!
763! Description:
764! ------------
765!> Inquires whether NetCDF input files according to Palm-input-data standard
766!> exist. Moreover, basic checks are performed.
767!------------------------------------------------------------------------------!
768    SUBROUTINE netcdf_data_input_inquire_file
769
770       USE control_parameters,                                                 &
771           ONLY:  topo_no_distinct
772
773       IMPLICIT NONE
774
775#if defined ( __netcdf )
776       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_static )   // TRIM( coupling_char ),   &
777                EXIST = input_pids_static  )
778       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_dynamic ) // TRIM( coupling_char ),    &
779                EXIST = input_pids_dynamic )
780       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_chem )    // TRIM( coupling_char ),    &
781                EXIST = input_pids_chem )
782       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_uvem ) // TRIM( coupling_char ),       &
783                EXIST = input_pids_uvem  )
784       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_vm )      // TRIM( coupling_char ),    &
785                EXIST = input_pids_vm )
786#endif
787
788!
789!--    As long as topography can be input via ASCII format, no distinction
790!--    between building and terrain can be made. This case, classify all
791!--    surfaces as default type. Same in case land-surface and urban-surface
792!--    model are not applied.
793       IF ( .NOT. input_pids_static )  THEN
794          topo_no_distinct = .TRUE.
795       ENDIF
796
797    END SUBROUTINE netcdf_data_input_inquire_file
798
799!------------------------------------------------------------------------------!
800! Description:
801! ------------
802!> Reads global attributes and coordinate reference system required for
803!> initialization of the model.
804!------------------------------------------------------------------------------!
805    SUBROUTINE netcdf_data_input_init
806
807       IMPLICIT NONE
808
809       INTEGER(iwp) ::  id_mod     !< NetCDF id of input file
810       INTEGER(iwp) ::  var_id_crs !< NetCDF id of variable crs
811
812       IF ( .NOT. input_pids_static )  RETURN
813
814#if defined ( __netcdf )
815!
816!--    Open file in read-only mode
817       CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                       &
818                            TRIM( coupling_char ), id_mod )
819!
820!--    Read global attributes
821       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_lat_char,            &
822                           input_file_atts%origin_lat, .TRUE. )
823
824       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_lon_char,            &
825                           input_file_atts%origin_lon, .TRUE. )
826
827       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_time_char,           &
828                           input_file_atts%origin_time, .TRUE. )
829
830       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_x_char,              &
831                           input_file_atts%origin_x, .TRUE. )
832
833       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_y_char,              &
834                           input_file_atts%origin_y, .TRUE. )
835
836       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_z_char,              &
837                           input_file_atts%origin_z, .TRUE. )
838
839       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%rotation_angle_char,        &
840                           input_file_atts%rotation_angle, .TRUE. )
841
842       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%author_char,                &
843                           input_file_atts%author, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
844       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%contact_person_char,        &
845                           input_file_atts%contact_person, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
846       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%institution_char,           &
847                           input_file_atts%institution,    .TRUE., no_abort=.FALSE. )
848       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%acronym_char,               &
849                           input_file_atts%acronym,        .TRUE., no_abort=.FALSE. )
850
851       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%campaign_char,              &
852                           input_file_atts%campaign, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
853       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%location_char,              &
854                           input_file_atts%location, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
855       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%site_char,                  &
856                           input_file_atts%site,     .TRUE., no_abort=.FALSE. )
857
858       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%source_char,                &
859                           input_file_atts%source,     .TRUE., no_abort=.FALSE. )
860       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%references_char,            &
861                           input_file_atts%references, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
862       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%keywords_char,              &
863                           input_file_atts%keywords,   .TRUE., no_abort=.FALSE. )
864       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%licence_char,               &
865                           input_file_atts%licence,    .TRUE., no_abort=.FALSE. )
866       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%comment_char,               &
867                           input_file_atts%comment,    .TRUE., no_abort=.FALSE. )
868!
869!--    Read coordinate reference system if available
870       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id_mod, 'crs', var_id_crs )
871       IF ( nc_stat == NF90_NOERR )  THEN
872          CALL get_attribute( id_mod, 'epsg_code',                             &
873                              coord_ref_sys%epsg_code,                         &
874                              .FALSE., 'crs' )
875          CALL get_attribute( id_mod, 'false_easting',                         &
876                              coord_ref_sys%false_easting,                     &
877                              .FALSE., 'crs' )
878          CALL get_attribute( id_mod, 'false_northing',                        &
879                              coord_ref_sys%false_northing,                    &
880                              .FALSE., 'crs' )
881          CALL get_attribute( id_mod, 'grid_mapping_name',                     &
882                              coord_ref_sys%grid_mapping_name,                 &
883                              .FALSE., 'crs' )
884          CALL get_attribute( id_mod, 'inverse_flattening',                    &
885                              coord_ref_sys%inverse_flattening,                &
886                              .FALSE., 'crs' )
887          CALL get_attribute( id_mod, 'latitude_of_projection_origin',         &
888                              coord_ref_sys%latitude_of_projection_origin,     &
889                              .FALSE., 'crs' )
890          CALL get_attribute( id_mod, 'long_name',                             &
891                              coord_ref_sys%long_name,                         &
892                              .FALSE., 'crs' )
893          CALL get_attribute( id_mod, 'longitude_of_central_meridian',         &
894                              coord_ref_sys%longitude_of_central_meridian,     &
895                              .FALSE., 'crs' )
896          CALL get_attribute( id_mod, 'longitude_of_prime_meridian',           &
897                              coord_ref_sys%longitude_of_prime_meridian,       &
898                              .FALSE., 'crs' )
899          CALL get_attribute( id_mod, 'scale_factor_at_central_meridian',      &
900                              coord_ref_sys%scale_factor_at_central_meridian,  &
901                              .FALSE., 'crs' )
902          CALL get_attribute( id_mod, 'semi_major_axis',                       &
903                              coord_ref_sys%semi_major_axis,                   &
904                              .FALSE., 'crs' )
905          CALL get_attribute( id_mod, 'units',                                 &
906                              coord_ref_sys%units,                             &
907                              .FALSE., 'crs' )
908       ELSE
909!
910!--       Calculate central meridian from origin_lon
911          coord_ref_sys%longitude_of_central_meridian = &
912             CEILING( input_file_atts%origin_lon / 6.0_wp ) * 6.0_wp - 3.0_wp
913       ENDIF
914!
915!--    Finally, close input file
916       CALL close_input_file( id_mod )
917#endif
918!
919!--    Copy latitude, longitude, origin_z, rotation angle on init type
920       init_model%latitude        = input_file_atts%origin_lat
921       init_model%longitude       = input_file_atts%origin_lon
922       init_model%origin_time     = input_file_atts%origin_time 
923       init_model%origin_x        = input_file_atts%origin_x
924       init_model%origin_y        = input_file_atts%origin_y
925       init_model%origin_z        = input_file_atts%origin_z 
926       init_model%rotation_angle  = input_file_atts%rotation_angle 
927           
928!
929!--    In case of nested runs, each model domain might have different longitude
930!--    and latitude, which would result in different Coriolis parameters and
931!--    sun-zenith angles. To avoid this, longitude and latitude in each model
932!--    domain will be set to the values of the root model. Please note, this
933!--    synchronization is required already here.
934#if defined( __parallel )
935       CALL MPI_BCAST( init_model%latitude,  1, MPI_REAL, 0,                   &
936                       MPI_COMM_WORLD, ierr )
937       CALL MPI_BCAST( init_model%longitude, 1, MPI_REAL, 0,                   &
938                       MPI_COMM_WORLD, ierr )
939#endif
940
941    END SUBROUTINE netcdf_data_input_init
942   
943!------------------------------------------------------------------------------!
944! Description:
945! ------------
946!> Read an array of characters.
947!------------------------------------------------------------------------------!
948    SUBROUTINE netcdf_data_input_var_char( val, search_string, id_mod )
949
950       IMPLICIT NONE
951
952       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string     !< name of the variable
953       CHARACTER(LEN=*), DIMENSION(:) ::  val !< variable which should be read
954       
955       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
956
957#if defined ( __netcdf )
958!
959!--    Read variable
960       CALL get_variable( id_mod, search_string, val )
961#endif           
962
963    END SUBROUTINE netcdf_data_input_var_char
964   
965!------------------------------------------------------------------------------!
966! Description:
967! ------------
968!> Read an 1D array of REAL values.
969!------------------------------------------------------------------------------!
970    SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_1d( val, search_string, id_mod )
971
972       IMPLICIT NONE
973
974       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string     !< name of the variable     
975       
976       INTEGER(iwp) ::  id_mod        !< NetCDF id of input file
977       
978       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  val !< variable which should be read
979
980#if defined ( __netcdf )
981!
982!--    Read variable
983       CALL get_variable( id_mod, search_string, val )
984#endif           
985
986    END SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_1d
987   
988!------------------------------------------------------------------------------!
989! Description:
990! ------------
991!> Read an 1D array of REAL values.
992!------------------------------------------------------------------------------!
993    SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_2d( val, search_string,              &
994                                              id_mod, d1s, d1e, d2s, d2e )
995
996       IMPLICIT NONE
997
998       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string     !< name of the variable     
999       
1000       INTEGER(iwp) ::  id_mod  !< NetCDF id of input file
1001       INTEGER(iwp) ::  d1e     !< end index of first dimension to be read
1002       INTEGER(iwp) ::  d2e     !< end index of second dimension to be read
1003       INTEGER(iwp) ::  d1s     !< start index of first dimension to be read
1004       INTEGER(iwp) ::  d2s     !< start index of second dimension to be read
1005       
1006       REAL(wp), DIMENSION(:,:) ::  val !< variable which should be read
1007
1008#if defined ( __netcdf )
1009!
1010!--    Read character variable
1011       CALL get_variable( id_mod, search_string, val, d1s, d1e, d2s, d2e )
1012#endif           
1013
1014    END SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_2d
1015   
1016!------------------------------------------------------------------------------!
1017! Description:
1018! ------------
1019!> Read a global string attribute
1020!------------------------------------------------------------------------------!
1021    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_string( val, search_string, id_mod,       &
1022                                             input_file, global, openclose,    &
1023                                             variable_name )
1024
1025       IMPLICIT NONE
1026
1027       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1028       CHARACTER(LEN=*) ::  val           !< attribute
1029       
1030       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1031       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1032       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed 
1033       
1034       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1035       
1036       LOGICAL ::  global                 !< flag indicating a global or a variable's attribute
1037
1038#if defined ( __netcdf )
1039!
1040!--    Open file in read-only mode if necessary
1041       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1042          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1043                                  id_mod )
1044       ENDIF
1045!
1046!--    Read global attribute
1047       IF ( global )  THEN
1048          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1049!
1050!--    Read variable attribute
1051       ELSE
1052          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1053       ENDIF
1054!
1055!--    Close input file
1056       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1057#endif           
1058
1059    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_string
1060   
1061!------------------------------------------------------------------------------!
1062! Description:
1063! ------------
1064!> Read a global 8-bit integer attribute
1065!------------------------------------------------------------------------------!
1066    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int8( val, search_string, id_mod,         &
1067                                           input_file, global, openclose,      &
1068                                           variable_name )
1069
1070       IMPLICIT NONE
1071
1072       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1073       
1074       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1075       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1076       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1077       
1078       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1079       INTEGER(KIND=1) ::  val      !< value of the attribute
1080       
1081       LOGICAL ::  global        !< flag indicating a global or a variable's attribute
1082
1083#if defined ( __netcdf )
1084!
1085!--    Open file in read-only mode
1086       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1087          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1088                                  id_mod )
1089       ENDIF
1090!
1091!--    Read global attribute
1092       IF ( global )  THEN
1093          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1094!
1095!--    Read variable attribute
1096       ELSE
1097          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1098       ENDIF
1099!
1100!--    Finally, close input file
1101       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1102#endif           
1103
1104    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int8
1105   
1106!------------------------------------------------------------------------------!
1107! Description:
1108! ------------
1109!> Read a global 32-bit integer attribute
1110!------------------------------------------------------------------------------!
1111    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int32( val, search_string, id_mod,        &
1112                                            input_file, global, openclose,     &
1113                                            variable_name )
1114
1115       IMPLICIT NONE
1116
1117       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1118       
1119       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1120       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1121       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1122       
1123       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1124       INTEGER(iwp) ::  val      !< value of the attribute
1125       
1126       LOGICAL ::  global        !< flag indicating a global or a variable's attribute
1127
1128#if defined ( __netcdf )
1129!
1130!--    Open file in read-only mode
1131       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1132          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1133                                  id_mod )
1134       ENDIF
1135!
1136!--    Read global attribute
1137       IF ( global )  THEN
1138          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1139!
1140!--    Read variable attribute
1141       ELSE
1142          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1143       ENDIF
1144!
1145!--    Finally, close input file
1146       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1147#endif           
1148
1149    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int32
1150   
1151!------------------------------------------------------------------------------!
1152! Description:
1153! ------------
1154!> Read a global real attribute
1155!------------------------------------------------------------------------------!
1156    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_real( val, search_string, id_mod,         &
1157                                           input_file, global, openclose,      &
1158                                           variable_name )
1159
1160       IMPLICIT NONE
1161
1162       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1163       
1164       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1165       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1166       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1167       
1168       INTEGER(iwp) ::  id_mod            !< NetCDF id of input file
1169       
1170       LOGICAL ::  global                 !< flag indicating a global or a variable's attribute
1171       
1172       REAL(wp) ::  val                   !< value of the attribute
1173
1174#if defined ( __netcdf )
1175!
1176!--    Open file in read-only mode
1177       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1178          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1179                                  id_mod )
1180       ENDIF
1181!
1182!--    Read global attribute
1183       IF ( global )  THEN
1184          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1185!
1186!--    Read variable attribute
1187       ELSE
1188          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1189       ENDIF
1190!
1191!--    Finally, close input file
1192       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1193#endif           
1194
1195    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_real
1196
1197!------------------------------------------------------------------------------!
1198! Description:
1199! ------------
1200!> Reads Chemistry NETCDF Input data, such as emission values, emission species, etc.
1201!------------------------------------------------------------------------------!
1202
1203    SUBROUTINE netcdf_data_input_chemistry_data(emt_att,emt)
1204
1205       USE chem_modules,                                       &
1206           ONLY:  emiss_lod, time_fac_type, surface_csflux_name
1207
1208       USE control_parameters,                                 &
1209           ONLY:  message_string
1210
1211       USE indices,                                            &
1212           ONLY:  nxl, nxr, nys, nyn
1213
1214       IMPLICIT NONE
1215
1216       TYPE(chem_emis_att_type), INTENT(INOUT)                             ::  emt_att
1217       TYPE(chem_emis_val_type), ALLOCATABLE, DIMENSION(:), INTENT(INOUT)  ::  emt
1218   
1219       INTEGER(iwp)  ::  i, j, k      !< generic counters
1220       INTEGER(iwp)  ::  ispec        !< index for number of emission species in input
1221       INTEGER(iwp)  ::  len_dims     !< Length of dimension
1222       INTEGER(iwp)  ::  num_vars     !< number of variables in netcdf input file
1223
1224!
1225!-- dum_var_4d are designed to read in emission_values from the chemistry netCDF file.
1226!-- Currently the vestigial "z" dimension in emission_values makes it a 5D array,
1227!-- hence the corresponding dum_var_5d array.  When the "z" dimension is removed
1228!-- completely, dum_var_4d will be used instead
1229!-- (ecc 20190425)
1230
1231!       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:)    ::  dum_var_4d  !< temp array 4 4D chem emission data
1232       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:,:)  ::  dum_var_5d  !< temp array 4 5D chem emission data
1233
1234!
1235!-- Start processing data
1236!
1237!-- Emission LOD 0 (Parameterized mode)
1238
1239        IF  ( emiss_lod == 0 )  THEN
1240
1241! for reference (ecc)
1242!       IF (TRIM(mode_emis) == "PARAMETERIZED" .OR. TRIM(mode_emis) == "parameterized") THEN
1243
1244           ispec=1
1245           emt_att%n_emiss_species = 0
1246
1247!
1248!-- number of species
1249
1250           DO  WHILE (TRIM( surface_csflux_name( ispec ) ) /= 'novalue' )
1251
1252             emt_att%n_emiss_species = emt_att%n_emiss_species + 1
1253             ispec=ispec+1
1254!
1255!-- followling line retained for compatibility with salsa_mod
1256!-- which still uses emt_att%nspec heavily (ecc)
1257
1258             emt_att%nspec = emt_att%nspec + 1
1259
1260           ENDDO
1261
1262!
1263!-- allocate emission values data type arrays
1264
1265          ALLOCATE ( emt(emt_att%n_emiss_species) )
1266
1267!
1268!-- Read EMISSION SPECIES NAMES
1269
1270!
1271!-- allocate space for strings
1272
1273          ALLOCATE (emt_att%species_name(emt_att%n_emiss_species) )
1274 
1275         DO ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1276            emt_att%species_name(ispec) = TRIM(surface_csflux_name(ispec))
1277         ENDDO
1278
1279!
1280!-- LOD 1 (default mode) and LOD 2 (pre-processed mode)
1281
1282       ELSE
1283
1284#if defined ( __netcdf )
1285
1286          IF ( .NOT. input_pids_chem )  RETURN
1287
1288!
1289!-- first we allocate memory space for the emission species and then
1290!-- we differentiate between LOD 1 (default mode) and LOD 2 (pre-processed mode)
1291
1292!
1293!-- open emission data file ( {palmcase}_chemistry )
1294
1295          CALL open_read_file ( TRIM(input_file_chem) // TRIM(coupling_char), id_emis )
1296
1297!
1298!-- inquire number of variables
1299
1300          CALL inquire_num_variables ( id_emis, num_vars )
1301
1302!
1303!-- Get General Dimension Lengths: only # species and # categories.
1304!-- Tther dimensions depend on the emission mode or specific components
1305
1306          CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%n_emiss_species, 'nspecies' )
1307
1308!
1309!-- backward compatibility for salsa_mod (ecc)
1310
1311          emt_att%nspec = emt_att%n_emiss_species
1312
1313!
1314!-- Allocate emission values data type arrays
1315
1316          ALLOCATE ( emt(emt_att%n_emiss_species) )
1317
1318!
1319!-- READING IN SPECIES NAMES
1320
1321!
1322!-- Allocate memory for species names
1323
1324          ALLOCATE ( emt_att%species_name(emt_att%n_emiss_species) )
1325
1326!
1327!-- Retrieve variable name (again, should use n_emiss_strlen)
1328
1329          CALL get_variable( id_emis, 'emission_name',    &
1330                             string_values, emt_att%n_emiss_species )
1331          emt_att%species_name=string_values
1332
1333!
1334!-- dealocate string_values previously allocated in get_variable call
1335
1336          IF  ( ALLOCATED(string_values) )  DEALLOCATE (string_values)
1337
1338!
1339!-- READING IN SPECIES INDICES
1340
1341!
1342!-- Allocate memory for species indices
1343
1344          ALLOCATE ( emt_att%species_index(emt_att%n_emiss_species) )
1345
1346!
1347!-- Retrieve variable data
1348
1349          CALL get_variable( id_emis, 'emission_index', emt_att%species_index )
1350!
1351!-- Now the routine has to distinguish between chemistry emission
1352!-- LOD 1 (DEFAULT mode) and LOD 2 (PRE-PROCESSED mode)
1353
1354!
1355!-- START OF EMISSION LOD 1 (DEFAULT MODE)
1356
1357
1358          IF  ( emiss_lod == 1 )  THEN
1359
1360! for reference (ecc)
1361!          IF (TRIM(mode_emis) == "DEFAULT" .OR. TRIM(mode_emis) == "default") THEN
1362
1363!
1364!-- get number of emission categories
1365
1366             CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%ncat, 'ncat' )
1367
1368!-- READING IN EMISSION CATEGORIES INDICES
1369
1370             ALLOCATE ( emt_att%cat_index(emt_att%ncat) )
1371
1372!
1373!-- Retrieve variable data
1374
1375             CALL get_variable( id_emis, 'emission_cat_index', emt_att%cat_index )
1376
1377
1378!
1379!-- Loop through individual species to get basic information on
1380!-- VOC/PM/NOX/SOX
1381
1382!------------------------------------------------------------------------------
1383!-- NOTE - CHECK ARRAY INDICES FOR READING IN NAMES AND SPECIES
1384!--        IN LOD1 (DEFAULT MODE) FOR THE VARIOUS MODE SPLITS
1385!--        AS ALL ID_EMIS CONDITIONALS HAVE BEEN REMOVED FROM GET_VAR
1386!--        FUNCTIONS.  IN THEORY THIS WOULD MEAN ALL ARRAYS SHOULD BE
1387!--        READ FROM 0 to N-1 (C CONVENTION) AS OPPOSED TO 1 to N
1388!--        (FORTRAN CONVENTION).  KEEP THIS IN MIND !!
1389!--        (ecc 20190424)
1390!------------------------------------------------------------------------------
1391 
1392             DO  ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1393
1394!
1395!-- VOC DATA (name and composition)
1396
1397                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "VOC" .OR.                  &
1398                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "voc" )  THEN
1399
1400!
1401!-- VOC name
1402                   CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%nvoc, 'nvoc' )
1403                   ALLOCATE ( emt_att%voc_name(emt_att%nvoc) )
1404                   CALL get_variable ( id_emis,"emission_voc_name",  &
1405                                       string_values, emt_att%nvoc )
1406                   emt_att%voc_name = string_values
1407                   IF  ( ALLOCATED(string_values) )  DEALLOCATE (string_values)
1408
1409!
1410!-- VOC composition
1411
1412                   ALLOCATE ( emt_att%voc_comp(emt_att%ncat,emt_att%nvoc) )
1413                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_voc", emt_att%voc_comp,     &
1414                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nvoc )
1415
1416                ENDIF  ! VOC
1417
1418!
1419!-- PM DATA (name and composition)
1420
1421                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "PM" .OR.                   &
1422                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "pm")  THEN
1423
1424!
1425!-- PM name
1426
1427                   CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%npm, 'npm' )
1428                   ALLOCATE ( emt_att%pm_name(emt_att%npm) )
1429                   CALL get_variable ( id_emis, "pm_name", string_values, emt_att%npm )
1430                   emt_att%pm_name = string_values
1431                   IF  ( ALLOCATED(string_values) )  DEALLOCATE (string_values)     
1432
1433!
1434!-- PM composition (PM1, PM2.5 and PM10)
1435
1436                   len_dims = 3  ! PM1, PM2.5, PM10
1437                   ALLOCATE(emt_att%pm_comp(emt_att%ncat,emt_att%npm,len_dims))
1438                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_pm", emt_att%pm_comp,       &
1439                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%npm, 1, len_dims )
1440
1441                ENDIF  ! PM
1442
1443!
1444!-- NOX (NO and NO2)
1445
1446                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "NOX" .OR.                  &
1447                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "nox" )  THEN
1448
1449                   ALLOCATE ( emt_att%nox_comp(emt_att%ncat,emt_att%nnox) )
1450                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_nox", emt_att%nox_comp,     &
1451                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nnox )
1452
1453                ENDIF  ! NOX
1454
1455!
1456!-- SOX (SO2 and SO4)
1457
1458                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "SOX" .OR.                  &
1459                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "sox" )  THEN
1460
1461                   ALLOCATE ( emt_att%sox_comp(emt_att%ncat,emt_att%nsox) )
1462                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_sox", emt_att%sox_comp,     &
1463                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nsox )
1464
1465                ENDIF  ! SOX
1466
1467             ENDDO  ! do ispec
1468
1469!
1470!-- EMISSION TIME SCALING FACTORS (hourly and MDH data)
1471 
1472!     
1473!-- HOUR   
1474             IF  ( TRIM(time_fac_type) == "HOUR" .OR.                        &
1475                   TRIM(time_fac_type) == "hour" )  THEN
1476
1477                CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%nhoursyear, 'nhoursyear' )
1478                ALLOCATE ( emt_att%hourly_emis_time_factor(emt_att%ncat,emt_att%nhoursyear) )
1479                CALL get_variable ( id_emis, "emission_time_factors",          &
1480                                    emt_att%hourly_emis_time_factor,           &
1481                                    1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nhoursyear )
1482
1483!
1484!-- MDH
1485
1486             ELSE IF  ( TRIM(time_fac_type)  ==  "MDH" .OR.                  &
1487                        TRIM(time_fac_type)  ==  "mdh" )  THEN
1488
1489                CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%nmonthdayhour, 'nmonthdayhour' )
1490                ALLOCATE ( emt_att%mdh_emis_time_factor(emt_att%ncat,emt_att%nmonthdayhour) )
1491                CALL get_variable ( id_emis, "emission_time_factors",          &
1492                                    emt_att%mdh_emis_time_factor,              &
1493                                    1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nmonthdayhour )
1494
1495!
1496!-- ERROR (time factor undefined)
1497
1498             ELSE
1499
1500                message_string = 'We are in the DEFAULT chemistry emissions mode: '  //  &
1501                                 '     !no time-factor type specified!'              //  &
1502                                 'Please specify the value of time_fac_type:'        //  &
1503                                 '         either "MDH" or "HOUR"'                 
1504                CALL message( 'netcdf_data_input_chemistry_data', 'CM0200', 2, 2, 0, 6, 0 ) 
1505 
1506
1507             ENDIF  ! time_fac_type
1508
1509!
1510!-- read in default (LOD1) emissions from chemisty netCDF file per species
1511
1512!
1513!-- NOTE - at the moment the data is read in per species, but in the future it would
1514!--        be much more sensible to read in per species per time step to reduce
1515!--        memory consumption and, to a lesser degree, dimensionality of data exchange
1516!--        (I expect this will be necessary when the problem size is large)
1517
1518             DO ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1519
1520!
1521!-- allocate space for species specific emission values
1522!-- NOTE - this array is extended by 1 cell in each horizontal direction
1523!--        to compensate for an apparent linear offset.  The reason of this
1524!--        offset is not known but it has been determined to take place beyond the
1525!--        scope of this module, and has little to do with index conventions.
1526!--        That is, setting the array horizontal limit from nx0:nx1 to 1:(nx1-nx0+1)
1527!--        or nx0+1:nx1+1 did not result in correct or definite behavior
1528!--        This must be looked at at some point by the Hannover team but for now
1529!--        this workaround is deemed reasonable (ecc 20190417)
1530
1531                IF ( .NOT. ALLOCATED ( emt(ispec)%default_emission_data ) )  THEN
1532                    ALLOCATE ( emt(ispec)%default_emission_data(emt_att%ncat,nys:nyn+1,nxl:nxr+1) )
1533                ENDIF
1534!
1535!-- allocate dummy variable w/ index order identical to that shown in the netCDF header
1536
1537                ALLOCATE ( dum_var_5d(1,nys:nyn,nxl:nxr,1,emt_att%ncat) )
1538!
1539!-- get variable.  be very careful
1540!-- I am using get_variable_5d_real_dynamic (note logical argument at the end)
1541!-- 1) use Fortran index convention (i.e., 1 to N)
1542!-- 2) index order must be in reverse order from above allocation order
1543 
1544                CALL get_variable ( id_emis, "emission_values", dum_var_5d, &
1545                                    1,            ispec, nxl+1,     nys+1,     1,                    &
1546                                    emt_att%ncat, 1,     nxr-nxl+1, nyn-nys+1, emt_att%dt_emission,  &
1547                                    .FALSE. )
1548!
1549!-- assign temp array to data structure then deallocate temp array
1550!-- NOTE - indices are shifted from nx0:nx1 to nx0+1:nx1+1 to offset
1551!--        the emission data array to counter said domain offset
1552!--        (ecc 20190417)
1553
1554                DO k = 1, emt_att%ncat
1555                   DO j = nys+1, nyn+1
1556                      DO i = nxl+1, nxr+1
1557                         emt(ispec)%default_emission_data(k,j,i) = dum_var_5d(1,j-1,i-1,1,k)
1558                      ENDDO
1559                   ENDDO
1560                ENDDO
1561
1562                DEALLOCATE ( dum_var_5d )
1563
1564             ENDDO  ! ispec
1565!
1566!-- UNITS
1567
1568             CALL get_attribute(id_emis,"units",emt_att%units,.FALSE.,"emission_values")
1569
1570!
1571!-- END DEFAULT MODE
1572
1573
1574!
1575!-- START LOD 2 (PRE-PROCESSED MODE)
1576
1577          ELSE IF  ( emiss_lod == 2 )  THEN
1578
1579! for reference (ecc)
1580!          ELSE IF (TRIM(mode_emis) == "PRE-PROCESSED" .OR. TRIM(mode_emis) == "pre-processed") THEN
1581
1582!
1583!-- For LOD 2 only VOC and emission data need be read
1584
1585!------------------------------------------------------------------------------
1586!-- NOTE - CHECK ARRAY INDICES FOR READING IN NAMES AND SPECIES
1587!--        IN LOD2 (PRE-PROCESSED MODE) FOR THE VARIOUS MODE SPLITS
1588!--        AS ALL ID_EMIS CONDITIONALS HAVE BEEN REMOVED FROM GET_VAR
1589!--        FUNCTIONS.  IN THEORY THIS WOULD MEAN ALL ARRAYS SHOULD BE
1590!--        READ FROM 0 to N-1 (C CONVENTION) AS OPPOSED TO 1 to N
1591!--        (FORTRAN CONVENTION).  KEEP THIS IN MIND !!
1592!--        (ecc 20190424)
1593!------------------------------------------------------------------------------
1594
1595             DO ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1596
1597!
1598!-- VOC DATA (name and composition)
1599
1600                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "VOC" .OR.                  &
1601                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "voc" )  THEN
1602
1603!
1604!-- VOC name
1605                   CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%nvoc, 'nvoc' )
1606                   ALLOCATE ( emt_att%voc_name(emt_att%nvoc) )
1607                   CALL get_variable ( id_emis, "emission_voc_name",                     &
1608                                       string_values, emt_att%nvoc)
1609                   emt_att%voc_name = string_values
1610                   IF  ( ALLOCATED(string_values) )  DEALLOCATE (string_values)
1611
1612!
1613!-- VOC composition
1614 
1615                   ALLOCATE ( emt_att%voc_comp(emt_att%ncat,emt_att%nvoc) )
1616                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_voc", emt_att%voc_comp,     &
1617                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nvoc )
1618                ENDIF  ! VOC
1619 
1620             ENDDO  ! ispec
1621
1622!
1623!-- EMISSION DATA
1624
1625             CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%dt_emission, 'time' )   
1626 
1627!
1628!-- read in pre-processed (LOD2) emissions from chemisty netCDF file per species
1629
1630!
1631!-- NOTE - at the moment the data is read in per species, but in the future it would
1632!--        be much more sensible to read in per species per time step to reduce
1633!--        memory consumption and, to a lesser degree, dimensionality of data exchange
1634!--        (I expect this will be necessary when the problem size is large)
1635
1636             DO ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1637
1638!
1639!-- allocate space for species specific emission values
1640!-- NOTE - this array is extended by 1 cell in each horizontal direction
1641!--        to compensate for an apparent linear offset.  The reason of this
1642!--        offset is not known but it has been determined to take place beyond the
1643!--        scope of this module, and has little to do with index conventions.
1644!--        That is, setting the array horizontal limit from nx0:nx1 to 1:(nx1-nx0+1)
1645!--        or nx0+1:nx1+1 did not result in correct or definite behavior
1646!--        This must be looked at at some point by the Hannover team but for now
1647!--        this workaround is deemed reasonable (ecc 20190417)
1648
1649                IF ( .NOT. ALLOCATED( emt(ispec)%preproc_emission_data ) )  THEN
1650                   ALLOCATE( emt(ispec)%preproc_emission_data(                           &
1651                             emt_att%dt_emission, 1, nys:nyn+1, nxl:nxr+1) )
1652                ENDIF
1653!
1654!-- allocate dummy variable w/ index order identical to that shown in the netCDF header
1655
1656                ALLOCATE ( dum_var_5d(emt_att%dt_emission,1,nys:nyn,nxl:nxr,1) )
1657!
1658!-- get variable.  be very careful
1659!-- I am using get_variable_5d_real_dynamic (note logical argument at the end)
1660!-- 1) use Fortran index convention (i.e., 1 to N)
1661!-- 2) index order must be in reverse order from above allocation order
1662
1663                CALL get_variable ( id_emis, "emission_values", dum_var_5d, &
1664                                    ispec, nxl+1,     nys+1,     1, 1,                   &
1665                                    1,     nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 1, emt_att%dt_emission, &
1666                                    .FALSE. )
1667!
1668!-- assign temp array to data structure then deallocate temp array
1669!-- NOTE - indices are shifted from nx0:nx1 to nx0+1:nx1+1 to offset
1670!--        the emission data array to counter said unkonwn offset
1671!--        (ecc 20190417)
1672
1673                DO k = 1, emt_att%dt_emission
1674                   DO j = nys+1, nyn+1
1675                      DO i = nxl+1, nxr+1
1676                         emt(ispec)%preproc_emission_data(k,1,j,i) = dum_var_5d(k,1,j-1,i-1,1)
1677                      ENDDO
1678                   ENDDO
1679                ENDDO
1680
1681                DEALLOCATE ( dum_var_5d )
1682
1683             ENDDO  ! ispec
1684!
1685!-- UNITS
1686
1687             CALL get_attribute ( id_emis, "units", emt_att%units, .FALSE. , "emission_values" )
1688       
1689          ENDIF  ! LOD1 & LOD2 (default and pre-processed mode)
1690
1691          CALL close_input_file (id_emis)
1692
1693#endif
1694
1695       ENDIF ! LOD0 (parameterized mode)
1696
1697    END SUBROUTINE netcdf_data_input_chemistry_data
1698
1699
1700!------------------------------------------------------------------------------!
1701! Description:
1702! ------------
1703!> Reads surface classification data, such as vegetation and soil type, etc. .
1704!------------------------------------------------------------------------------!
1705    SUBROUTINE netcdf_data_input_surface_data
1706
1707       USE control_parameters,                                                 &
1708           ONLY:  land_surface, plant_canopy, urban_surface
1709
1710       USE indices,                                                            &
1711           ONLY:  nbgp, nxl, nxr, nyn, nys
1712
1713
1714       IMPLICIT NONE
1715
1716       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names  !< variable names in static input file
1717
1718       INTEGER(iwp) ::  id_surf   !< NetCDF id of input file
1719       INTEGER(iwp) ::  k         !< running index along z-direction
1720       INTEGER(iwp) ::  k2        !< running index
1721       INTEGER(iwp) ::  num_vars  !< number of variables in input file
1722       INTEGER(iwp) ::  nz_soil   !< number of soil layers in file
1723
1724!
1725!--    If not static input file is available, skip this routine
1726       IF ( .NOT. input_pids_static )  RETURN
1727!
1728!--    Measure CPU time
1729       CALL cpu_log( log_point_s(82), 'NetCDF input', 'start' )
1730!
1731!--    Read plant canopy variables.
1732       IF ( plant_canopy )  THEN
1733#if defined ( __netcdf )
1734!
1735!--       Open file in read-only mode
1736          CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                    &
1737                               TRIM( coupling_char ) , id_surf )
1738!
1739!--       At first, inquire all variable names.
1740!--       This will be used to check whether an optional input variable
1741!--       exist or not.
1742          CALL inquire_num_variables( id_surf, num_vars )
1743
1744          ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
1745          CALL inquire_variable_names( id_surf, var_names )
1746
1747!
1748!--       Read leaf area density - resolved vegetation
1749          IF ( check_existence( var_names, 'lad' ) )  THEN
1750             leaf_area_density_f%from_file = .TRUE.
1751             CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
1752                                 leaf_area_density_f%fill,                     &
1753                                 .FALSE., 'lad' )
1754!
1755!--          Inquire number of vertical vegetation layer
1756             CALL get_dimension_length( id_surf,                               &
1757                                        leaf_area_density_f%nz,                &
1758                                        'zlad' )
1759!
1760!--          Allocate variable for leaf-area density
1761             ALLOCATE( leaf_area_density_f%var( 0:leaf_area_density_f%nz-1,    &
1762                                                nys:nyn,nxl:nxr) )
1763
1764             CALL get_variable( id_surf, 'lad', leaf_area_density_f%var,       &
1765                                nxl, nxr, nys, nyn,                            &
1766                                0, leaf_area_density_f%nz-1 )
1767
1768          ELSE
1769             leaf_area_density_f%from_file = .FALSE.
1770          ENDIF
1771
1772!
1773!--       Read basal area density - resolved vegetation
1774          IF ( check_existence( var_names, 'bad' ) )  THEN
1775             basal_area_density_f%from_file = .TRUE.
1776             CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
1777                                 basal_area_density_f%fill,                    &
1778                                 .FALSE., 'bad' )
1779!
1780!--          Inquire number of vertical vegetation layer
1781             CALL get_dimension_length( id_surf,                               &
1782                                        basal_area_density_f%nz,               & 
1783                                        'zlad' )
1784!
1785!--          Allocate variable
1786             ALLOCATE( basal_area_density_f%var(0:basal_area_density_f%nz-1,   &
1787                                                nys:nyn,nxl:nxr) )
1788
1789             CALL get_variable( id_surf, 'bad', basal_area_density_f%var,      &
1790                                nxl, nxr, nys, nyn,                            &
1791                                0,  basal_area_density_f%nz-1 )
1792          ELSE
1793             basal_area_density_f%from_file = .FALSE.
1794          ENDIF
1795
1796!
1797!--       Read root area density - resolved vegetation
1798          IF ( check_existence( var_names, 'root_area_dens_r' ) )  THEN
1799             root_area_density_lad_f%from_file = .TRUE.
1800             CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
1801                                 root_area_density_lad_f%fill,                 &
1802                                 .FALSE., 'root_area_dens_r' )
1803!
1804!--          Inquire number of vertical soil layers
1805             CALL get_dimension_length( id_surf,             &
1806                                                   root_area_density_lad_f%nz, &
1807                                                  'zsoil' )
1808!
1809!--          Allocate variable
1810             ALLOCATE( root_area_density_lad_f%var                             &
1811                                         (0:root_area_density_lad_f%nz-1,      &
1812                                          nys:nyn,nxl:nxr) )
1813
1814             CALL get_variable( id_surf, 'root_area_dens_r',                   &
1815                                root_area_density_lad_f%var,                   &
1816                                nxl, nxr, nys, nyn,                            &
1817                                0,  root_area_density_lad_f%nz-1 )
1818          ELSE
1819             root_area_density_lad_f%from_file = .FALSE.
1820          ENDIF
1821!
1822!--       Finally, close input file
1823          CALL close_input_file( id_surf )
1824#endif
1825       ENDIF
1826!
1827!--    Deallocate variable list. Will be re-allocated in case further
1828!--    variables are read from file.
1829       IF ( ALLOCATED( var_names ) )  DEALLOCATE( var_names )
1830!
1831!--    Skip the following if no land-surface or urban-surface module are
1832!--    applied. This case, no one of the following variables is used anyway.
1833       IF (  .NOT. land_surface  .AND.  .NOT. urban_surface )  RETURN
1834
1835#if defined ( __netcdf )
1836!
1837!--    Open file in read-only mode
1838       CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                       &
1839                            TRIM( coupling_char ) , id_surf )
1840!
1841!--    Inquire all variable names.
1842!--    This will be used to check whether an optional input variable exist
1843!--    or not.
1844       CALL inquire_num_variables( id_surf, num_vars )
1845
1846       ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
1847       CALL inquire_variable_names( id_surf, var_names )
1848!
1849!--    Read vegetation type and required attributes
1850       IF ( check_existence( var_names, 'vegetation_type' ) )  THEN
1851          vegetation_type_f%from_file = .TRUE.
1852          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1853                              vegetation_type_f%fill,                          &
1854                              .FALSE., 'vegetation_type' )
1855
1856          ALLOCATE ( vegetation_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1857
1858          CALL get_variable( id_surf, 'vegetation_type',                       &
1859                             vegetation_type_f%var, nxl, nxr, nys, nyn )
1860       ELSE
1861          vegetation_type_f%from_file = .FALSE.
1862       ENDIF
1863
1864!
1865!--    Read soil type and required attributes
1866       IF ( check_existence( var_names, 'soil_type' ) )  THEN
1867             soil_type_f%from_file = .TRUE.
1868!
1869!--       Note, lod is currently not on file; skip for the moment
1870!           CALL get_attribute( id_surf, char_lod,                       &
1871!                                      soil_type_f%lod,                  &
1872!                                      .FALSE., 'soil_type' )
1873          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1874                              soil_type_f%fill,                                &
1875                              .FALSE., 'soil_type' )
1876
1877          IF ( soil_type_f%lod == 1 )  THEN
1878
1879             ALLOCATE ( soil_type_f%var_2d(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1880
1881             CALL get_variable( id_surf, 'soil_type', soil_type_f%var_2d,      &
1882                                nxl, nxr, nys, nyn )
1883
1884          ELSEIF ( soil_type_f%lod == 2 )  THEN
1885!
1886!--          Obtain number of soil layers from file.
1887             CALL get_dimension_length( id_surf, nz_soil, 'zsoil' )
1888
1889             ALLOCATE ( soil_type_f%var_3d(0:nz_soil,nys:nyn,nxl:nxr) )
1890
1891             CALL get_variable( id_surf, 'soil_type', soil_type_f%var_3d,      &
1892                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, nz_soil )
1893 
1894          ENDIF
1895       ELSE
1896          soil_type_f%from_file = .FALSE.
1897       ENDIF
1898
1899!
1900!--    Read pavement type and required attributes
1901       IF ( check_existence( var_names, 'pavement_type' ) )  THEN
1902          pavement_type_f%from_file = .TRUE.
1903          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1904                              pavement_type_f%fill, .FALSE.,                   &
1905                              'pavement_type' )
1906
1907          ALLOCATE ( pavement_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1908
1909          CALL get_variable( id_surf, 'pavement_type', pavement_type_f%var,    &
1910                             nxl, nxr, nys, nyn )
1911       ELSE
1912          pavement_type_f%from_file = .FALSE.
1913       ENDIF
1914
1915!
1916!--    Read water type and required attributes
1917       IF ( check_existence( var_names, 'water_type' ) )  THEN
1918          water_type_f%from_file = .TRUE.
1919          CALL get_attribute( id_surf, char_fill, water_type_f%fill,           &
1920                              .FALSE., 'water_type' )
1921
1922          ALLOCATE ( water_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1923
1924          CALL get_variable( id_surf, 'water_type', water_type_f%var,          &
1925                             nxl, nxr, nys, nyn )
1926
1927       ELSE
1928          water_type_f%from_file = .FALSE.
1929       ENDIF
1930!
1931!--    Read relative surface fractions of vegetation, pavement and water.
1932       IF ( check_existence( var_names, 'surface_fraction' ) )  THEN
1933          surface_fraction_f%from_file = .TRUE.
1934          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1935                              surface_fraction_f%fill,                         &
1936                              .FALSE., 'surface_fraction' )
1937!
1938!--       Inquire number of surface fractions
1939          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
1940                                     surface_fraction_f%nf,                    &
1941                                     'nsurface_fraction' )
1942!
1943!--       Allocate dimension array and input array for surface fractions
1944          ALLOCATE( surface_fraction_f%nfracs(0:surface_fraction_f%nf-1) )
1945          ALLOCATE( surface_fraction_f%frac(0:surface_fraction_f%nf-1,         &
1946                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
1947!
1948!--       Get dimension of surface fractions
1949          CALL get_variable( id_surf, 'nsurface_fraction',                     &
1950                             surface_fraction_f%nfracs )
1951!
1952!--       Read surface fractions
1953          CALL get_variable( id_surf, 'surface_fraction',                      &
1954                             surface_fraction_f%frac, nxl, nxr, nys, nyn,      &
1955                             0, surface_fraction_f%nf-1 )
1956       ELSE
1957          surface_fraction_f%from_file = .FALSE.
1958       ENDIF
1959!
1960!--    Read building parameters and related information
1961       IF ( check_existence( var_names, 'building_pars' ) )  THEN
1962          building_pars_f%from_file = .TRUE.
1963          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1964                              building_pars_f%fill,                            &
1965                              .FALSE., 'building_pars' )
1966!
1967!--       Inquire number of building parameters
1968          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
1969                                      building_pars_f%np,                      &
1970                                      'nbuilding_pars' )
1971!
1972!--       Allocate dimension array and input array for building parameters
1973          ALLOCATE( building_pars_f%pars(0:building_pars_f%np-1) )
1974          ALLOCATE( building_pars_f%pars_xy(0:building_pars_f%np-1,            &
1975                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
1976!
1977!--       Get dimension of building parameters
1978          CALL get_variable( id_surf, 'nbuilding_pars',                        &
1979                             building_pars_f%pars )
1980!
1981!--       Read building_pars
1982          CALL get_variable( id_surf, 'building_pars',                         &
1983                             building_pars_f%pars_xy, nxl, nxr, nys, nyn,      &
1984                             0, building_pars_f%np-1 )
1985       ELSE
1986          building_pars_f%from_file = .FALSE.
1987       ENDIF
1988!
1989!--    Read building surface parameters
1990       IF ( check_existence( var_names, 'building_surface_pars' ) )  THEN
1991          building_surface_pars_f%from_file = .TRUE.
1992          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1993                              building_surface_pars_f%fill,                    &
1994                              .FALSE., 'building_surface_pars' )
1995!
1996!--       Read building_surface_pars
1997          CALL get_variable_surf( id_surf, 'building_surface_pars', &
1998                                  building_surface_pars_f )
1999       ELSE
2000          building_surface_pars_f%from_file = .FALSE.
2001       ENDIF
2002
2003!
2004!--    Read albedo type and required attributes
2005       IF ( check_existence( var_names, 'albedo_type' ) )  THEN
2006          albedo_type_f%from_file = .TRUE.
2007          CALL get_attribute( id_surf, char_fill, albedo_type_f%fill,          &
2008                              .FALSE.,  'albedo_type' )
2009
2010          ALLOCATE ( albedo_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2011         
2012          CALL get_variable( id_surf, 'albedo_type', albedo_type_f%var,        &
2013                             nxl, nxr, nys, nyn )
2014       ELSE
2015          albedo_type_f%from_file = .FALSE.
2016       ENDIF
2017!
2018!--    Read albedo parameters and related information
2019       IF ( check_existence( var_names, 'albedo_pars' ) )  THEN
2020          albedo_pars_f%from_file = .TRUE.
2021          CALL get_attribute( id_surf, char_fill, albedo_pars_f%fill,          &
2022                              .FALSE., 'albedo_pars' )
2023!
2024!--       Inquire number of albedo parameters
2025          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2026                                     albedo_pars_f%np,                         &
2027                                     'nalbedo_pars' )
2028!
2029!--       Allocate dimension array and input array for albedo parameters
2030          ALLOCATE( albedo_pars_f%pars(0:albedo_pars_f%np-1) )
2031          ALLOCATE( albedo_pars_f%pars_xy(0:albedo_pars_f%np-1,                &
2032                                          nys:nyn,nxl:nxr) )
2033!
2034!--       Get dimension of albedo parameters
2035          CALL get_variable( id_surf, 'nalbedo_pars', albedo_pars_f%pars )
2036
2037          CALL get_variable( id_surf, 'albedo_pars', albedo_pars_f%pars_xy,    &
2038                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2039                             0, albedo_pars_f%np-1 )
2040       ELSE
2041          albedo_pars_f%from_file = .FALSE.
2042       ENDIF
2043
2044!
2045!--    Read pavement parameters and related information
2046       IF ( check_existence( var_names, 'pavement_pars' ) )  THEN
2047          pavement_pars_f%from_file = .TRUE.
2048          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2049                              pavement_pars_f%fill,                            &
2050                              .FALSE., 'pavement_pars' )
2051!
2052!--       Inquire number of pavement parameters
2053          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2054                                     pavement_pars_f%np,                       &
2055                                     'npavement_pars' )
2056!
2057!--       Allocate dimension array and input array for pavement parameters
2058          ALLOCATE( pavement_pars_f%pars(0:pavement_pars_f%np-1) )
2059          ALLOCATE( pavement_pars_f%pars_xy(0:pavement_pars_f%np-1,            &
2060                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
2061!
2062!--       Get dimension of pavement parameters
2063          CALL get_variable( id_surf, 'npavement_pars', pavement_pars_f%pars )
2064
2065          CALL get_variable( id_surf, 'pavement_pars', pavement_pars_f%pars_xy,&
2066                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2067                             0, pavement_pars_f%np-1 )
2068       ELSE
2069          pavement_pars_f%from_file = .FALSE.
2070       ENDIF
2071
2072!
2073!--    Read pavement subsurface parameters and related information
2074       IF ( check_existence( var_names, 'pavement_subsurface_pars' ) )         &
2075       THEN
2076          pavement_subsurface_pars_f%from_file = .TRUE.
2077          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2078                              pavement_subsurface_pars_f%fill,                 &
2079                              .FALSE., 'pavement_subsurface_pars' )
2080!
2081!--       Inquire number of parameters
2082          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2083                                     pavement_subsurface_pars_f%np,            &
2084                                     'npavement_subsurface_pars' )
2085!
2086!--       Inquire number of soil layers
2087          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2088                                     pavement_subsurface_pars_f%nz,            &
2089                                     'zsoil' )
2090!
2091!--       Allocate dimension array and input array for pavement parameters
2092          ALLOCATE( pavement_subsurface_pars_f%pars                            &
2093                            (0:pavement_subsurface_pars_f%np-1) )
2094          ALLOCATE( pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz                        &
2095                            (0:pavement_subsurface_pars_f%np-1,                &
2096                             0:pavement_subsurface_pars_f%nz-1,                &
2097                             nys:nyn,nxl:nxr) )
2098!
2099!--       Get dimension of pavement parameters
2100          CALL get_variable( id_surf, 'npavement_subsurface_pars',             &
2101                             pavement_subsurface_pars_f%pars )
2102
2103          CALL get_variable( id_surf, 'pavement_subsurface_pars',              &
2104                             pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz,              &
2105                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2106                             0, pavement_subsurface_pars_f%nz-1,               &
2107                             0, pavement_subsurface_pars_f%np-1 )
2108       ELSE
2109          pavement_subsurface_pars_f%from_file = .FALSE.
2110       ENDIF
2111
2112
2113!
2114!--    Read vegetation parameters and related information
2115       IF ( check_existence( var_names, 'vegetation_pars' ) )  THEN
2116          vegetation_pars_f%from_file = .TRUE.
2117          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2118                              vegetation_pars_f%fill,                          &
2119                              .FALSE.,  'vegetation_pars' )
2120!
2121!--       Inquire number of vegetation parameters
2122          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2123                                     vegetation_pars_f%np,                     &
2124                                     'nvegetation_pars' )
2125!
2126!--       Allocate dimension array and input array for surface fractions
2127          ALLOCATE( vegetation_pars_f%pars(0:vegetation_pars_f%np-1) )
2128          ALLOCATE( vegetation_pars_f%pars_xy(0:vegetation_pars_f%np-1,        &
2129                                              nys:nyn,nxl:nxr) )
2130!
2131!--       Get dimension of the parameters
2132          CALL get_variable( id_surf, 'nvegetation_pars',                      &
2133                             vegetation_pars_f%pars )
2134
2135          CALL get_variable( id_surf, 'vegetation_pars',                       &
2136                             vegetation_pars_f%pars_xy, nxl, nxr, nys, nyn,    &
2137                             0, vegetation_pars_f%np-1 )
2138       ELSE
2139          vegetation_pars_f%from_file = .FALSE.
2140       ENDIF
2141
2142!
2143!--    Read root parameters/distribution and related information
2144       IF ( check_existence( var_names, 'soil_pars' ) )  THEN
2145          soil_pars_f%from_file = .TRUE.
2146          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2147                              soil_pars_f%fill,                                &
2148                              .FALSE., 'soil_pars' )
2149
2150          CALL get_attribute( id_surf, char_lod,                               &
2151                              soil_pars_f%lod,                                 &
2152                              .FALSE., 'soil_pars' )
2153
2154!
2155!--       Inquire number of soil parameters
2156          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2157                                     soil_pars_f%np,                           &
2158                                     'nsoil_pars' )
2159!
2160!--       Read parameters array
2161          ALLOCATE( soil_pars_f%pars(0:soil_pars_f%np-1) )
2162          CALL get_variable( id_surf, 'nsoil_pars', soil_pars_f%pars )
2163
2164!
2165!--       In case of level of detail 2, also inquire number of vertical
2166!--       soil layers, allocate memory and read the respective dimension
2167          IF ( soil_pars_f%lod == 2 )  THEN
2168             CALL get_dimension_length( id_surf,                               &
2169                                        soil_pars_f%nz,                        &
2170                                        'zsoil' )
2171
2172             ALLOCATE( soil_pars_f%layers(0:soil_pars_f%nz-1) )
2173             CALL get_variable( id_surf, 'zsoil', soil_pars_f%layers )
2174
2175          ENDIF
2176
2177!
2178!--       Read soil parameters, depending on level of detail
2179          IF ( soil_pars_f%lod == 1 )  THEN
2180             ALLOCATE( soil_pars_f%pars_xy(0:soil_pars_f%np-1,                 &
2181                                           nys:nyn,nxl:nxr) )
2182                 
2183             CALL get_variable( id_surf, 'soil_pars', soil_pars_f%pars_xy,     &
2184                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, soil_pars_f%np-1 )
2185
2186          ELSEIF ( soil_pars_f%lod == 2 )  THEN
2187             ALLOCATE( soil_pars_f%pars_xyz(0:soil_pars_f%np-1,                &
2188                                            0:soil_pars_f%nz-1,                &
2189                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
2190             CALL get_variable( id_surf, 'soil_pars',                          &
2191                                soil_pars_f%pars_xyz,                          &
2192                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, soil_pars_f%nz-1,       &
2193                                0, soil_pars_f%np-1 )
2194
2195          ENDIF
2196       ELSE
2197          soil_pars_f%from_file = .FALSE.
2198       ENDIF
2199
2200!
2201!--    Read water parameters and related information
2202       IF ( check_existence( var_names, 'water_pars' ) )  THEN
2203          water_pars_f%from_file = .TRUE.
2204          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2205                              water_pars_f%fill,                               &
2206                              .FALSE., 'water_pars' )
2207!
2208!--       Inquire number of water parameters
2209          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2210                                     water_pars_f%np,                          &
2211                                     'nwater_pars' )
2212!
2213!--       Allocate dimension array and input array for water parameters
2214          ALLOCATE( water_pars_f%pars(0:water_pars_f%np-1) )
2215          ALLOCATE( water_pars_f%pars_xy(0:water_pars_f%np-1,                  &
2216                                         nys:nyn,nxl:nxr) )
2217!
2218!--       Get dimension of water parameters
2219          CALL get_variable( id_surf, 'nwater_pars', water_pars_f%pars )
2220
2221          CALL get_variable( id_surf, 'water_pars', water_pars_f%pars_xy,      &
2222                             nxl, nxr, nys, nyn, 0, water_pars_f%np-1 )
2223       ELSE
2224          water_pars_f%from_file = .FALSE.
2225       ENDIF
2226!
2227!--    Read root area density - parametrized vegetation
2228       IF ( check_existence( var_names, 'root_area_dens_s' ) )  THEN
2229          root_area_density_lsm_f%from_file = .TRUE.
2230          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2231                              root_area_density_lsm_f%fill,                    &
2232                              .FALSE., 'root_area_dens_s' )
2233!
2234!--       Obtain number of soil layers from file and allocate variable
2235          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2236                                     root_area_density_lsm_f%nz,               &
2237                                     'zsoil' )
2238          ALLOCATE( root_area_density_lsm_f%var                                &
2239                                        (0:root_area_density_lsm_f%nz-1,       &
2240                                         nys:nyn,nxl:nxr) )
2241
2242!
2243!--       Read root-area density
2244          CALL get_variable( id_surf, 'root_area_dens_s',                      &
2245                             root_area_density_lsm_f%var,                      &
2246                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2247                             0, root_area_density_lsm_f%nz-1 )
2248
2249       ELSE
2250          root_area_density_lsm_f%from_file = .FALSE.
2251       ENDIF
2252!
2253!--    Read street type and street crossing
2254       IF ( check_existence( var_names, 'street_type' ) )  THEN
2255          street_type_f%from_file = .TRUE.
2256          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2257                              street_type_f%fill, .FALSE.,                     &
2258                              'street_type' )
2259
2260          ALLOCATE ( street_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2261         
2262          CALL get_variable( id_surf, 'street_type', street_type_f%var,        &
2263                             nxl, nxr, nys, nyn )
2264       ELSE
2265          street_type_f%from_file = .FALSE.
2266       ENDIF
2267
2268       IF ( check_existence( var_names, 'street_crossing' ) )  THEN
2269          street_crossing_f%from_file = .TRUE.
2270          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2271                              street_crossing_f%fill, .FALSE.,                 &
2272                              'street_crossing' )
2273
2274          ALLOCATE ( street_crossing_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2275
2276          CALL get_variable( id_surf, 'street_crossing',                       &
2277                             street_crossing_f%var, nxl, nxr, nys, nyn )
2278
2279       ELSE
2280          street_crossing_f%from_file = .FALSE.
2281       ENDIF
2282!
2283!--    Still missing: root_resolved and building_surface_pars.
2284!--    Will be implemented as soon as they are available.
2285
2286!
2287!--    Finally, close input file
2288       CALL close_input_file( id_surf )
2289#endif
2290!
2291!--    End of CPU measurement
2292       CALL cpu_log( log_point_s(82), 'NetCDF input', 'stop' )
2293!
2294!--    Exchange ghost points for surface variables. Therefore, resize
2295!--    variables.
2296       IF ( albedo_type_f%from_file )  THEN
2297          CALL resize_array_2d_int8( albedo_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2298          CALL exchange_horiz_2d_byte( albedo_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,  &
2299                                       nbgp )
2300       ENDIF
2301       IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
2302          CALL resize_array_2d_int8( pavement_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2303          CALL exchange_horiz_2d_byte( pavement_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,&
2304                                       nbgp )
2305       ENDIF
2306       IF ( soil_type_f%from_file  .AND.  ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
2307          CALL resize_array_2d_int8( soil_type_f%var_2d, nys, nyn, nxl, nxr )
2308          CALL exchange_horiz_2d_byte( soil_type_f%var_2d, nys, nyn, nxl, nxr, &
2309                                       nbgp )
2310       ENDIF
2311       IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
2312          CALL resize_array_2d_int8( vegetation_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2313          CALL exchange_horiz_2d_byte( vegetation_type_f%var, nys, nyn, nxl,   &
2314                                       nxr, nbgp )
2315       ENDIF
2316       IF ( water_type_f%from_file )  THEN
2317          CALL resize_array_2d_int8( water_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2318          CALL exchange_horiz_2d_byte( water_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,   &
2319                                       nbgp )
2320       ENDIF
2321!
2322!--    Exchange ghost points for 3/4-D variables. For the sake of simplicity,
2323!--    loop further dimensions to use 2D exchange routines. Unfortunately this
2324!--    is necessary, else new MPI-data types need to be introduced just for
2325!--    2 variables.
2326       IF ( soil_type_f%from_file  .AND.  ALLOCATED( soil_type_f%var_3d ) )    &
2327       THEN
2328          CALL resize_array_3d_int8( soil_type_f%var_3d, 0, nz_soil,           &
2329                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2330          DO  k = 0, nz_soil
2331             CALL exchange_horiz_2d_int(                                       & 
2332                        soil_type_f%var_3d(k,:,:), nys, nyn, nxl, nxr, nbgp )
2333          ENDDO
2334       ENDIF
2335
2336       IF ( surface_fraction_f%from_file )  THEN
2337          CALL resize_array_3d_real( surface_fraction_f%frac,                  &
2338                                     0, surface_fraction_f%nf-1,               &
2339                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2340          DO  k = 0, surface_fraction_f%nf-1
2341             CALL exchange_horiz_2d( surface_fraction_f%frac(k,:,:), nbgp )
2342          ENDDO
2343       ENDIF
2344
2345       IF ( building_pars_f%from_file )  THEN         
2346          CALL resize_array_3d_real( building_pars_f%pars_xy,                  &
2347                                     0, building_pars_f%np-1,                  &
2348                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2349          DO  k = 0, building_pars_f%np-1
2350             CALL exchange_horiz_2d( building_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2351          ENDDO
2352       ENDIF
2353
2354       IF ( albedo_pars_f%from_file )  THEN         
2355          CALL resize_array_3d_real( albedo_pars_f%pars_xy,                    &
2356                                     0, albedo_pars_f%np-1,                    &
2357                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2358          DO  k = 0, albedo_pars_f%np-1
2359             CALL exchange_horiz_2d( albedo_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2360          ENDDO
2361       ENDIF
2362
2363       IF ( pavement_pars_f%from_file )  THEN         
2364          CALL resize_array_3d_real( pavement_pars_f%pars_xy,                  &
2365                                     0, pavement_pars_f%np-1,                  &
2366                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2367          DO  k = 0, pavement_pars_f%np-1
2368             CALL exchange_horiz_2d( pavement_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2369          ENDDO
2370       ENDIF
2371
2372       IF ( vegetation_pars_f%from_file )  THEN
2373          CALL resize_array_3d_real( vegetation_pars_f%pars_xy,                &
2374                                     0, vegetation_pars_f%np-1,                &
2375                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2376          DO  k = 0, vegetation_pars_f%np-1
2377             CALL exchange_horiz_2d( vegetation_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2378          ENDDO
2379       ENDIF
2380
2381       IF ( water_pars_f%from_file )  THEN
2382          CALL resize_array_3d_real( water_pars_f%pars_xy,                     &
2383                                     0, water_pars_f%np-1,                     &
2384                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2385          DO  k = 0, water_pars_f%np-1
2386             CALL exchange_horiz_2d( water_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2387          ENDDO
2388       ENDIF
2389
2390       IF ( root_area_density_lsm_f%from_file )  THEN
2391          CALL resize_array_3d_real( root_area_density_lsm_f%var,              &
2392                                     0, root_area_density_lsm_f%nz-1,          &
2393                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2394          DO  k = 0, root_area_density_lsm_f%nz-1
2395             CALL exchange_horiz_2d( root_area_density_lsm_f%var(k,:,:), nbgp )
2396          ENDDO
2397       ENDIF
2398
2399       IF ( soil_pars_f%from_file )  THEN
2400          IF ( soil_pars_f%lod == 1 )  THEN
2401         
2402             CALL resize_array_3d_real( soil_pars_f%pars_xy,                   &
2403                                        0, soil_pars_f%np-1,                   &
2404                                        nys, nyn, nxl, nxr )
2405             DO  k = 0, soil_pars_f%np-1
2406                CALL exchange_horiz_2d( soil_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2407             ENDDO
2408             
2409          ELSEIF ( soil_pars_f%lod == 2 )  THEN
2410             CALL resize_array_4d_real( soil_pars_f%pars_xyz,                  &
2411                                        0, soil_pars_f%np-1,                   &
2412                                        0, soil_pars_f%nz-1,                   &
2413                                        nys, nyn, nxl, nxr )
2414
2415             DO  k2 = 0, soil_pars_f%nz-1
2416                DO  k = 0, soil_pars_f%np-1
2417                   CALL exchange_horiz_2d( soil_pars_f%pars_xyz(k,k2,:,:),     &
2418                                           nbgp )
2419                ENDDO
2420             ENDDO
2421          ENDIF
2422       ENDIF
2423
2424       IF ( pavement_subsurface_pars_f%from_file )  THEN         
2425          CALL resize_array_4d_real( pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz,      &
2426                                     0, pavement_subsurface_pars_f%np-1,       &
2427                                     0, pavement_subsurface_pars_f%nz-1,       &
2428                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2429
2430          DO  k2 = 0, pavement_subsurface_pars_f%nz-1
2431             DO  k = 0, pavement_subsurface_pars_f%np-1
2432                CALL exchange_horiz_2d(                                        &
2433                           pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz(k,k2,:,:), nbgp )
2434             ENDDO
2435          ENDDO
2436       ENDIF
2437
2438    END SUBROUTINE netcdf_data_input_surface_data
2439
2440!------------------------------------------------------------------------------!
2441! Description:
2442! ------------
2443!> Reads uvem lookup table information.
2444!------------------------------------------------------------------------------!
2445    SUBROUTINE netcdf_data_input_uvem
2446       
2447       USE indices,                                                            &
2448           ONLY:  nxl, nxr, nyn, nys
2449
2450       IMPLICIT NONE
2451
2452       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names  !< variable names in static input file
2453
2454
2455       INTEGER(iwp) ::  id_uvem       !< NetCDF id of uvem lookup table input file
2456       INTEGER(iwp) ::  nli = 35      !< dimension length of lookup table in x
2457       INTEGER(iwp) ::  nlj =  9      !< dimension length of lookup table in y
2458       INTEGER(iwp) ::  nlk = 90      !< dimension length of lookup table in z
2459       INTEGER(iwp) ::  num_vars      !< number of variables in netcdf input file
2460!
2461!--    Input via uv exposure model lookup table input
2462       IF ( input_pids_uvem )  THEN
2463
2464#if defined ( __netcdf )
2465!
2466!--       Open file in read-only mode
2467          CALL open_read_file( TRIM( input_file_uvem ) //                    &
2468                               TRIM( coupling_char ), id_uvem )
2469!
2470!--       At first, inquire all variable names.
2471!--       This will be used to check whether an input variable exist or not.
2472          CALL inquire_num_variables( id_uvem, num_vars )
2473!
2474!--       Allocate memory to store variable names and inquire them.
2475          ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2476          CALL inquire_variable_names( id_uvem, var_names )
2477!
2478!--       uvem integration
2479          IF ( check_existence( var_names, 'int_factors' ) )  THEN
2480             uvem_integration_f%from_file = .TRUE.
2481!
2482!--          Input 2D uvem integration.
2483             ALLOCATE ( uvem_integration_f%var(0:nlj,0:nli)  )
2484             
2485             CALL get_variable( id_uvem, 'int_factors', uvem_integration_f%var, 0, nli, 0, nlj )
2486          ELSE
2487             uvem_integration_f%from_file = .FALSE.
2488          ENDIF
2489!
2490!--       uvem irradiance
2491          IF ( check_existence( var_names, 'irradiance' ) )  THEN
2492             uvem_irradiance_f%from_file = .TRUE.
2493!
2494!--          Input 2D uvem irradiance.
2495             ALLOCATE ( uvem_irradiance_f%var(0:nlk, 0:2)  )
2496             
2497             CALL get_variable( id_uvem, 'irradiance', uvem_irradiance_f%var, 0, 2, 0, nlk )
2498          ELSE
2499             uvem_irradiance_f%from_file = .FALSE.
2500          ENDIF
2501!
2502!--       uvem porjection areas
2503          IF ( check_existence( var_names, 'projarea' ) )  THEN
2504             uvem_projarea_f%from_file = .TRUE.
2505!
2506!--          Input 3D uvem projection area (human geometgry)
2507             ALLOCATE ( uvem_projarea_f%var(0:2,0:nlj,0:nli)  )
2508           
2509             CALL get_variable( id_uvem, 'projarea', uvem_projarea_f%var, 0, nli, 0, nlj, 0, 2 )
2510          ELSE
2511             uvem_projarea_f%from_file = .FALSE.
2512          ENDIF
2513!
2514!--       uvem radiance
2515          IF ( check_existence( var_names, 'radiance' ) )  THEN
2516             uvem_radiance_f%from_file = .TRUE.
2517!
2518!--          Input 3D uvem radiance
2519             ALLOCATE ( uvem_radiance_f%var(0:nlk,0:nlj,0:nli)  )
2520             
2521             CALL get_variable( id_uvem, 'radiance', uvem_radiance_f%var, 0, nli, 0, nlj, 0, nlk )
2522          ELSE
2523             uvem_radiance_f%from_file = .FALSE.
2524          ENDIF
2525!
2526!--       Read building obstruction
2527          IF ( check_existence( var_names, 'obstruction' ) )  THEN
2528             building_obstruction_full%from_file = .TRUE.
2529!--          Input 3D uvem building obstruction
2530              ALLOCATE ( building_obstruction_full%var_3d(0:44,0:2,0:2) )
2531              CALL get_variable( id_uvem, 'obstruction', building_obstruction_full%var_3d,0, 2, 0, 2, 0, 44 )       
2532          ELSE
2533             building_obstruction_full%from_file = .FALSE.
2534          ENDIF
2535!
2536          IF ( check_existence( var_names, 'obstruction' ) )  THEN
2537             building_obstruction_f%from_file = .TRUE.
2538!
2539!--          Input 3D uvem building obstruction
2540             ALLOCATE ( building_obstruction_f%var_3d(0:44,nys:nyn,nxl:nxr) )
2541!
2542             CALL get_variable( id_uvem, 'obstruction', building_obstruction_f%var_3d,      &
2543                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, 44 )       
2544          ELSE
2545             building_obstruction_f%from_file = .FALSE.
2546          ENDIF
2547!
2548!--       Close uvem lookup table input file
2549          CALL close_input_file( id_uvem )
2550#else
2551          CONTINUE
2552#endif
2553       ENDIF
2554    END SUBROUTINE netcdf_data_input_uvem
2555
2556!------------------------------------------------------------------------------!
2557! Description:
2558! ------------
2559!> Reads orography and building information.
2560!------------------------------------------------------------------------------!
2561    SUBROUTINE netcdf_data_input_topo
2562
2563       USE control_parameters,                                                 &
2564           ONLY:  message_string, topography
2565
2566       USE grid_variables,                                                     &
2567           ONLY:  dx, dy   
2568           
2569       USE indices,                                                            &
2570           ONLY:  nbgp, nx, nxl, nxr, ny, nyn, nys, nzb
2571
2572
2573       IMPLICIT NONE
2574
2575       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names  !< variable names in static input file
2576
2577
2578       INTEGER(iwp) ::  i             !< running index along x-direction
2579       INTEGER(iwp) ::  ii            !< running index for IO blocks
2580       INTEGER(iwp) ::  id_topo       !< NetCDF id of topograhy input file
2581       INTEGER(iwp) ::  j             !< running index along y-direction
2582       INTEGER(iwp) ::  num_vars      !< number of variables in netcdf input file
2583       INTEGER(iwp) ::  skip_n_rows   !< counting variable to skip rows while reading topography file
2584
2585       REAL(wp) ::  dum           !< dummy variable to skip columns while reading topography file
2586!
2587!--    CPU measurement
2588       CALL cpu_log( log_point_s(83), 'NetCDF/ASCII input topo', 'start' )
2589
2590!
2591!--    Input via palm-input data standard
2592       IF ( input_pids_static )  THEN
2593#if defined ( __netcdf )
2594!
2595!--       Open file in read-only mode
2596          CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                    &
2597                               TRIM( coupling_char ), id_topo )
2598!
2599!--       At first, inquire all variable names.
2600!--       This will be used to check whether an  input variable exist
2601!--       or not.
2602          CALL inquire_num_variables( id_topo, num_vars )
2603!
2604!--       Allocate memory to store variable names and inquire them.
2605          ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2606          CALL inquire_variable_names( id_topo, var_names )
2607!
2608!--       Read x, y - dimensions. Only required for consistency checks.
2609          CALL get_dimension_length( id_topo, dim_static%nx, 'x' )
2610          CALL get_dimension_length( id_topo, dim_static%ny, 'y' )
2611          ALLOCATE( dim_static%x(0:dim_static%nx-1) )
2612          ALLOCATE( dim_static%y(0:dim_static%ny-1) )
2613          CALL get_variable( id_topo, 'x', dim_static%x )
2614          CALL get_variable( id_topo, 'y', dim_static%y )
2615!
2616!--       Check whether dimension size in input file matches the model dimensions
2617          IF ( dim_static%nx-1 /= nx  .OR.  dim_static%ny-1 /= ny )  THEN
2618             message_string = 'Static input file: horizontal dimension in ' // &
2619                              'x- and/or y-direction ' //                      &
2620                              'do not match the respective model dimension'
2621             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0548', 1, 2, 0, 6, 0 )
2622          ENDIF
2623!
2624!--       Check if grid spacing of provided input data matches the respective
2625!--       grid spacing in the model.
2626          IF ( ABS( dim_static%x(1) - dim_static%x(0) - dx ) > 10E-6_wp  .OR.  &
2627               ABS( dim_static%y(1) - dim_static%y(0) - dy ) > 10E-6_wp )  THEN
2628             message_string = 'Static input file: horizontal grid spacing ' // &
2629                              'in x- and/or y-direction ' //                   &
2630                              'do not match the respective model grid spacing.'
2631             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0549', 1, 2, 0, 6, 0 )
2632          ENDIF
2633!
2634!--       Terrain height. First, get variable-related _FillValue attribute
2635          IF ( check_existence( var_names, 'zt' ) )  THEN
2636             terrain_height_f%from_file = .TRUE.
2637             CALL get_attribute( id_topo, char_fill, terrain_height_f%fill,    &
2638                                 .FALSE., 'zt' )
2639!
2640!--          Input 2D terrain height.
2641             ALLOCATE ( terrain_height_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2642             
2643             CALL get_variable( id_topo, 'zt', terrain_height_f%var,           &
2644                                nxl, nxr, nys, nyn )
2645
2646          ELSE
2647             terrain_height_f%from_file = .FALSE.
2648          ENDIF
2649
2650!
2651!--       Read building height. First, read its _FillValue attribute,
2652!--       as well as lod attribute
2653          buildings_f%from_file = .FALSE.
2654          IF ( check_existence( var_names, 'buildings_2d' ) )  THEN
2655             buildings_f%from_file = .TRUE.
2656             CALL get_attribute( id_topo, char_lod, buildings_f%lod,           &
2657                                 .FALSE., 'buildings_2d' )
2658
2659             CALL get_attribute( id_topo, char_fill, buildings_f%fill1,        &
2660                                 .FALSE., 'buildings_2d' )
2661
2662!
2663!--          Read 2D buildings
2664             IF ( buildings_f%lod == 1 )  THEN
2665                ALLOCATE ( buildings_f%var_2d(nys:nyn,nxl:nxr) )
2666
2667                CALL get_variable( id_topo, 'buildings_2d',                    &
2668                                   buildings_f%var_2d,                         &
2669                                   nxl, nxr, nys, nyn )
2670             ELSE
2671                message_string = 'NetCDF attribute lod ' //                    &
2672                                 '(level of detail) is not set ' //            &
2673                                 'properly for buildings_2d.'
2674                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0540',               &
2675                               1, 2, 0, 6, 0 )
2676             ENDIF
2677          ENDIF
2678!
2679!--       If available, also read 3D building information. If both are
2680!--       available, use 3D information.
2681          IF ( check_existence( var_names, 'buildings_3d' ) )  THEN
2682             buildings_f%from_file = .TRUE.
2683             CALL get_attribute( id_topo, char_lod, buildings_f%lod,           &
2684                                 .FALSE., 'buildings_3d' )     
2685
2686             CALL get_attribute( id_topo, char_fill, buildings_f%fill2,        &
2687                                 .FALSE., 'buildings_3d' )
2688
2689             CALL get_dimension_length( id_topo, buildings_f%nz, 'z' )
2690!
2691!--          Read 3D buildings
2692             IF ( buildings_f%lod == 2 )  THEN
2693                ALLOCATE( buildings_f%z(nzb:buildings_f%nz-1) )
2694                CALL get_variable( id_topo, 'z', buildings_f%z )
2695
2696                ALLOCATE( buildings_f%var_3d(nzb:buildings_f%nz-1,             &
2697                                             nys:nyn,nxl:nxr) )
2698                buildings_f%var_3d = 0
2699               
2700                CALL get_variable( id_topo, 'buildings_3d',                    &
2701                                   buildings_f%var_3d,                         &
2702                                   nxl, nxr, nys, nyn, 0, buildings_f%nz-1 )
2703             ELSE
2704                message_string = 'NetCDF attribute lod ' //                    &
2705                                 '(level of detail) is not set ' //            &
2706                                 'properly for buildings_3d.'
2707                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0541',               &
2708                               1, 2, 0, 6, 0 )
2709             ENDIF
2710          ENDIF
2711!
2712!--       Read building IDs and its FillValue attribute. Further required
2713!--       for mapping buildings on top of orography.
2714          IF ( check_existence( var_names, 'building_id' ) )  THEN
2715             building_id_f%from_file = .TRUE.
2716             CALL get_attribute( id_topo, char_fill,                           &
2717                                 building_id_f%fill, .FALSE.,                  &
2718                                 'building_id' )
2719
2720             ALLOCATE ( building_id_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) )
2721             
2722             CALL get_variable( id_topo, 'building_id', building_id_f%var,     &
2723                                nxl, nxr, nys, nyn )
2724          ELSE
2725             building_id_f%from_file = .FALSE.
2726          ENDIF
2727!
2728!--       Read building_type and required attributes.
2729          IF ( check_existence( var_names, 'building_type' ) )  THEN
2730             building_type_f%from_file = .TRUE.
2731             CALL get_attribute( id_topo, char_fill,                           &
2732                                 building_type_f%fill, .FALSE.,                &
2733                                 'building_type' )
2734
2735             ALLOCATE ( building_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) )
2736
2737             CALL get_variable( id_topo, 'building_type', building_type_f%var, &
2738                                nxl, nxr, nys, nyn )
2739
2740          ELSE
2741             building_type_f%from_file = .FALSE.
2742          ENDIF
2743!
2744!--       Close topography input file
2745          CALL close_input_file( id_topo )
2746#else
2747          CONTINUE
2748#endif
2749!
2750!--    ASCII input
2751       ELSEIF ( TRIM( topography ) == 'read_from_file' )  THEN
2752             
2753          DO  ii = 0, io_blocks-1
2754             IF ( ii == io_group )  THEN
2755
2756                OPEN( 90, FILE='TOPOGRAPHY_DATA'//TRIM( coupling_char ),       &
2757                      STATUS='OLD', FORM='FORMATTED', ERR=10 )
2758!
2759!--             Read topography PE-wise. Rows are read from nyn to nys, columns
2760!--             are read from nxl to nxr. At first, ny-nyn rows need to be skipped.
2761                skip_n_rows = 0
2762                DO WHILE ( skip_n_rows < ny - nyn )
2763                   READ( 90, * )
2764                   skip_n_rows = skip_n_rows + 1
2765                ENDDO
2766!
2767!--             Read data from nyn to nys and nxl to nxr. Therefore, skip
2768!--             column until nxl-1 is reached
2769                ALLOCATE ( buildings_f%var_2d(nys:nyn,nxl:nxr) )
2770                DO  j = nyn, nys, -1
2771                   READ( 90, *, ERR=11, END=11 )                               &
2772                                   ( dum, i = 0, nxl-1 ),                      &
2773                                   ( buildings_f%var_2d(j,i), i = nxl, nxr )
2774                ENDDO
2775
2776                GOTO 12
2777
2778 10             message_string = 'file TOPOGRAPHY_DATA'//                      &
2779                                 TRIM( coupling_char )// ' does not exist'
2780                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0208', 1, 2, 0, 6, 0 )
2781
2782 11             message_string = 'errors in file TOPOGRAPHY_DATA'//            &
2783                                 TRIM( coupling_char )
2784                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0209', 2, 2, 0, 6, 0 )
2785
2786 12             CLOSE( 90 )
2787                buildings_f%from_file = .TRUE.
2788
2789             ENDIF
2790#if defined( __parallel )
2791             CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
2792#endif
2793          ENDDO
2794
2795       ENDIF
2796!
2797!--    End of CPU measurement
2798       CALL cpu_log( log_point_s(83), 'NetCDF/ASCII input topo', 'stop' )
2799!
2800!--    Check for minimum requirement to setup building topography. If buildings
2801!--    are provided, also an ID and a type are required.
2802!--    Note, doing this check in check_parameters
2803!--    will be too late (data will be used for grid inititialization before).
2804       IF ( input_pids_static )  THEN
2805          IF ( buildings_f%from_file  .AND.                                    &
2806               .NOT. building_id_f%from_file )  THEN
2807             message_string = 'If building heights are prescribed in ' //      &
2808                              'static input file, also an ID is required.'
2809             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0542', 1, 2, 0, 6, 0 )
2810          ENDIF
2811       ENDIF
2812!
2813!--    In case no terrain height is provided by static input file, allocate
2814!--    array nevertheless and set terrain height to 0, which simplifies
2815!--    topography initialization.
2816       IF ( .NOT. terrain_height_f%from_file )  THEN
2817          ALLOCATE ( terrain_height_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) )
2818          terrain_height_f%var = 0.0_wp
2819       ENDIF
2820!
2821!--    Finally, exchange 1 ghost point for building ID and type.
2822!--    In case of non-cyclic boundary conditions set Neumann conditions at the
2823!--    lateral boundaries.
2824       IF ( building_id_f%from_file )  THEN
2825          CALL resize_array_2d_int32( building_id_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2826          CALL exchange_horiz_2d_int( building_id_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,   &
2827                                      nbgp )
2828       ENDIF
2829
2830       IF ( building_type_f%from_file )  THEN
2831          CALL resize_array_2d_int8( building_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2832          CALL exchange_horiz_2d_byte( building_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,   &
2833                                       nbgp )
2834       ENDIF
2835
2836    END SUBROUTINE netcdf_data_input_topo
2837
2838!------------------------------------------------------------------------------!
2839! Description:
2840! ------------
2841!> Reads initialization data of u, v, w, pt, q, geostrophic wind components,
2842!> as well as soil moisture and soil temperature, derived from larger-scale
2843!> model (COSMO) by Inifor.
2844!------------------------------------------------------------------------------!
2845    SUBROUTINE netcdf_data_input_init_3d
2846
2847       USE arrays_3d,                                                          &
2848           ONLY:  q, pt, u, v, w, zu, zw
2849
2850       USE control_parameters,                                                 &
2851           ONLY:  air_chemistry, bc_lr_cyc, bc_ns_cyc, humidity,               &
2852                  message_string, neutral
2853
2854       USE indices,                                                            &
2855           ONLY:  nx, nxl, nxlu, nxr, ny, nyn, nys, nysv, nzb, nz, nzt
2856
2857       IMPLICIT NONE
2858
2859       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names
2860
2861       LOGICAL      ::  dynamic_3d = .TRUE. !< flag indicating that 3D data is read from dynamic file
2862       
2863       INTEGER(iwp) ::  id_dynamic !< NetCDF id of dynamic input file
2864       INTEGER(iwp) ::  n          !< running index for chemistry variables
2865       INTEGER(iwp) ::  num_vars   !< number of variables in netcdf input file
2866
2867       LOGICAL      ::  check_passed !< flag indicating if a check passed
2868
2869!
2870!--    Skip routine if no input file with dynamic input data is available.
2871       IF ( .NOT. input_pids_dynamic )  RETURN
2872!
2873!--    Please note, Inifor is designed to provide initial data for u and v for
2874!--    the prognostic grid points in case of lateral Dirichlet conditions.
2875!--    This means that Inifor provides data from nxlu:nxr (for u) and
2876!--    from nysv:nyn (for v) at the left and south domain boundary, respectively.
2877!--    However, as work-around for the moment, PALM will run with cyclic
2878!--    conditions and will be initialized with data provided by Inifor
2879!--    boundaries in case of Dirichlet.
2880!--    Hence, simply set set nxlu/nysv to 1 (will be reset to its original value
2881!--    at the end of this routine.
2882       IF ( bc_lr_cyc  .AND.  nxl == 0 )  nxlu = 1
2883       IF ( bc_ns_cyc  .AND.  nys == 0 )  nysv = 1
2884
2885!
2886!--    CPU measurement
2887       CALL cpu_log( log_point_s(85), 'NetCDF input init', 'start' )
2888
2889#if defined ( __netcdf )
2890!
2891!--    Open file in read-only mode
2892       CALL open_read_file( TRIM( input_file_dynamic ) //                      &
2893                            TRIM( coupling_char ), id_dynamic )
2894
2895!
2896!--    At first, inquire all variable names.
2897       CALL inquire_num_variables( id_dynamic, num_vars )
2898!
2899!--    Allocate memory to store variable names.
2900       ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2901       CALL inquire_variable_names( id_dynamic, var_names )
2902!
2903!--    Read vertical dimension of scalar und w grid.
2904       CALL get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nzu, 'z'     )
2905       CALL get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nzw, 'zw'    )
2906!
2907!--    Read also the horizontal dimensions. These are used just used fo
2908!--    checking the compatibility with the PALM grid before reading.
2909       CALL get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nx,  'x'  )
2910       CALL get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nxu, 'xu' )
2911       CALL get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%ny,  'y'  )
2912       CALL get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nyv, 'yv' )
2913
2914!
2915!--    Check for correct horizontal and vertical dimension. Please note,
2916!--    checks are performed directly here and not called from
2917!--    check_parameters as some varialbes are still not allocated there.
2918!--    Moreover, please note, u- and v-grid has 1 grid point less on
2919!--    Inifor grid.
2920       IF ( init_3d%nx-1 /= nx  .OR.  init_3d%nxu-1 /= nx - 1  .OR.            &
2921            init_3d%ny-1 /= ny  .OR.  init_3d%nyv-1 /= ny - 1 )  THEN
2922          message_string = 'Number of horizontal grid points in '//            &
2923                           'dynamic input file does not match ' //             &
2924                           'the number of numeric grid points.'
2925          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
2926       ENDIF
2927
2928       IF ( init_3d%nzu /= nz )  THEN
2929          message_string = 'Number of vertical grid points in '//              &
2930                           'dynamic input file does not match ' //             &
2931                           'the number of numeric grid points.'
2932          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
2933       ENDIF
2934!
2935!--    Read vertical dimensions. Later, these are required for eventual
2936!--    inter- and extrapolations of the initialization data.
2937       IF ( check_existence( var_names, 'z' ) )  THEN
2938          ALLOCATE( init_3d%zu_atmos(1:init_3d%nzu) )
2939          CALL get_variable( id_dynamic, 'z', init_3d%zu_atmos )
2940       ENDIF
2941       IF ( check_existence( var_names, 'zw' ) )  THEN
2942          ALLOCATE( init_3d%zw_atmos(1:init_3d%nzw) )
2943          CALL get_variable( id_dynamic, 'zw', init_3d%zw_atmos )
2944       ENDIF
2945!
2946!--    Check for consistency between vertical coordinates in dynamic
2947!--    driver and numeric grid.
2948!--    Please note, depending on compiler options both may be
2949!--    equal up to a certain threshold, and differences between
2950!--    the numeric grid and vertical coordinate in the driver can built-
2951!--    up to 10E-1-10E-0 m. For this reason, the check is performed not
2952!--    for exactly matching values.
2953       IF ( ANY( ABS( zu(1:nzt)   - init_3d%zu_atmos(1:init_3d%nzu) )    &
2954                      > 10E-1 )  .OR.                                    &
2955            ANY( ABS( zw(1:nzt-1) - init_3d%zw_atmos(1:init_3d%nzw) )    &
2956                      > 10E-1 ) )  THEN
2957          message_string = 'Vertical grid in dynamic driver does not '// &
2958                           'match the numeric grid.'
2959          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
2960       ENDIF
2961!
2962!--    Read initial geostrophic wind components at
2963!--    t = 0 (index 1 in file).
2964       IF ( check_existence( var_names, 'ls_forcing_ug' ) )  THEN
2965          ALLOCATE( init_3d%ug_init(nzb:nzt+1) )
2966          init_3d%ug_init = 0.0_wp
2967
2968          CALL get_variable_pr( id_dynamic, 'ls_forcing_ug', 1,          &
2969                                init_3d%ug_init(1:nzt) )
2970!
2971!--       Set top-boundary condition (Neumann)
2972          init_3d%ug_init(nzt+1) = init_3d%ug_init(nzt)
2973
2974          init_3d%from_file_ug = .TRUE.
2975       ELSE
2976          init_3d%from_file_ug = .FALSE.
2977       ENDIF
2978       IF ( check_existence( var_names, 'ls_forcing_vg' ) )  THEN
2979          ALLOCATE( init_3d%vg_init(nzb:nzt+1) )
2980          init_3d%vg_init = 0.0_wp
2981
2982          CALL get_variable_pr( id_dynamic, 'ls_forcing_vg', 1,          &
2983                                init_3d%vg_init(1:nzt) )
2984!
2985!--       Set top-boundary condition (Neumann)
2986          init_3d%vg_init(nzt+1) = init_3d%vg_init(nzt)
2987
2988          init_3d%from_file_vg = .TRUE.
2989       ELSE
2990          init_3d%from_file_vg = .FALSE.
2991       ENDIF
2992!
2993!--    Read inital 3D data of u, v, w, pt and q,
2994!--    derived from COSMO model. Read PE-wise yz-slices.
2995!--    Please note, the u-, v- and w-component are defined on different
2996!--    grids with one element less in the x-, y-,
2997!--    and z-direction, respectively. Hence, reading is subdivided
2998!--    into separate loops. 
2999!--    Read u-component
3000       IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_u' ) )  THEN
3001!
3002!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3003          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_u,           &
3004                              .FALSE., 'init_atmosphere_u' )
3005          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_u,             &
3006                              .FALSE., 'init_atmosphere_u' )
3007!
3008!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3009          IF ( init_3d%lod_u == 1 )  THEN
3010             ALLOCATE( init_3d%u_init(nzb:nzt+1) )
3011             init_3d%u_init = 0.0_wp
3012
3013             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_u',               &
3014                                init_3d%u_init(nzb+1:nzt) )
3015!
3016!--          Set top-boundary condition (Neumann)
3017             init_3d%u_init(nzt+1) = init_3d%u_init(nzt)
3018!
3019!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3020          ELSEIF ( init_3d%lod_u == 2 )  THEN
3021             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_u',               &
3022                                u(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxlu:nxr),                 &
3023                                nxlu, nys+1, nzb+1,                            &
3024                                nxr-nxlu+1, nyn-nys+1, init_3d%nzu,            &
3025                                dynamic_3d )
3026!
3027!--          Set value at leftmost model grid point nxl = 0. This is because
3028!--          Inifor provides data only from 1:nx-1 since it assumes non-cyclic
3029!--          conditions.
3030             IF ( nxl == 0 )                                                   &
3031                u(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl) = u(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxlu)
3032!
3033!--          Set bottom and top-boundary
3034             u(nzb,:,:)   = u(nzb+1,:,:)
3035             u(nzt+1,:,:) = u(nzt,:,:)
3036             
3037          ENDIF
3038          init_3d%from_file_u = .TRUE.
3039       ELSE
3040          message_string = 'Missing initial data for u-component'
3041          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3042       ENDIF
3043!
3044!--    Read v-component
3045       IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_v' ) )  THEN
3046!
3047!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3048          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_v,           &
3049                              .FALSE., 'init_atmosphere_v' )
3050          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_v,             &
3051                              .FALSE., 'init_atmosphere_v' )
3052!
3053!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3054          IF ( init_3d%lod_v == 1 )  THEN
3055             ALLOCATE( init_3d%v_init(nzb:nzt+1) )
3056             init_3d%v_init = 0.0_wp
3057
3058             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_v',               &
3059                                init_3d%v_init(nzb+1:nzt) )
3060!
3061!--          Set top-boundary condition (Neumann)
3062             init_3d%v_init(nzt+1) = init_3d%v_init(nzt)
3063!
3064!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3065          ELSEIF ( init_3d%lod_v == 2 )  THEN
3066         
3067             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_v',               &
3068                                v(nzb+1:nzt,nysv:nyn,nxl:nxr),                 &
3069                                nxl+1, nysv, nzb+1,                            &
3070                                nxr-nxl+1, nyn-nysv+1, init_3d%nzu,            &
3071                                dynamic_3d )
3072!
3073!--          Set value at southmost model grid point nys = 0. This is because
3074!--          Inifor provides data only from 1:ny-1 since it assumes non-cyclic
3075!--          conditions.
3076             IF ( nys == 0 )                                                   &
3077                v(nzb+1:nzt,nys,nxl:nxr) = v(nzb+1:nzt,nysv,nxl:nxr)                               
3078!
3079!--          Set bottom and top-boundary
3080             v(nzb,:,:)   = v(nzb+1,:,:)
3081             v(nzt+1,:,:) = v(nzt,:,:)
3082             
3083          ENDIF
3084          init_3d%from_file_v = .TRUE.
3085       ELSE
3086          message_string = 'Missing initial data for v-component'
3087          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3088       ENDIF
3089!
3090!--    Read w-component
3091       IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_w' ) )  THEN
3092!
3093!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3094          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_w,           &
3095                              .FALSE., 'init_atmosphere_w' )
3096          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_w,             &
3097                              .FALSE., 'init_atmosphere_w' )
3098!
3099!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3100          IF ( init_3d%lod_w == 1 )  THEN
3101             ALLOCATE( init_3d%w_init(nzb:nzt+1) )
3102             init_3d%w_init = 0.0_wp
3103
3104             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_w',               &
3105                                init_3d%w_init(nzb+1:nzt-1) )
3106!
3107!--          Set top-boundary condition (Neumann)
3108             init_3d%w_init(nzt:nzt+1) = init_3d%w_init(nzt-1)
3109!
3110!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3111          ELSEIF ( init_3d%lod_w == 2 )  THEN
3112
3113             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_w',                &
3114                                w(nzb+1:nzt-1,nys:nyn,nxl:nxr),                 &
3115                                nxl+1, nys+1, nzb+1,                            &
3116                                nxr-nxl+1, nyn-nys+1, init_3d%nzw,              &
3117                                dynamic_3d )
3118!
3119!--          Set bottom and top-boundary                               
3120             w(nzb,:,:)   = 0.0_wp 
3121             w(nzt,:,:)   = w(nzt-1,:,:)
3122             w(nzt+1,:,:) = w(nzt-1,:,:)
3123
3124          ENDIF
3125          init_3d%from_file_w = .TRUE.
3126       ELSE
3127          message_string = 'Missing initial data for w-component'
3128          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3129       ENDIF
3130!
3131!--    Read potential temperature
3132       IF ( .NOT. neutral )  THEN
3133          IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_pt' ) )  THEN
3134!
3135!--          Read attributes for the fill value and level-of-detail
3136             CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_pt,       &
3137                                 .FALSE., 'init_atmosphere_pt' )
3138             CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_pt,         &
3139                                 .FALSE., 'init_atmosphere_pt' )
3140!
3141!--          level-of-detail 1 - read initialization profile
3142             IF ( init_3d%lod_pt == 1 )  THEN
3143                ALLOCATE( init_3d%pt_init(nzb:nzt+1) )
3144
3145                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_pt',           &
3146                                   init_3d%pt_init(nzb+1:nzt) )
3147!
3148!--             Set Neumann top and surface boundary condition for initial
3149!--             profil
3150                init_3d%pt_init(nzb)   = init_3d%pt_init(nzb+1)
3151                init_3d%pt_init(nzt+1) = init_3d%pt_init(nzt)
3152!
3153!--          level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3154             ELSEIF ( init_3d%lod_pt == 2 )  THEN
3155
3156                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_pt',           &
3157                                   pt(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr),              &
3158                                   nxl+1, nys+1, nzb+1,                        &
3159                                   nxr-nxl+1, nyn-nys+1, init_3d%nzu,          &
3160                                   dynamic_3d )
3161                                   
3162!
3163!--             Set bottom and top-boundary
3164                pt(nzb,:,:)   = pt(nzb+1,:,:)
3165                pt(nzt+1,:,:) = pt(nzt,:,:)             
3166
3167             ENDIF
3168             init_3d%from_file_pt = .TRUE.
3169          ELSE
3170             message_string = 'Missing initial data for ' //                   &
3171                              'potential temperature'
3172             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3173          ENDIF
3174       ENDIF
3175!
3176!--    Read mixing ratio
3177       IF ( humidity )  THEN
3178          IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_qv' ) )  THEN
3179!
3180!--          Read attributes for the fill value and level-of-detail
3181             CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_q,        &
3182                                 .FALSE., 'init_atmosphere_qv' )
3183             CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_q,          &
3184                                 .FALSE., 'init_atmosphere_qv' )
3185!
3186!--          level-of-detail 1 - read initialization profile
3187             IF ( init_3d%lod_q == 1 )  THEN
3188                ALLOCATE( init_3d%q_init(nzb:nzt+1) )
3189
3190                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_qv',           &
3191                                    init_3d%q_init(nzb+1:nzt) )
3192!
3193!--             Set bottom and top boundary condition (Neumann)
3194                init_3d%q_init(nzb)   = init_3d%q_init(nzb+1)
3195                init_3d%q_init(nzt+1) = init_3d%q_init(nzt)
3196!
3197!--          level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3198             ELSEIF ( init_3d%lod_q == 2 )  THEN
3199             
3200                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_qv',           &
3201                                   q(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr),               &
3202                                   nxl+1, nys+1, nzb+1,                        &
3203                                   nxr-nxl+1, nyn-nys+1, init_3d%nzu,          &
3204                                   dynamic_3d )
3205                                   
3206!
3207!--             Set bottom and top-boundary
3208                q(nzb,:,:)   = q(nzb+1,:,:)
3209                q(nzt+1,:,:) = q(nzt,:,:)
3210               
3211             ENDIF
3212             init_3d%from_file_q = .TRUE.
3213          ELSE
3214             message_string = 'Missing initial data for ' //                   &
3215                              'mixing ratio'
3216             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3217          ENDIF
3218       ENDIF       
3219!
3220!--    Read chemistry variables.
3221!--    Please note, for the moment, only LOD=1 is allowed
3222       IF ( air_chemistry )  THEN
3223!
3224!--       Allocate chemistry input profiles, as well as arrays for fill values
3225!--       and LOD's.
3226          ALLOCATE( init_3d%chem_init(nzb:nzt+1,                               &
3227                                      1:UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1 )) )
3228          ALLOCATE( init_3d%fill_chem(1:UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1)) )   
3229          ALLOCATE( init_3d%lod_chem(1:UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1))  ) 
3230         
3231          DO  n = 1, UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1)
3232             IF ( check_existence( var_names,                                  &
3233                                   TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ) ) )  THEN
3234!
3235!--             Read attributes for the fill value and level-of-detail
3236                CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill,                     &
3237                                    init_3d%fill_chem(n),                      &
3238                                    .FALSE.,                                   &
3239                                    TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ) )
3240                CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod,                      &
3241                                    init_3d%lod_chem(n),                       &
3242                                    .FALSE.,                                   &
3243                                    TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ) )
3244!
3245!--             Give message that only LOD=1 is allowed.
3246                IF ( init_3d%lod_chem(n) /= 1 )  THEN               
3247                   message_string = 'For chemistry variables only LOD=1 is ' //&
3248                                    'allowed.'
3249                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0586',            &
3250                                 1, 2, 0, 6, 0 )
3251                ENDIF
3252!
3253!--             level-of-detail 1 - read initialization profile
3254                CALL get_variable( id_dynamic,                                 &
3255                                   TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ),          &
3256                                   init_3d%chem_init(nzb+1:nzt,n) )
3257!
3258!--             Set bottom and top boundary condition (Neumann)
3259                init_3d%chem_init(nzb,n)   = init_3d%chem_init(nzb+1,n)
3260                init_3d%chem_init(nzt+1,n) = init_3d%chem_init(nzt,n)
3261               
3262                init_3d%from_file_chem(n) = .TRUE.
3263             ENDIF
3264          ENDDO
3265       ENDIF
3266!
3267!--    Close input file
3268       CALL close_input_file( id_dynamic )
3269#endif
3270!
3271!--    End of CPU measurement
3272       CALL cpu_log( log_point_s(85), 'NetCDF input init', 'stop' )
3273!
3274!--    Finally, check if the input data has any fill values. Please note,
3275!--    checks depend on the LOD of the input data.
3276       IF ( init_3d%from_file_u )  THEN
3277          check_passed = .TRUE.
3278          IF ( init_3d%lod_u == 1 )  THEN
3279             IF ( ANY( init_3d%u_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_u ) )       &
3280                check_passed = .FALSE.
3281          ELSEIF ( init_3d%lod_u == 2 )  THEN
3282             IF ( ANY( u(nzb+1:nzt+1,nys:nyn,nxlu:nxr) == init_3d%fill_u ) )   &
3283                check_passed = .FALSE.
3284          ENDIF
3285          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3286             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_u must ' //    &
3287                              'not contain any _FillValues'
3288             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3289          ENDIF
3290       ENDIF
3291
3292       IF ( init_3d%from_file_v )  THEN
3293          check_passed = .TRUE.
3294          IF ( init_3d%lod_v == 1 )  THEN
3295             IF ( ANY( init_3d%v_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_v ) )       &
3296                check_passed = .FALSE.
3297          ELSEIF ( init_3d%lod_v == 2 )  THEN
3298             IF ( ANY( v(nzb+1:nzt+1,nysv:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_v ) )   &
3299                check_passed = .FALSE.
3300          ENDIF
3301          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3302             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_v must ' //    &
3303                              'not contain any _FillValues'
3304             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3305          ENDIF
3306       ENDIF
3307
3308       IF ( init_3d%from_file_w )  THEN
3309          check_passed = .TRUE.
3310          IF ( init_3d%lod_w == 1 )  THEN
3311             IF ( ANY( init_3d%w_init(nzb+1:nzt) == init_3d%fill_w ) )         &
3312                check_passed = .FALSE.
3313          ELSEIF ( init_3d%lod_w == 2 )  THEN
3314             IF ( ANY( w(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_w ) )      &
3315                check_passed = .FALSE.
3316          ENDIF
3317          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3318             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_w must ' //    &
3319                              'not contain any _FillValues'
3320             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3321          ENDIF
3322       ENDIF
3323
3324       IF ( init_3d%from_file_pt )  THEN
3325          check_passed = .TRUE.
3326          IF ( init_3d%lod_pt == 1 )  THEN
3327             IF ( ANY( init_3d%pt_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_pt ) )     &
3328                check_passed = .FALSE.
3329          ELSEIF ( init_3d%lod_pt == 2 )  THEN
3330             IF ( ANY( pt(nzb+1:nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_pt ) )  &
3331                check_passed = .FALSE.
3332          ENDIF
3333          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3334             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_pt must ' //   &
3335                              'not contain any _FillValues'
3336             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3337          ENDIF
3338       ENDIF
3339
3340       IF ( init_3d%from_file_q )  THEN
3341          check_passed = .TRUE.
3342          IF ( init_3d%lod_q == 1 )  THEN
3343             IF ( ANY( init_3d%q_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_q ) )       &
3344                check_passed = .FALSE.
3345          ELSEIF ( init_3d%lod_q == 2 )  THEN
3346             IF ( ANY( q(nzb+1:nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_q ) )    &
3347                check_passed = .FALSE.
3348          ENDIF
3349          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3350             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_q must ' //    &
3351                              'not contain any _FillValues'
3352             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3353          ENDIF
3354       ENDIF
3355!
3356!--    Workaround for cyclic conditions. Please see above for further explanation.
3357       IF ( bc_lr_cyc  .AND.  nxl == 0 )  nxlu = nxl
3358       IF ( bc_ns_cyc  .AND.  nys == 0 )  nysv = nys
3359
3360    END SUBROUTINE netcdf_data_input_init_3d
3361
3362!------------------------------------------------------------------------------!
3363! Description:
3364! ------------
3365!> Checks input file for consistency and minimum requirements.
3366!------------------------------------------------------------------------------!
3367    SUBROUTINE netcdf_data_input_check_dynamic
3368
3369       USE control_parameters,                                                 &
3370           ONLY:  initializing_actions, message_string
3371
3372       IMPLICIT NONE
3373!
3374!--    Dynamic input file must also be present if initialization via inifor is
3375!--    prescribed.
3376       IF ( .NOT. input_pids_dynamic  .AND.                                    &
3377            INDEX( initializing_actions, 'inifor' ) /= 0 )  THEN
3378          message_string = 'initializing_actions = inifor requires dynamic ' //&
3379                           'input file ' // TRIM( input_file_dynamic ) //      &
3380                           TRIM( coupling_char )
3381          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0547', 1, 2, 0, 6, 0 )
3382       ENDIF
3383
3384    END SUBROUTINE netcdf_data_input_check_dynamic
3385
3386!------------------------------------------------------------------------------!
3387! Description:
3388! ------------
3389!> Checks input file for consistency and minimum requirements.
3390!------------------------------------------------------------------------------!
3391    SUBROUTINE netcdf_data_input_check_static
3392
3393       USE arrays_3d,                                                          &
3394           ONLY:  zu
3395
3396       USE control_parameters,                                                 &
3397           ONLY:  land_surface, message_string, urban_surface
3398
3399       USE indices,                                                            &
3400           ONLY:  nxl, nxr, nyn, nys, wall_flags_0
3401
3402       IMPLICIT NONE
3403
3404       INTEGER(iwp) ::  i      !< loop index along x-direction
3405       INTEGER(iwp) ::  j      !< loop index along y-direction
3406       INTEGER(iwp) ::  n_surf !< number of different surface types at given location
3407
3408       LOGICAL      ::  check_passed !< flag indicating if a check passed
3409
3410!
3411!--    Return if no static input file is available
3412       IF ( .NOT. input_pids_static )  RETURN
3413!
3414!--    Check for correct dimension of surface_fractions, should run from 0-2.
3415       IF ( surface_fraction_f%from_file )  THEN
3416          IF ( surface_fraction_f%nf-1 > 2 )  THEN
3417             message_string = 'nsurface_fraction must not be larger than 3.' 
3418             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0580', 1, 2, 0, 6, 0 )
3419          ENDIF
3420       ENDIF
3421!
3422!--    Check orography for fill-values. For the moment, give an error message.
3423!--    More advanced methods, e.g. a nearest neighbor algorithm as used in GIS
3424!--    systems might be implemented later.
3425!--    Please note, if no terrain height is provided, it is set to 0.
3426       IF ( ANY( terrain_height_f%var == terrain_height_f%fill ) )  THEN
3427          message_string = 'NetCDF variable zt is not ' //                     &
3428                           'allowed to have missing data'
3429          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0550', 2, 2, myid, 6, 0 )
3430       ENDIF
3431!
3432!--    Check for negative terrain heights
3433       IF ( ANY( terrain_height_f%var < 0.0_wp ) )  THEN
3434          message_string = 'NetCDF variable zt is not ' //                     &
3435                           'allowed to have negative values'
3436          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0551', 2, 2, myid, 6, 0 )
3437       ENDIF
3438!
3439!--    If 3D buildings are read, check if building information is consistent
3440!--    to numeric grid.
3441       IF ( buildings_f%from_file )  THEN
3442          IF ( buildings_f%lod == 2 )  THEN
3443             IF ( buildings_f%nz > SIZE( zu ) )  THEN
3444                message_string = 'Reading 3D building data - too much ' //     &
3445                                 'data points along the vertical coordinate.'
3446                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0552', 2, 2, 0, 6, 0 )
3447             ENDIF
3448
3449             IF ( ANY( ABS( buildings_f%z(0:buildings_f%nz-1) -                &
3450                       zu(0:buildings_f%nz-1) ) > 1E-6_wp ) )  THEN
3451                message_string = 'Reading 3D building data - vertical ' //     &
3452                                 'coordinate do not match numeric grid.'
3453                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0553', 2, 2, 0, 6, 0 )
3454             ENDIF
3455          ENDIF
3456       ENDIF
3457
3458!
3459!--    Skip further checks concerning buildings and natural surface properties
3460!--    if no urban surface and land surface model are applied.
3461       IF (  .NOT. land_surface  .AND.  .NOT. urban_surface )  RETURN
3462!
3463!--    Check for minimum requirement of surface-classification data in case
3464!--    static input file is used.
3465       IF ( ( .NOT. vegetation_type_f%from_file  .OR.                          &
3466              .NOT. pavement_type_f%from_file    .OR.                          &
3467              .NOT. water_type_f%from_file       .OR.                          &
3468              .NOT. soil_type_f%from_file             ) .OR.                   &
3469             ( urban_surface  .AND.  .NOT. building_type_f%from_file ) )  THEN
3470          message_string = 'Minimum requirement for surface classification ' //&
3471                           'is not fulfilled. At least ' //                    &
3472                           'vegetation_type, pavement_type, ' //               &
3473                           'soil_type and water_type are '//                   &
3474                           'required. If urban-surface model is applied, ' //  &
3475                           'also building_type is required'
3476          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0554', 1, 2, 0, 6, 0 )
3477       ENDIF
3478!
3479!--    Check for general availability of input variables.
3480!--    If vegetation_type is 0 at any location, vegetation_pars as well as
3481!--    root_area_dens_s are required.
3482       IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
3483          IF ( ANY( vegetation_type_f%var == 0 ) )  THEN
3484             IF ( .NOT. vegetation_pars_f%from_file )  THEN
3485                message_string = 'If vegetation_type = 0 at any location, ' // &
3486                                 'vegetation_pars is required'
3487                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0555', 2, 2, -1, 6, 0 )
3488             ENDIF
3489             IF ( .NOT. root_area_density_lsm_f%from_file )  THEN
3490                message_string = 'If vegetation_type = 0 at any location, ' // &
3491                                 'root_area_dens_s is required'
3492                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0556', 2, 2, myid, 6, 0 )
3493             ENDIF
3494          ENDIF
3495       ENDIF
3496!
3497!--    If soil_type is zero at any location, soil_pars is required.
3498       IF ( soil_type_f%from_file )  THEN
3499          check_passed = .TRUE.
3500          IF ( ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
3501             IF ( ANY( soil_type_f%var_2d == 0 ) )  THEN
3502                IF ( .NOT. soil_pars_f%from_file )  check_passed = .FALSE.
3503             ENDIF
3504          ELSE
3505             IF ( ANY( soil_type_f%var_3d == 0 ) )  THEN
3506                IF ( .NOT. soil_pars_f%from_file )  check_passed = .FALSE.
3507             ENDIF
3508          ENDIF
3509          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3510             message_string = 'If soil_type = 0 at any location, ' //          &
3511                              'soil_pars is required'
3512             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0557', 2, 2, myid, 6, 0 )
3513          ENDIF
3514       ENDIF
3515!
3516!--    Buildings require a type in case of urban-surface model.
3517       IF ( buildings_f%from_file  .AND.  .NOT. building_type_f%from_file  )  THEN
3518          message_string = 'If buildings are provided, also building_type ' // &
3519                           'is required'
3520          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0581', 2, 2, myid, 6, 0 )
3521       ENDIF
3522!
3523!--    Buildings require an ID.
3524       IF ( buildings_f%from_file  .AND.  .NOT. building_id_f%from_file  )  THEN
3525          message_string = 'If buildings are provided, also building_id ' //   &
3526                           'is required'
3527          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0582', 2, 2, myid, 6, 0 )
3528       ENDIF
3529!
3530!--    If building_type is zero at any location, building_pars is required.
3531       IF ( building_type_f%from_file )  THEN
3532          IF ( ANY( building_type_f%var == 0 ) )  THEN
3533             IF ( .NOT. building_pars_f%from_file )  THEN
3534                message_string = 'If building_type = 0 at any location, ' //   &
3535                                 'building_pars is required'
3536                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0558', 2, 2, myid, 6, 0 )
3537             ENDIF
3538          ENDIF
3539       ENDIF
3540!
3541!--    If building_type is provided, also building_id is needed (due to the
3542!--    filtering algorithm).
3543       IF ( building_type_f%from_file  .AND.  .NOT. building_id_f%from_file )  &
3544       THEN
3545          message_string = 'If building_type is provided, also building_id '// &
3546                           'is required'
3547          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0519', 2, 2, myid, 6, 0 )
3548       ENDIF       
3549!
3550!--    If albedo_type is zero at any location, albedo_pars is required.
3551       IF ( albedo_type_f%from_file )  THEN
3552          IF ( ANY( albedo_type_f%var == 0 ) )  THEN
3553             IF ( .NOT. albedo_pars_f%from_file )  THEN
3554                message_string = 'If albedo_type = 0 at any location, ' //     &
3555                                 'albedo_pars is required'
3556                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0559', 2, 2, myid, 6, 0 )
3557             ENDIF
3558          ENDIF
3559       ENDIF
3560!
3561!--    If pavement_type is zero at any location, pavement_pars is required.
3562       IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
3563          IF ( ANY( pavement_type_f%var == 0 ) )  THEN
3564             IF ( .NOT. pavement_pars_f%from_file )  THEN
3565                message_string = 'If pavement_type = 0 at any location, ' //   &
3566                                 'pavement_pars is required'
3567                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0560', 2, 2, myid, 6, 0 )
3568             ENDIF
3569          ENDIF
3570       ENDIF
3571!
3572!--    If pavement_type is zero at any location, also pavement_subsurface_pars
3573!--    is required.
3574       IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
3575          IF ( ANY( pavement_type_f%var == 0 ) )  THEN
3576             IF ( .NOT. pavement_subsurface_pars_f%from_file )  THEN
3577                message_string = 'If pavement_type = 0 at any location, ' //   &
3578                                 'pavement_subsurface_pars is required'
3579                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0561', 2, 2, myid, 6, 0 )
3580             ENDIF
3581          ENDIF
3582       ENDIF
3583!
3584!--    If water_type is zero at any location, water_pars is required.
3585       IF ( water_type_f%from_file )  THEN
3586          IF ( ANY( water_type_f%var == 0 ) )  THEN
3587             IF ( .NOT. water_pars_f%from_file )  THEN
3588                message_string = 'If water_type = 0 at any location, ' //      &
3589                                 'water_pars is required'
3590                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0562', 2, 2,myid, 6, 0 )
3591             ENDIF
3592          ENDIF
3593       ENDIF
3594!
3595!--    Check for local consistency of the input data.
3596       DO  i = nxl, nxr
3597          DO  j = nys, nyn
3598!
3599!--          For each (y,x)-location at least one of the parameters
3600!--          vegetation_type, pavement_type, building_type, or water_type
3601!--          must be set to a non­missing value.
3602             IF ( land_surface  .AND.  .NOT. urban_surface )  THEN
3603                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == vegetation_type_f%fill  .AND.&
3604                     pavement_type_f%var(j,i)   == pavement_type_f%fill    .AND.&
3605                     water_type_f%var(j,i)      == water_type_f%fill )  THEN
3606                   WRITE( message_string, * )                                  &
3607                                    'At least one of the parameters '//        &
3608                                    'vegetation_type, pavement_type, '     //  &
3609                                    'or water_type must be set '//             &
3610                                    'to a non-missing value. Grid point: ', j, i
3611                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0563', 2, 2, myid, 6, 0 )
3612                ENDIF
3613             ELSEIF ( land_surface  .AND.  urban_surface )  THEN
3614                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == vegetation_type_f%fill  .AND.&
3615                     pavement_type_f%var(j,i)   == pavement_type_f%fill    .AND.&
3616                     building_type_f%var(j,i)   == building_type_f%fill    .AND.&
3617                     water_type_f%var(j,i)      == water_type_f%fill )  THEN
3618                   WRITE( message_string, * )                                  &
3619                                 'At least one of the parameters '//           &
3620                                 'vegetation_type, pavement_type, '  //        &
3621                                 'building_type, or water_type must be set '// &
3622                                 'to a non-missing value. Grid point: ', j, i
3623                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0563', 2, 2, myid, 6, 0 )
3624                ENDIF
3625             ENDIF
3626               
3627!
3628!--          Note that a soil_type is required for each location (y,x) where
3629!--          either vegetation_type or pavement_type is a non­missing value.
3630             IF ( ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill  .OR. &
3631                    pavement_type_f%var(j,i)   /= pavement_type_f%fill ) )  THEN
3632                check_passed = .TRUE.
3633                IF ( ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
3634                   IF ( soil_type_f%var_2d(j,i) == soil_type_f%fill )          &
3635                      check_passed = .FALSE.
3636                ELSE
3637                   IF ( ANY( soil_type_f%var_3d(:,j,i) == soil_type_f%fill) )  &
3638                      check_passed = .FALSE.
3639                ENDIF
3640
3641                IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3642                   message_string = 'soil_type is required for each '//        &
3643                                 'location (y,x) where vegetation_type or ' // &
3644                                 'pavement_type is a non-missing value.'
3645                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0564',            &
3646                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3647                ENDIF
3648             ENDIF
3649!
3650!--          Check for consistency of given types. At the moment, only one
3651!--          of vegetation, pavement, or water-type can be set. This is
3652!--          because no tile approach is yet implemented in the land-surface
3653!--          model. Later, when this is possible, surface fraction need to be
3654!--          given and the sum must not  be larger than 1. Please note, in case
3655!--          more than one type is given at a pixel, an error message will be
3656!--          given.
3657             n_surf = 0
3658             IF ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill )       &
3659                n_surf = n_surf + 1
3660             IF ( water_type_f%var(j,i)      /= water_type_f%fill )            &
3661                n_surf = n_surf + 1
3662             IF ( pavement_type_f%var(j,i)   /= pavement_type_f%fill )         &
3663                n_surf = n_surf + 1
3664
3665             IF ( n_surf > 1 )  THEN
3666                WRITE( message_string, * )                                     &
3667                                 'More than one surface type (vegetation, '//  &
3668                                 'pavement, water) is given at a location. '// &
3669                                 'Please note, this is not possible at ' //    &
3670                                 'the moment as no tile approach has been ' // &
3671                                 'yet implemented. (i,j) = ', i, j
3672                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0565',               &
3673                               2, 2, myid, 6, 0 )
3674
3675!                 IF ( .NOT. surface_fraction_f%from_file )  THEN
3676!                    message_string = 'More than one surface type (vegetation '//&
3677!                                  'pavement, water) is given at a location. '// &
3678!                                  'Please note, this is not possible at ' //    &
3679!                                  'the moment as no tile approach is yet ' //   &
3680!                                  'implemented.'
3681!                    message_string = 'If more than one surface type is ' //     &
3682!                                  'given at a location, surface_fraction ' //   &
3683!                                  'must be provided.'
3684!                    CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0565',            &
3685!                                   2, 2, myid, 6, 0 )
3686!                 ELSEIF ( ANY ( surface_fraction_f%frac(:,j,i) ==               &
3687!                                surface_fraction_f%fill ) )  THEN
3688!                    message_string = 'If more than one surface type is ' //     &
3689!                                  'given at a location, surface_fraction ' //   &
3690!                                  'must be provided.'
3691!                    CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0565',            &
3692!                                   2, 2, myid, 6, 0 )
3693!                 ENDIF
3694             ENDIF
3695!
3696!--          Check for further mismatches. e.g. relative fractions exceed 1 or
3697!--          vegetation_type is set but surface vegetation fraction is zero,
3698!--          etc..
3699             IF ( surface_fraction_f%from_file )  THEN
3700!
3701!--             If surface fractions is given, also check that only one type
3702!--             is given.
3703                IF ( SUM( MERGE( 1, 0, surface_fraction_f%frac(:,j,i) /= 0.0_wp&
3704                                .AND.  surface_fraction_f%frac(:,j,i) /=       &
3705                                       surface_fraction_f%fill  ) ) > 1 )  THEN
3706                   WRITE( message_string, * )                                  &
3707                                    'surface_fraction is given for more ' //   &
3708                                    'than one type. ' //                       &
3709                                    'Please note, this is not possible at ' // &
3710                                    'the moment as no tile approach has '//    &
3711                                    'yet been implemented. (i, j) = ', i, j
3712                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0676',            &
3713                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3714                ENDIF
3715!
3716!--             Sum of relative fractions must be 1. Note, due to type
3717!--             type conversions due to reading, the sum of surface fractions
3718!--             might be not exactly 1. Hence, the sum is check with a
3719!--             tolerance. Later, in the land-surface model, the relative
3720!--             fractions are normalized to one.
3721                IF ( ANY( surface_fraction_f%frac(:,j,i) /=                    &
3722                          surface_fraction_f%fill ) )  THEN
3723                   IF ( SUM ( surface_fraction_f%frac(0:2,j,i) ) >             &
3724                        1.0_wp + 1E-8_wp  .OR.                                 &
3725                        SUM ( surface_fraction_f%frac(0:2,j,i) ) <             &
3726                        1.0_wp - 1E-8_wp )  THEN
3727                      WRITE( message_string, * )                               &
3728                                    'The sum of all land-surface fractions ' //&
3729                                    'must equal 1. ', i, j
3730                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0566',         &
3731                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3732                   ENDIF
3733                ENDIF
3734!
3735!--             Relative fraction for a type must not be zero at locations where
3736!--             this type is set.
3737                IF (                                                           &
3738                  ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill  .AND.&
3739                 ( surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) == 0.0_wp .OR.    &
3740                   surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) ==                &
3741                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3742                  )  .OR.                                                      &
3743                  ( pavement_type_f%var(j,i) /= pavement_type_f%fill     .AND. &
3744                 ( surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) == 0.0_wp .OR.   &
3745                   surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) ==               &
3746                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3747                  )  .OR.                                                      &
3748                  ( water_type_f%var(j,i) /= water_type_f%fill           .AND. &
3749                 ( surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) == 0.0_wp .OR.     &
3750                   surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) ==                 &
3751                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3752                  ) )  THEN
3753                   WRITE( message_string, * ) 'Mismatch in setting of '     // &
3754                             'surface_fraction. Vegetation-, pavement-, or '// &
3755                             'water surface is given at (i,j) = ( ', i, j,     &
3756                             ' ), but surface fraction is 0 for the given type.'
3757                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0567',            &
3758                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3759                ENDIF
3760!
3761!--             Relative fraction for a type must not contain non-zero values
3762!--             if this type is not set.
3763                IF (                                                           &
3764                  ( vegetation_type_f%var(j,i) == vegetation_type_f%fill  .AND.&
3765                 ( surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) /= 0.0_wp .AND.   &
3766                   surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) /=                &
3767                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3768                  )  .OR.                                                      &
3769                  ( pavement_type_f%var(j,i) == pavement_type_f%fill     .AND. &
3770                 ( surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) /= 0.0_wp .AND.  &
3771                   surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) /=               &
3772                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3773                  )  .OR.                                                      &
3774                  ( water_type_f%var(j,i) == water_type_f%fill           .AND. &
3775                 ( surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) /= 0.0_wp .AND.    &
3776                   surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) /=                 &
3777                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3778                  ) )  THEN
3779                   WRITE( message_string, * ) 'Mismatch in setting of '     // &
3780                             'surface_fraction. Vegetation-, pavement-, or '// &
3781                             'water surface is not given at (i,j) = ( ', i, j, &
3782                             ' ), but surface fraction is not 0 for the ' //   &
3783                             'given type.'
3784                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0568',            &
3785                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3786                ENDIF
3787             ENDIF
3788!
3789!--          Check vegetation_pars. If vegetation_type is 0, all parameters
3790!--          need to be set, otherwise, single parameters set by
3791!--          vegetation_type can be overwritten.
3792             IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
3793                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3794                   IF ( ANY( vegetation_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==               &
3795                             vegetation_pars_f%fill ) )  THEN
3796                      message_string = 'If vegetation_type(y,x) = 0, all '  // &
3797                                       'parameters of vegetation_pars at '//   &
3798                                       'this location must be set.'
3799                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0569',         &
3800                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3801                   ENDIF
3802                ENDIF
3803             ENDIF
3804!
3805!--          Check root distribution. If vegetation_type is 0, all levels must
3806!--          be set.
3807             IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
3808                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3809                   IF ( ANY( root_area_density_lsm_f%var(:,j,i) ==             &
3810                             root_area_density_lsm_f%fill ) )  THEN
3811                      message_string = 'If vegetation_type(y,x) = 0, all ' //  &
3812                                       'levels of root_area_dens_s ' //        &
3813                                       'must be set at this location.'
3814                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0570',         &
3815                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3816                   ENDIF
3817                ENDIF
3818             ENDIF
3819!
3820!--          Check soil parameters. If soil_type is 0, all parameters
3821!--          must be set.
3822             IF ( soil_type_f%from_file )  THEN
3823                check_passed = .TRUE.
3824                IF ( ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
3825                   IF ( soil_type_f%var_2d(j,i) == 0 )  THEN
3826                      IF ( ANY( soil_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                  &
3827                                soil_pars_f%fill ) )  check_passed = .FALSE.
3828                   ENDIF
3829                ELSE
3830                   IF ( ANY( soil_type_f%var_3d(:,j,i) == 0 ) )  THEN
3831                      IF ( ANY( soil_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                  &
3832                                soil_pars_f%fill ) )  check_passed = .FALSE.
3833                   ENDIF
3834                ENDIF
3835                IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3836                   message_string = 'If soil_type(y,x) = 0, all levels of '  //&
3837                                    'soil_pars at this location must be set.'
3838                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0571',            &
3839                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3840                ENDIF
3841             ENDIF
3842
3843!
3844!--          Check building parameters. If building_type is 0, all parameters
3845!--          must be set.
3846             IF ( building_type_f%from_file )  THEN
3847                IF ( building_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3848                   IF ( ANY( building_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                 &
3849                             building_pars_f%fill ) )  THEN
3850                      message_string = 'If building_type(y,x) = 0, all ' //    &
3851                                       'parameters of building_pars at this '//&
3852                                       'location must be set.'
3853                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0572',         &
3854                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3855                   ENDIF
3856                ENDIF
3857             ENDIF
3858!
3859!--          Check if building_type is set at each building and vice versa.
3860!--          Please note, buildings are already processed and filtered.
3861!--          For this reason, consistency checks are based on wall_flags_0
3862!--          rather than buildings_f (buildings are represented by bit 6 in
3863!--          wall_flags_0).
3864             IF ( building_type_f%from_file  .AND.  buildings_f%from_file )  THEN
3865                IF ( ANY( BTEST ( wall_flags_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.            &
3866                     building_type_f%var(j,i) == building_type_f%fill  .OR.    &
3867               .NOT. ANY( BTEST ( wall_flags_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.            &
3868                     building_type_f%var(j,i) /= building_type_f%fill )  THEN
3869                   WRITE( message_string, * ) 'Each location where a ' //      &
3870                                   'building is set requires a type ' //       &
3871                                   '( and vice versa ) in case the ' //        &
3872                                   'urban-surface model is applied. ' //       &
3873                                   'i, j = ', i, j
3874                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0573',            &
3875                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3876                ENDIF
3877             ENDIF
3878!
3879!--          Check if at each location where a building is present also an ID
3880!--          is set and vice versa.
3881             IF ( buildings_f%from_file )  THEN
3882                IF ( ANY( BTEST ( wall_flags_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.           &
3883                     building_id_f%var(j,i) == building_id_f%fill  .OR.       &
3884               .NOT. ANY( BTEST ( wall_flags_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.           &
3885                     building_id_f%var(j,i) /= building_id_f%fill )  THEN
3886                   WRITE( message_string, * ) 'Each location where a ' //     &
3887                                   'building is set requires an ID ' //       &
3888                                   '( and vice versa ). i, j = ', i, j
3889                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0574',           &
3890                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3891                ENDIF
3892             ENDIF
3893!
3894!--          Check if building ID is set where a bulding is defined.
3895             IF ( buildings_f%from_file )  THEN
3896                IF ( ANY( BTEST ( wall_flags_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.           &
3897                     building_id_f%var(j,i) == building_id_f%fill )  THEN
3898                   WRITE( message_string, * ) 'Each building grid point '//   &
3899                                              'requires an ID.', i, j
3900                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0575',           &
3901                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3902                ENDIF
3903             ENDIF
3904!
3905!--          Check albedo parameters. If albedo_type is 0, all parameters
3906!--          must be set.
3907             IF ( albedo_type_f%from_file )  THEN
3908                IF ( albedo_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3909                   IF ( ANY( albedo_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                   &
3910                             albedo_pars_f%fill ) )  THEN
3911                      message_string = 'If albedo_type(y,x) = 0, all ' //      &
3912                                       'parameters of albedo_pars at this ' // &
3913                                       'location must be set.'
3914                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0576',         &
3915                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3916                   ENDIF
3917                ENDIF
3918             ENDIF
3919
3920!
3921!--          Check pavement parameters. If pavement_type is 0, all parameters
3922!--          of pavement_pars must be set at this location.
3923             IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
3924                IF ( pavement_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3925                   IF ( ANY( pavement_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                 &
3926                             pavement_pars_f%fill ) )  THEN
3927                      message_string = 'If pavement_type(y,x) = 0, all ' //    &
3928                                       'parameters of pavement_pars at this '//&
3929                                       'location must be set.'
3930                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0577',         &
3931                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3932                   ENDIF
3933                ENDIF
3934             ENDIF
3935!
3936!--          Check pavement-subsurface parameters. If pavement_type is 0,
3937!--          all parameters of pavement_subsurface_pars must be set  at this
3938!--          location.
3939             IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
3940                IF ( pavement_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3941                   IF ( ANY( pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz(:,:,j,i) ==   &
3942                             pavement_subsurface_pars_f%fill ) )  THEN
3943                      message_string = 'If pavement_type(y,x) = 0, all ' //    &
3944                                       'parameters of '                  //    &
3945                                       'pavement_subsurface_pars at this '//   &
3946                                       'location must be set.'
3947                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0578',         &
3948                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3949                   ENDIF
3950                ENDIF
3951             ENDIF
3952
3953!
3954!--          Check water parameters. If water_type is 0, all parameters
3955!--          must be set  at this location.
3956             IF ( water_type_f%from_file )  THEN
3957                IF ( water_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3958                   IF ( ANY( water_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                    &
3959                             water_pars_f%fill ) )  THEN
3960                      message_string = 'If water_type(y,x) = 0, all ' //       &
3961                                       'parameters of water_pars at this ' //  &
3962                                       'location must be set.'
3963                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0579',         &
3964                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3965                   ENDIF
3966                ENDIF
3967             ENDIF
3968
3969          ENDDO
3970       ENDDO
3971
3972    END SUBROUTINE netcdf_data_input_check_static
3973
3974!------------------------------------------------------------------------------!
3975! Description:
3976! ------------
3977!> Resize 8-bit 2D Integer array: (nys:nyn,nxl:nxr) -> (nysg:nyng,nxlg:nxrg)
3978!------------------------------------------------------------------------------!
3979    SUBROUTINE resize_array_2d_int8( var, js, je, is, ie )
3980   
3981       IMPLICIT NONE
3982
3983       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
3984       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
3985       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
3986       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
3987       
3988       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
3989       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
3990!
3991!--    Allocate temporary variable
3992       ALLOCATE( var_tmp(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
3993!
3994!--    Temporary copy of the variable
3995       var_tmp(js:je,is:ie) = var(js:je,is:ie)
3996!
3997!--    Resize the array
3998       DEALLOCATE( var )
3999       ALLOCATE( var(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4000!
4001!--    Transfer temporary copy back to original array
4002       var(js:je,is:ie) = var_tmp(js:je,is:ie)
4003
4004    END SUBROUTINE resize_array_2d_int8
4005   
4006!------------------------------------------------------------------------------!
4007! Description:
4008! ------------
4009!> Resize 32-bit 2D Integer array: (nys:nyn,nxl:nxr) -> (nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4010!------------------------------------------------------------------------------!
4011    SUBROUTINE resize_array_2d_int32( var, js, je, is, ie )
4012
4013       IMPLICIT NONE
4014       
4015       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4016       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4017       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4018       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4019
4020       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4021       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4022!
4023!--    Allocate temporary variable
4024       ALLOCATE( var_tmp(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4025!
4026!--    Temporary copy of the variable
4027       var_tmp(js:je,is:ie) = var(js:je,is:ie)
4028!
4029!--    Resize the array
4030       DEALLOCATE( var )
4031       ALLOCATE( var(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4032!
4033!--    Transfer temporary copy back to original array
4034       var(js:je,is:ie) = var_tmp(js:je,is:ie)
4035
4036    END SUBROUTINE resize_array_2d_int32
4037   
4038!------------------------------------------------------------------------------!
4039! Description:
4040! ------------
4041!> Resize 8-bit 3D Integer array: (:,nys:nyn,nxl:nxr) -> (:,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4042!------------------------------------------------------------------------------!
4043    SUBROUTINE resize_array_3d_int8( var, ks, ke, js, je, is, ie )
4044
4045       IMPLICIT NONE
4046
4047       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4048       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4049       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4050       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4051       INTEGER(iwp) ::  ke !< upper bound of treated array in z-direction 
4052       INTEGER(iwp) ::  ks !< lower bound of treated array in z-direction 
4053       
4054       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4055       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4056!
4057!--    Allocate temporary variable
4058       ALLOCATE( var_tmp(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4059!
4060!--    Temporary copy of the variable
4061       var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie) = var(ks:ke,js:je,is:ie)
4062!
4063!--    Resize the array
4064       DEALLOCATE( var )
4065       ALLOCATE( var(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4066!
4067!--    Transfer temporary copy back to original array
4068       var(ks:ke,js:je,is:ie) = var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie)
4069
4070    END SUBROUTINE resize_array_3d_int8
4071   
4072!------------------------------------------------------------------------------!
4073! Description:
4074! ------------
4075!> Resize 3D Real array: (:,nys:nyn,nxl:nxr) -> (:,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4076!------------------------------------------------------------------------------!
4077    SUBROUTINE resize_array_3d_real( var, ks, ke, js, je, is, ie )
4078
4079       IMPLICIT NONE
4080
4081       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4082       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4083       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4084       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4085       INTEGER(iwp) ::  ke !< upper bound of treated array in z-direction 
4086       INTEGER(iwp) ::  ks !< lower bound of treated array in z-direction 
4087       
4088       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4089       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4090!
4091!--    Allocate temporary variable
4092       ALLOCATE( var_tmp(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4093!
4094!--    Temporary copy of the variable
4095       var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie) = var(ks:ke,js:je,is:ie)
4096!
4097!--    Resize the array
4098       DEALLOCATE( var )
4099       ALLOCATE( var(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4100!
4101!--    Transfer temporary copy back to original array
4102       var(ks:ke,js:je,is:ie) = var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie)
4103
4104    END SUBROUTINE resize_array_3d_real
4105   
4106!------------------------------------------------------------------------------!
4107! Description:
4108! ------------
4109!> Resize 4D Real array: (:,:,nys:nyn,nxl:nxr) -> (:,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4110!------------------------------------------------------------------------------!
4111    SUBROUTINE resize_array_4d_real( var, k1s, k1e, k2s, k2e, js, je, is, ie )
4112
4113       IMPLICIT NONE
4114       
4115       INTEGER(iwp) ::  je  !< upper index bound along y direction
4116       INTEGER(iwp) ::  js  !< lower index bound along y direction
4117       INTEGER(iwp) ::  ie  !< upper index bound along x direction
4118       INTEGER(iwp) ::  is  !< lower index bound along x direction
4119       INTEGER(iwp) ::  k1e !< upper bound of treated array in z-direction 
4120       INTEGER(iwp) ::  k1s !< lower bound of treated array in z-direction
4121       INTEGER(iwp) ::  k2e !< upper bound of treated array along parameter space 
4122       INTEGER(iwp) ::  k2s !< lower bound of treated array along parameter space 
4123       
4124       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4125       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4126!
4127!--    Allocate temporary variable
4128       ALLOCATE( var_tmp(k1s:k1e,k2s:k2e,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4129!
4130!--    Temporary copy of the variable
4131       var_tmp(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie) = var(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie)
4132!
4133!--    Resize the array
4134       DEALLOCATE( var )
4135       ALLOCATE( var(k1s:k1e,k2s:k2e,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4136!
4137!--    Transfer temporary copy back to original array
4138       var(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie) = var_tmp(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie)
4139
4140    END SUBROUTINE resize_array_4d_real
4141
4142!------------------------------------------------------------------------------!
4143! Description:
4144! ------------
4145!> Checks if a given variables is on file
4146!------------------------------------------------------------------------------!
4147    FUNCTION check_existence( vars_in_file, var_name )
4148
4149       IMPLICIT NONE
4150
4151       CHARACTER(LEN=*) ::  var_name                   !< variable to be checked
4152       CHARACTER(LEN=*), DIMENSION(:) ::  vars_in_file !< list of variables in file
4153
4154       INTEGER(iwp) ::  i                              !< loop variable
4155
4156       LOGICAL ::  check_existence                     !< flag indicating whether a variable exist or not - actual return value
4157
4158       i = 1
4159       check_existence = .FALSE.
4160       DO  WHILE ( i <= SIZE( vars_in_file ) )
4161          check_existence = TRIM( vars_in_file(i) ) == TRIM( var_name )  .OR.  &
4162                            check_existence
4163          i = i + 1
4164       ENDDO
4165
4166       RETURN
4167
4168    END FUNCTION check_existence
4169
4170
4171!------------------------------------------------------------------------------!
4172! Description:
4173! ------------
4174!> Closes an existing netCDF file.
4175!------------------------------------------------------------------------------!
4176    SUBROUTINE close_input_file( id )
4177#if defined( __netcdf )
4178
4179       USE pegrid
4180
4181       IMPLICIT NONE
4182
4183       INTEGER(iwp), INTENT(INOUT)        ::  id        !< file id
4184
4185       nc_stat = NF90_CLOSE( id )
4186       CALL handle_error( 'close', 540 )
4187#endif
4188    END SUBROUTINE close_input_file
4189
4190!------------------------------------------------------------------------------!
4191! Description:
4192! ------------
4193!> Opens an existing netCDF file for reading only and returns its id.
4194!------------------------------------------------------------------------------!
4195    SUBROUTINE open_read_file( filename, id )
4196#if defined( __netcdf )
4197
4198       USE pegrid
4199
4200       IMPLICIT NONE
4201
4202       CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  filename  !< filename
4203       INTEGER(iwp), INTENT(INOUT)   ::  id        !< file id
4204
4205#if defined( __netcdf4_parallel )
4206!
4207!--    If __netcdf4_parallel is defined, parrallel NetCDF will be used.
4208       nc_stat = NF90_OPEN( filename, IOR( NF90_NOWRITE, NF90_MPIIO ), id,     &
4209                            COMM = comm2d, INFO = MPI_INFO_NULL )
4210!
4211!--    In case the previous open call fails, check for possible Netcdf 3 file,
4212!--    and open it. However, this case, disable parallel access.
4213       IF( nc_stat /= NF90_NOERR )  THEN
4214          nc_stat = NF90_OPEN( filename, NF90_NOWRITE, id )
4215          collective_read = .FALSE.
4216       ELSE
4217          collective_read = .TRUE.
4218       ENDIF
4219#else
4220!
4221!--    All MPI processes open the file and read it (but not in parallel).
4222       nc_stat = NF90_OPEN( filename, NF90_NOWRITE, id )
4223#endif
4224
4225       CALL handle_error( 'open_read_file', 539 )
4226
4227#endif
4228    END SUBROUTINE open_read_file
4229
4230!------------------------------------------------------------------------------!
4231! Description:
4232! ------------
4233!> Reads global or variable-related attributes of type INTEGER (32-bit)
4234!------------------------------------------------------------------------------!
4235     SUBROUTINE get_attribute_int32( id, attribute_name, value, global,        &
4236                                     variable_name )
4237
4238       USE pegrid
4239
4240       IMPLICIT NONE
4241
4242       CHARACTER(LEN=*)            ::  attribute_name   !< attribute name
4243       CHARACTER(LEN=*), OPTIONAL  ::  variable_name    !< variable name
4244
4245       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4246       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< variable id
4247       INTEGER(iwp), INTENT(INOUT) ::  value            !< read value
4248
4249       LOGICAL, INTENT(IN) ::  global                   !< flag indicating global attribute
4250#if defined( __netcdf )
4251
4252!
4253!--    Read global attribute
4254       IF ( global )  THEN
4255          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, NF90_GLOBAL, TRIM( attribute_name ), value )
4256          CALL handle_error( 'get_attribute_int32 global', 522, attribute_name )
4257!
4258!--    Read attributes referring to a single variable. Therefore, first inquire
4259!--    variable id
4260       ELSE
4261          nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4262          CALL handle_error( 'get_attribute_int32', 522, attribute_name )
4263          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, id_var, TRIM( attribute_name ), value )
4264          CALL handle_error( 'get_attribute_int32', 522, attribute_name )
4265       ENDIF
4266#endif
4267    END SUBROUTINE get_attribute_int32
4268
4269!------------------------------------------------------------------------------!
4270! Description:
4271! ------------
4272!> Reads global or variable-related attributes of type INTEGER (8-bit)
4273!------------------------------------------------------------------------------!
4274     SUBROUTINE get_attribute_int8( id, attribute_name, value, global,         &
4275                                    variable_name )
4276
4277       USE pegrid
4278
4279       IMPLICIT NONE
4280
4281       CHARACTER(LEN=*)            ::  attribute_name   !< attribute name
4282       CHARACTER(LEN=*), OPTIONAL  ::  variable_name    !< variable name
4283
4284       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4285       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< variable id
4286       INTEGER(KIND=1), INTENT(INOUT) ::  value         !< read value
4287
4288       LOGICAL, INTENT(IN) ::  global                   !< flag indicating global attribute
4289#if defined( __netcdf )
4290
4291!
4292!--    Read global attribute
4293       IF ( global )  THEN
4294          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, NF90_GLOBAL, TRIM( attribute_name ), value )
4295          CALL handle_error( 'get_attribute_int8 global', 523, attribute_name )
4296!
4297!--    Read attributes referring to a single variable. Therefore, first inquire
4298!--    variable id
4299       ELSE
4300          nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4301          CALL handle_error( 'get_attribute_int8', 523, attribute_name )
4302          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, id_var, TRIM( attribute_name ), value )
4303          CALL handle_error( 'get_attribute_int8', 523, attribute_name )
4304       ENDIF
4305#endif
4306    END SUBROUTINE get_attribute_int8
4307
4308!------------------------------------------------------------------------------!
4309! Description:
4310! ------------
4311!> Reads global or variable-related attributes of type REAL
4312!------------------------------------------------------------------------------!
4313     SUBROUTINE get_attribute_real( id, attribute_name, value, global,         &
4314                                    variable_name )
4315
4316       USE pegrid
4317
4318       IMPLICIT NONE
4319
4320       CHARACTER(LEN=*)            ::  attribute_name   !< attribute name
4321       CHARACTER(LEN=*), OPTIONAL  ::  variable_name    !< variable name
4322
4323       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4324       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< variable id
4325
4326       LOGICAL, INTENT(IN) ::  global                   !< flag indicating global attribute
4327
4328       REAL(wp), INTENT(INOUT)     ::  value            !< read value
4329#if defined( __netcdf )
4330
4331
4332!
4333!-- Read global attribute
4334       IF ( global )  THEN
4335          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, NF90_GLOBAL, TRIM( attribute_name ), value )
4336          CALL handle_error( 'get_attribute_real global', 524, 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          CALL handle_error( 'get_attribute_real', 524, attribute_name )
4343          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, id_var, TRIM( attribute_name ), value )
4344          CALL handle_error( 'get_attribute_real', 524, attribute_name )
4345       ENDIF
4346#endif
4347    END SUBROUTINE get_attribute_real
4348
4349!------------------------------------------------------------------------------!
4350! Description:
4351! ------------
4352!> Reads global or variable-related attributes of type CHARACTER
4353!> Remark: reading attributes of type NF_STRING return an error code 56 -
4354!> Attempt to convert between text & numbers.
4355!------------------------------------------------------------------------------!
4356     SUBROUTINE get_attribute_string( id, attribute_name, value, global,       &
4357                                      variable_name, no_abort )
4358
4359       USE pegrid
4360
4361       IMPLICIT NONE
4362
4363       CHARACTER(LEN=*)                ::  attribute_name   !< attribute name
4364       CHARACTER(LEN=*), OPTIONAL      ::  variable_name    !< variable name
4365       CHARACTER(LEN=*), INTENT(INOUT) ::  value            !< read value
4366
4367       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4368       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< variable id
4369
4370       LOGICAL ::  check_error                          !< flag indicating if handle_error shall be checked
4371       LOGICAL, INTENT(IN) ::  global                   !< flag indicating global attribute
4372       LOGICAL, INTENT(IN), OPTIONAL ::  no_abort       !< flag indicating if errors should be checked
4373#if defined( __netcdf )
4374
4375       IF ( PRESENT( no_abort ) )  THEN
4376          check_error = no_abort
4377       ELSE
4378          check_error = .TRUE.
4379       ENDIF
4380!
4381!--    Read global attribute
4382       IF ( global )  THEN
4383          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, NF90_GLOBAL, TRIM( attribute_name ), value )
4384          IF ( check_error)  CALL handle_error( 'get_attribute_string global', 525, attribute_name )
4385!
4386!--    Read attributes referring to a single variable. Therefore, first inquire
4387!--    variable id
4388       ELSE
4389          nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4390          IF ( check_error)  CALL handle_error( 'get_attribute_string', 525, attribute_name )
4391
4392          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, id_var, TRIM( attribute_name ), value )
4393          IF ( check_error)  CALL handle_error( 'get_attribute_string',525, attribute_name )
4394
4395       ENDIF
4396#endif
4397    END SUBROUTINE get_attribute_string
4398
4399
4400
4401!------------------------------------------------------------------------------!
4402! Description:
4403! ------------
4404!> Get dimension array for a given dimension
4405!------------------------------------------------------------------------------!
4406     SUBROUTINE get_dimension_length( id, dim_len, variable_name )
4407       USE pegrid
4408
4409       IMPLICIT NONE
4410
4411       CHARACTER(LEN=*)            ::  variable_name    !< dimension name
4412       CHARACTER(LEN=100)          ::  dum              !< dummy variable to receive return character
4413
4414       INTEGER(iwp)                ::  dim_len          !< dimension size
4415       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4416       INTEGER(iwp)                ::  id_dim           !< dimension id
4417
4418#if defined( __netcdf )
4419!
4420!--    First, inquire dimension ID
4421       nc_stat = NF90_INQ_DIMID( id, TRIM( variable_name ), id_dim )
4422       CALL handle_error( 'get_dimension_length', 526, variable_name )
4423!
4424!--    Inquire dimension length
4425       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, id_dim, dum, LEN = dim_len )
4426       CALL handle_error( 'get_dimension_length', 526, variable_name )
4427
4428#endif
4429    END SUBROUTINE get_dimension_length
4430
4431!------------------------------------------------------------------------------!
4432! Description:
4433! ------------
4434!> Routine for reading-in a character string from the chem emissions netcdf
4435!> input file. 
4436!------------------------------------------------------------------------------!
4437    SUBROUTINE get_variable_string( id, variable_name, var_string, names_number)
4438#if defined( __netcdf )
4439
4440       USE indices
4441       USE pegrid
4442
4443       IMPLICIT NONE
4444
4445       CHARACTER (LEN=25), ALLOCATABLE, DIMENSION(:), INTENT(INOUT)  :: var_string
4446
4447       CHARACTER(LEN=*)                                              :: variable_name          !> variable name
4448
4449       CHARACTER (LEN=1), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)                :: tmp_var_string         !> variable to be read
4450
4451
4452       INTEGER(iwp), INTENT(IN)                                      :: id                     !> file id
4453
4454       INTEGER(iwp), INTENT(IN)                                      :: names_number           !> number of names
4455
4456       INTEGER(iwp)                                                  :: id_var                 !> variable id
4457
4458       INTEGER(iwp)                                                  :: i,j                    !> index to go through the length of the dimensions
4459
4460       INTEGER(iwp)                                                  :: max_string_length=25   !> this is both the maximum length of a name, but also 
4461                                                                                            ! the number of the components of the first dimensions
4462                                                                                            ! (rows)
4463
4464
4465       ALLOCATE(tmp_var_string(max_string_length,names_number))
4466
4467       ALLOCATE(var_string(names_number))
4468
4469    !-- Inquire variable id
4470       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4471
4472
4473    !-- Get variable
4474    !-- Start cycle over the emission species
4475       DO i = 1, names_number
4476       !-- read the first letter of each component
4477          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, var_string(i), start = (/ 1,i /), &
4478                                 count = (/ 1,1 /) )
4479          CALL handle_error( 'get_variable_string', 701 )
4480
4481       !-- Start cycle over charachters
4482          DO j = 1, max_string_length
4483                       
4484          !-- read the rest of the components of the name
4485             nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp_var_string(j,i), start = (/ j,i /),&
4486                                     count = (/ 1,1 /) )
4487             CALL handle_error( 'get_variable_string', 702 )
4488
4489             IF ( iachar(tmp_var_string(j,i) ) == 0 ) THEN
4490                  tmp_var_string(j,i)=''
4491             ENDIF
4492
4493             IF ( j>1 ) THEN
4494             !-- Concatenate first letter of the name and the others
4495                var_string(i)=TRIM(var_string(i)) // TRIM(tmp_var_string(j,i))
4496
4497             ENDIF
4498          ENDDO
4499       ENDDO
4500
4501#endif
4502    END SUBROUTINE get_variable_string
4503
4504!------------------------------------------------------------------------------!
4505! Description:
4506! ------------
4507!> Reads a character variable in a 1D array
4508!------------------------------------------------------------------------------!
4509     SUBROUTINE get_variable_1d_char( id, variable_name, var )
4510
4511       USE pegrid
4512
4513       IMPLICIT NONE
4514
4515       CHARACTER(LEN=*)            ::  variable_name          !< variable name
4516       CHARACTER(LEN=*), DIMENSION(:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
4517
4518       INTEGER(iwp)                ::  i                !< running index over variable dimension
4519       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4520       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< dimension id
4521       
4522       INTEGER(iwp), DIMENSION(2)  ::  dimid            !< dimension IDs
4523       INTEGER(iwp), DIMENSION(2)  ::  dimsize          !< dimension size
4524
4525#if defined( __netcdf )
4526
4527!
4528!--    First, inquire variable ID
4529       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4530       CALL handle_error( 'get_variable_1d_int', 527, variable_name )
4531!
4532!--    Inquire dimension IDs
4533       nc_stat = NF90_INQUIRE_VARIABLE( id, id_var, dimids = dimid(1:2) )
4534       CALL handle_error( 'get_variable_1d_char', 527, variable_name )
4535!
4536!--    Read dimesnion length
4537       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, dimid(1), LEN = dimsize(1) )
4538       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, dimid(2), LEN = dimsize(2) )
4539       
4540!
4541!--    Read character array. Note, each element is read individually, in order
4542!--    to better separate single strings.
4543       DO  i = 1, dimsize(2)
4544          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, var(i),                          &
4545                                  start = (/ 1, i /),                          &
4546                                  count = (/ dimsize(1), 1 /) )
4547          CALL handle_error( 'get_variable_1d_char', 527, variable_name )
4548       ENDDO     
4549                         
4550#endif
4551    END SUBROUTINE get_variable_1d_char
4552
4553   
4554!------------------------------------------------------------------------------!
4555! Description:
4556! ------------
4557!> Reads a 1D integer variable from file.
4558!------------------------------------------------------------------------------!
4559     SUBROUTINE get_variable_1d_int( id, variable_name, var )
4560
4561       USE pegrid
4562
4563       IMPLICIT NONE
4564
4565       CHARACTER(LEN=*)            ::  variable_name    !< variable name
4566
4567       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4568       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< dimension id
4569
4570       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
4571#if defined( __netcdf )
4572
4573!
4574!--    First, inquire variable ID
4575       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4576       CALL handle_error( 'get_variable_1d_int', 527, variable_name )
4577!
4578!--    Inquire dimension length
4579       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, var )
4580       CALL handle_error( 'get_variable_1d_int', 527, variable_name )
4581
4582#endif
4583    END SUBROUTINE get_variable_1d_int
4584
4585!------------------------------------------------------------------------------!
4586! Description:
4587! ------------
4588!> Reads a 1D float variable from file.
4589!------------------------------------------------------------------------------!
4590     SUBROUTINE get_variable_1d_real( id, variable_name, var )
4591
4592       USE pegrid
4593
4594       IMPLICIT NONE
4595
4596       CHARACTER(LEN=*)            ::  variable_name    !< variable name
4597
4598       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4599       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< dimension id
4600
4601       REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(INOUT) ::  var    !< variable to be read
4602#if defined( __netcdf )
4603
4604!
4605!--    First, inquire variable ID
4606       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4607       CALL handle_error( 'get_variable_1d_real', 528, variable_name )
4608!
4609!--    Inquire dimension length
4610       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, var )
4611       CALL handle_error( 'get_variable_1d_real', 528, variable_name )
4612
4613#endif
4614    END SUBROUTINE get_variable_1d_real
4615
4616
4617!------------------------------------------------------------------------------!
4618! Description:
4619! ------------
4620!> Reads a time-dependent 1D float variable from file.
4621!------------------------------------------------------------------------------!
4622    SUBROUTINE get_variable_pr( id, variable_name, t, var )
4623#if defined( __netcdf )
4624
4625       USE pegrid
4626
4627       IMPLICIT NONE
4628
4629       CHARACTER(LEN=*)                      ::  variable_name    !< variable name
4630
4631       INTEGER(iwp), INTENT(IN)              ::  id               !< file id
4632       INTEGER(iwp), DIMENSION(1:2)          ::  id_dim           !< dimension ids
4633       INTEGER(iwp)                          ::  id_var           !< dimension id
4634       INTEGER(iwp)                          ::  n_file           !< number of data-points in file along z dimension
4635       INTEGER(iwp), INTENT(IN)              ::  t                !< timestep number
4636
4637       REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
4638
4639!
4640!--    First, inquire variable ID
4641       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4642!
4643!--    Inquire dimension size of vertical dimension
4644       nc_stat = NF90_INQUIRE_VARIABLE( id, id_var, DIMIDS = id_dim )
4645       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, id_dim(1), LEN = n_file )
4646!
4647!--    Read variable.
4648       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, var,                                &
4649                               start = (/ 1,      t     /),                    &
4650                               count = (/ n_file, 1     /) )
4651       CALL handle_error( 'get_variable_pr', 529, variable_name )
4652
4653#endif
4654    END SUBROUTINE get_variable_pr
4655
4656
4657!------------------------------------------------------------------------------!
4658! Description:
4659! ------------
4660!> Reads a per-surface pars variable from file. Because all surfaces are stored
4661!> as flat 1-D array, each PE has to scan the data and find the surface indices
4662!> belonging to its subdomain. During this scan, it also builds a necessary
4663!> (j,i) index.
4664!------------------------------------------------------------------------------!
4665    SUBROUTINE get_variable_surf( id, variable_name, surf )
4666#if defined( __netcdf )
4667
4668       USE pegrid
4669
4670       USE indices,                                            &
4671           ONLY:  nxl, nxr, nys, nyn
4672
4673       USE control_parameters,                                 &
4674           ONLY: dz, message_string
4675
4676       USE grid_variables,                                     &
4677           ONLY: dx, dy
4678       
4679       USE basic_constants_and_equations_mod,                  &
4680           ONLY: pi
4681
4682       IMPLICIT NONE
4683
4684       INTEGER, PARAMETER ::  nsurf_pars_read = 1024**2 !< read buffer size
4685
4686       CHARACTER(LEN=*)                          ::  variable_name !< variable name
4687
4688       INTEGER(iwp), DIMENSION(6)                ::  coords        !< integer coordinates of surface
4689       INTEGER(iwp)                              ::  i, j
4690       INTEGER(iwp)                              ::  isurf         !< netcdf surface index
4691       INTEGER(iwp)                              ::  is            !< local surface index
4692       INTEGER(iwp), INTENT(IN)                  ::  id            !< file id
4693       INTEGER(iwp), DIMENSION(2)                ::  id_dim        !< dimension ids
4694       INTEGER(iwp)                              ::  id_var        !< variable id
4695       INTEGER(iwp)                              ::  id_zs         !< zs variable id
4696       INTEGER(iwp)                              ::  id_ys         !< ys variable id
4697       INTEGER(iwp)                              ::  id_xs         !< xs variable id
4698       INTEGER(iwp)                              ::  id_zenith     !< zeith variable id
4699       INTEGER(iwp)                              ::  id_azimuth    !< azimuth variable id
4700       INTEGER(iwp)                              ::  is0, isc      !< read surface start and count
4701       INTEGER(iwp)                              ::  nsurf         !< total number of surfaces in file
4702       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  nsurf_ji      !< numbers of surfaces by coords
4703
4704       TYPE(pars_surf)                           ::  surf          !< parameters variable to be loaded
4705       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  pars_read     !< read buffer
4706       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  zs, ys, xs    !< read buffer for zs(s), ys, xs
4707       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  zenith        !< read buffer for zenith(s)
4708       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  azimuth       !< read buffer for azimuth(s)
4709       REAL(wp)                                  ::  oro_max_l     !< maximum terrain height under building
4710
4711!
4712!--    First, inquire variable ID
4713       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4714       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, 'zs',                  id_zs )
4715       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, 'ys',                  id_ys )
4716       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, 'xs',                  id_xs )
4717       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, 'zenith',              id_zenith )
4718       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, 'azimuth',             id_azimuth )
4719!
4720!--    Inquire dimension sizes
4721       nc_stat = NF90_INQUIRE_VARIABLE( id, id_var, DIMIDS = id_dim )
4722       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, id_dim(1), LEN = nsurf )
4723       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, id_dim(2), LEN = surf%np )
4724
4725       ALLOCATE ( pars_read( nsurf_pars_read, surf%np ),        &
4726                  zs(nsurf_pars_read), ys(nsurf_pars_read),     &
4727                  xs(nsurf_pars_read), zenith(nsurf_pars_read), &
4728                  azimuth(nsurf_pars_read),                     &
4729                  nsurf_ji(nys:nyn, nxl:nxr) )
4730
4731       nsurf_ji(:,:) = 0
4732!
4733!--    Scan surface coordinates, count local
4734       is0 = 1
4735       DO
4736          isc = MIN(nsurf_pars_read, nsurf - is0 + 1)
4737          IF ( isc <= 0 )  EXIT
4738
4739          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_ys, ys,     &
4740                                  start = (/ is0 /), &
4741                                  count = (/ isc /) )
4742          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_xs, xs,     &
4743                                  start = (/ is0 /), &
4744                                  count = (/ isc /) )
4745          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_zenith, zenith,      &
4746                                  start = (/ is0 /), &
4747                                  count = (/ isc /) )
4748          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_azimuth, azimuth,    &
4749                                  start = (/ is0 /), &
4750                                  count = (/ isc /) )
4751          CALL handle_error( 'get_variable_surf', 682, 'azimuth' )
4752         
4753          DO  isurf = 1, isc
4754!
4755!--          Parse coordinates, detect if belongs to subdomain
4756             coords = transform_coords( xs(isurf), ys(isurf),         &
4757                                        zenith(isurf), azimuth(isurf) )
4758             IF ( coords(2) < nys  .OR.  coords(2) > nyn  .OR.  &
4759                  coords(3) < nxl  .OR.  coords(3) > nxr )  CYCLE
4760
4761             nsurf_ji(coords(2), coords(3)) = nsurf_ji(coords(2), coords(3)) + 1
4762          ENDDO
4763
4764          is0 = is0 + isc
4765       ENDDO
4766!
4767!--    Populate reverse index from surface counts
4768       ALLOCATE ( surf%index_ji( 2, nys:nyn, nxl:nxr ) )
4769
4770       isurf = 1
4771       DO  j = nys, nyn
4772          DO  i = nxl, nxr
4773             surf%index_ji(:,j,i) = (/ isurf, isurf + nsurf_ji(j,i) - 1 /)
4774             isurf = isurf + nsurf_ji(j,i)
4775          ENDDO
4776       ENDDO
4777
4778       surf%nsurf = isurf - 1
4779       ALLOCATE( surf%pars( 0:surf%np-1, surf%nsurf ), &
4780                 surf%coords( 6, surf%nsurf ) )
4781!
4782!--    Scan surfaces again, saving pars into allocated structures
4783       nsurf_ji(:,:) = 0
4784       is0 = 1
4785       DO
4786          isc = MIN(nsurf_pars_read, nsurf - is0 + 1)
4787          IF ( isc <= 0 )  EXIT
4788
4789          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, pars_read(1:isc, 1:surf%np), &
4790                                  start = (/ is0, 1       /),              &
4791                                  count = (/ isc, surf%np /) )
4792          CALL handle_error( 'get_variable_surf', 683, variable_name )
4793
4794          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_zs, zs,                           &
4795                                  start = (/ is0 /),                       &
4796                                  count = (/ isc /) )
4797          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_ys, ys,                           &
4798                                  start = (/ is0 /),                       &
4799                                  count = (/ isc /) )
4800          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_xs, xs,                           &
4801                                  start = (/ is0 /),                       &
4802                                  count = (/ isc /) )
4803          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_zenith, zenith,                   &
4804                                  start = (/ is0 /),                       &
4805                                  count = (/ isc /) )
4806          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_azimuth, azimuth,                 &
4807                                  start = (/ is0 /),                       &
4808                                  count = (/ isc /) )
4809         
4810          DO  isurf = 1, isc
4811!
4812!--          Parse coordinates, detect if belongs to subdomain
4813             coords = transform_coords( xs(isurf), ys(isurf),         &
4814                                        zenith(isurf), azimuth(isurf) )
4815             IF ( coords(2) < nys  .OR.  coords(2) > nyn  .OR.  &
4816                  coords(3) < nxl  .OR.  coords(3) > nxr )  CYCLE
4817!
4818!--          Determine maximum terrain under building (base z-coordinate). Using
4819!--          normal vector to locate building inner coordinates.
4820             oro_max_l = buildings_f%oro_max(coords(2)-coords(5), coords(3)-coords(6))
4821             IF  ( oro_max_l == buildings_f%fill1 )  THEN
4822                WRITE( message_string, * ) 'Found building surface on '   // &
4823                   'non-building coordinates (xs, ys, zenith, azimuth): ',   &
4824                   xs(isurf), ys(isurf), zenith(isurf), azimuth(isurf)
4825                CALL message( 'get_variable_surf', 'PA0684', 2, 2, 0, 6, 0 ) 
4826             ENDIF
4827!
4828!--          Urban layer has no stretching, therefore using dz(1) instead of linear
4829!--          searching through zu/zw
4830             coords(1) = NINT((zs(isurf) + oro_max_l) / dz(1) +     &
4831                              0.5_wp + 0.5_wp * coords(4), KIND=iwp)
4832!
4833!--          Save surface entry
4834             is = surf%index_ji(1, coords(2), coords(3)) + nsurf_ji(coords(2), coords(3))
4835             surf%pars(:,is) = pars_read(isurf,:)
4836             surf%coords(:,is) = coords(:)
4837
4838             nsurf_ji(coords(2), coords(3)) = nsurf_ji(coords(2), coords(3)) + 1
4839          ENDDO
4840
4841          is0 = is0 + isc
4842       ENDDO
4843
4844       DEALLOCATE( pars_read, zs, ys, xs, zenith, azimuth, nsurf_ji )
4845
4846    CONTAINS
4847
4848       PURE FUNCTION transform_coords( x, y, zenith, azimuth )
4849
4850          REAL(wp), INTENT(in)       ::  x, y    !< surface centre coordinates in metres from origin
4851          REAL(wp), INTENT(in)       ::  zenith  !< surface normal zenith angle in degrees
4852          REAL(wp), INTENT(in)       ::  azimuth !< surface normal azimuth angle in degrees
4853
4854          INTEGER(iwp), DIMENSION(6) ::  transform_coords !< (k,j,i,norm_z,norm_y,norm_x)
4855
4856          transform_coords(4) = NINT(COS(zenith*pi/180._wp), KIND=iwp)
4857          IF ( transform_coords(4) == 0 )  THEN
4858             transform_coords(5) = NINT(COS(azimuth*pi/180._wp), KIND=iwp)
4859             transform_coords(6) = NINT(SIN(azimuth*pi/180._wp), KIND=iwp)
4860          ELSE
4861             transform_coords(5) = 0._wp
4862             transform_coords(6) = 0._wp
4863          ENDIF
4864
4865          transform_coords(1) = -999._wp ! not calculated here
4866          transform_coords(2) = NINT(y/dy - 0.5_wp + 0.5_wp*transform_coords(5), KIND=iwp)
4867          transform_coords(3) = NINT(x/dx - 0.5_wp + 0.5_wp*transform_coords(6), KIND=iwp)
4868
4869       END FUNCTION transform_coords
4870
4871#endif
4872    END SUBROUTINE get_variable_surf
4873
4874
4875!------------------------------------------------------------------------------!
4876! Description:
4877! ------------
4878!> Reads a 2D REAL variable from a file. Reading is done processor-wise,
4879!> i.e. each core reads its own domain in slices along x.
4880!------------------------------------------------------------------------------!
4881    SUBROUTINE get_variable_2d_real( id, variable_name, var, is, ie, js, je )
4882
4883       USE indices
4884       USE pegrid
4885
4886       IMPLICIT NONE
4887
4888       CHARACTER(LEN=*)              ::  variable_name   !< variable name
4889
4890       INTEGER(iwp)                  ::  i               !< running index along x direction
4891       INTEGER(iwp)                  ::  ie              !< start index for subdomain input along x direction
4892       INTEGER(iwp)                  ::  is              !< end index for subdomain input along x direction
4893       INTEGER(iwp), INTENT(IN)      ::  id              !< file id
4894       INTEGER(iwp)                  ::  id_var          !< variable id
4895       INTEGER(iwp)                  ::  j               !< running index along y direction
4896       INTEGER(iwp)                  ::  je              !< start index for subdomain input along y direction
4897       INTEGER(iwp)                  ::  js              !< end index for subdomain input along y direction
4898       
4899       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  tmp   !< temporary variable to read data from file according
4900                                                         !< to its reverse memory access
4901       REAL(wp), DIMENSION(:,:), INTENT(INOUT) ::  var   !< variable to be read
4902#if defined( __netcdf )
4903!
4904!--    Inquire variable id
4905       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4906!
4907!--    Check for collective read-operation and set respective NetCDF flags if
4908!--    required.
4909       IF ( collective_read )  THEN
4910#if defined( __netcdf4_parallel )
4911          nc_stat = NF90_VAR_PAR_ACCESS (id, id_var, NF90_COLLECTIVE)
4912#endif
4913       ENDIF
4914
4915!
4916!-- Allocate temporary variable according to memory access on file.
4917       ALLOCATE( tmp(is:ie,js:je) )
4918!
4919!-- Get variable
4920       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp,            &
4921                      start = (/ is+1,      js+1 /),       &
4922                      count = (/ ie-is + 1, je-js+1 /) )   
4923          CALL handle_error( 'get_variable_2d_real', 530, variable_name )
4924!
4925!-- Resort data. Please note, dimension subscripts of var all start at 1.
4926          DO  i = is, ie
4927             DO  j = js, je
4928                var(j-js+1,i-is+1) = tmp(i,j)
4929             ENDDO
4930          ENDDO
4931       
4932          DEALLOCATE( tmp )
4933
4934#endif
4935    END SUBROUTINE get_variable_2d_real
4936
4937!------------------------------------------------------------------------------!
4938! Description:
4939! ------------
4940!> Reads a 2D 32-bit INTEGER variable from file. Reading is done processor-wise,
4941!> i.e. each core reads its own domain in slices along x.
4942!------------------------------------------------------------------------------!
4943    SUBROUTINE get_variable_2d_int32( id, variable_name, var, is, ie, js, je )
4944
4945       USE indices
4946       USE pegrid
4947
4948       IMPLICIT NONE
4949
4950       CHARACTER(LEN=*)              ::  variable_name   !< variable name
4951
4952       INTEGER(iwp)                  ::  i               !< running index along x direction
4953       INTEGER(iwp)                  ::  ie              !< start index for subdomain input along x direction
4954       INTEGER(iwp)                  ::  is              !< end index for subdomain input along x direction
4955       INTEGER(iwp), INTENT(IN)      ::  id              !< file id
4956       INTEGER(iwp)                  ::  id_var          !< variable id
4957       INTEGER(iwp)                  ::  j               !< running index along y direction
4958       INTEGER(iwp)                  ::  je              !< start index for subdomain input along y direction
4959       INTEGER(iwp)                  ::  js              !< end index for subdomain input along y direction
4960       
4961       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  tmp  !< temporary variable to read data from file according
4962                                                            !< to its reverse memory access
4963       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
4964#if defined( __netcdf )
4965!
4966!--    Inquire variable id
4967       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4968!
4969!--    Check for collective read-operation and set respective NetCDF flags if
4970!--    required.
4971       IF ( collective_read )  THEN
4972#if defined( __netcdf4_parallel )       
4973          nc_stat = NF90_VAR_PAR_ACCESS (id, id_var, NF90_COLLECTIVE)
4974#endif
4975       ENDIF
4976!
4977!--    Allocate temporary variable according to memory access on file.
4978       ALLOCATE( tmp(is:ie,js:je) )
4979!
4980!--    Get variable
4981       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp,                                &
4982                               start = (/ is+1,      js+1 /),                  &
4983                               count = (/ ie-is + 1, je-js+1 /) )   
4984                               
4985       CALL handle_error( 'get_variable_2d_int32', 531, variable_name )                             
4986!
4987!--    Resort data. Please note, dimension subscripts of var all start at 1.
4988       DO  i = is, ie
4989          DO  j = js, je
4990             var(j-js+1,i-is+1) = tmp(i,j)
4991          ENDDO
4992       ENDDO
4993       
4994       DEALLOCATE( tmp )
4995
4996#endif
4997    END SUBROUTINE get_variable_2d_int32
4998
4999!------------------------------------------------------------------------------!
5000! Description:
5001! ------------
5002!> Reads a 2D 8-bit INTEGER variable from file. Reading is done processor-wise,
5003!> i.e. each core reads its own domain in slices along x.
5004!------------------------------------------------------------------------------!
5005    SUBROUTINE get_variable_2d_int8( id, variable_name, var, is, ie, js, je )
5006
5007       USE indices
5008       USE pegrid
5009
5010       IMPLICIT NONE
5011
5012       CHARACTER(LEN=*)              ::  variable_name   !< variable name
5013
5014       INTEGER(iwp)                  ::  i               !< running index along x direction
5015       INTEGER(iwp)                  ::  ie              !< start index for subdomain input along x direction
5016       INTEGER(iwp)                  ::  is              !< end index for subdomain input along x direction
5017       INTEGER(iwp), INTENT(IN)      ::  id              !< file id
5018       INTEGER(iwp)                  ::  id_var          !< variable id
5019       INTEGER(iwp)                  ::  j               !< running index along y direction
5020       INTEGER(iwp)                  ::  je              !< start index for subdomain input along y direction
5021       INTEGER(iwp)                  ::  js              !< end index for subdomain input along y direction
5022       
5023       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  tmp  !< temporary variable to read data from file according
5024                                                               !< to its reverse memory access
5025       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
5026#if defined( __netcdf )
5027!
5028!--    Inquire variable id
5029       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
5030!
5031!--    Check for collective read-operation and set respective NetCDF flags if
5032!--    required.
5033       IF ( collective_read )  THEN
5034#if defined( __netcdf4_parallel )       
5035          nc_stat = NF90_VAR_PAR_ACCESS (id, id_var, NF90_COLLECTIVE)
5036#endif         
5037       ENDIF
5038!
5039!--    Allocate temporary variable according to memory access on file.
5040       ALLOCATE( tmp(is:ie,js:je) )
5041!
5042!--    Get variable
5043       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp,                                &
5044                               start = (/ is+1,      js+1 /),                  &
5045                               count = (/ ie-is + 1, je-js+1 /) )   
5046                               
5047       CALL handle_error( 'get_variable_2d_int8', 532, variable_name )
5048!
5049!--    Resort data. Please note, dimension subscripts of var all start at 1.
5050       DO  i = is, ie
5051          DO  j = js, je
5052             var(j-js+1,i-is+1) = tmp(i,j)
5053          ENDDO
5054       ENDDO
5055       
5056       DEALLOCATE( tmp )
5057
5058#endif
5059    END SUBROUTINE get_variable_2d_int8
5060
5061
5062!------------------------------------------------------------------------------!
5063! Description:
5064! ------------
5065!> Reads a 3D 8-bit INTEGER variable from file.
5066!------------------------------------------------------------------------------!
5067    SUBROUTINE get_variable_3d_int8( id, variable_name, var, is, ie, js, je,   &
5068                                     ks, ke )
5069
5070       USE indices
5071       USE pegrid
5072
5073       IMPLICIT NONE
5074
5075       CHARACTER(LEN=*)              ::  variable_name   !< variable name
5076
5077       INTEGER(iwp)                  ::  i               !< index along x direction
5078       INTEGER(iwp)                  ::  ie              !< start index for subdomain input along x direction
5079       INTEGER(iwp)                  ::  is              !< end index for subdomain input along x direction
5080       INTEGER(iwp), INTENT(IN)      ::  id              !< file id
5081       INTEGER(iwp)                  ::  id_var          !< variable id
5082       INTEGER(iwp)                  ::  j               !< index along y direction
5083       INTEGER(iwp)                  ::  je              !< start index for subdomain input along y direction
5084       INTEGER(iwp)                  ::  js              !< end index for subdomain input along y direction
5085       INTEGER(iwp)                  ::  k               !< index along any 3rd dimension
5086       INTEGER(iwp)                  ::  ke              !< start index of 3rd dimension
5087       INTEGER(iwp)                  ::  ks              !< end index of 3rd dimension
5088
5089       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  tmp  !< temporary variable to read data from file according
5090                                                                 !< to its reverse memory access
5091
5092       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
5093#if defined( __netcdf )
5094
5095!
5096!--    Inquire variable id
5097       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
5098!
5099!--    Check for collective read-operation and set respective NetCDF flags if
5100!--    required.
5101       IF ( collective_read )  THEN
5102#if defined( __netcdf4_parallel )
5103          nc_stat = NF90_VAR_PAR_ACCESS (id, id_var, NF90_COLLECTIVE)
5104#endif
5105       ENDIF
5106!
5107!--    Allocate temporary variable according to memory access on file.
5108       ALLOCATE( tmp(is:ie,js:je,ks:ke) )
5109!
5110!--    Get variable
5111       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp,                                &
5112                               start = (/ is+1,    js+1,    ks+1 /),           &
5113                               count = (/ ie-is+1, je-js+1, ke-ks+1 /) )
5114
5115       CALL handle_error( 'get_variable_3d_int8', 533, variable_name )
5116!
5117!--    Resort data. Please note, dimension subscripts of var all start at 1.
5118       DO  i = is, ie
5119          DO  j = js, je
5120             DO  k = ks, ke
5121                var(k-ks+1,j-js+1,i-is+1) = tmp(i,j,k)
5122             ENDDO
5123          ENDDO
5124       ENDDO
5125
5126       DEALLOCATE( tmp )
5127
5128#endif
5129    END SUBROUTINE get_variable_3d_int8
5130
5131
5132!------------------------------------------------------------------------------!
5133! Description:
5134! ------------
5135!> Reads a 3D float variable from file.
5136!------------------------------------------------------------------------------!
5137    SUBROUTINE get_variable_3d_real( id, variable_name, var, is, ie, js, je,   &
5138                                     ks, ke )
5139
5140       USE indices
5141       USE pegrid
5142
5143       IMPLICIT NONE
5144
5145       CHARACTER(LEN=*)              ::  variable_name   !< variable name
5146
5147       INTEGER(iwp)                  ::  i               !< index along x directi