source: palm/trunk/SOURCE/netcdf_data_input_mod.f90 @ 4346

Last change on this file since 4346 was 4346, checked in by motisi, 16 months ago

Introduction of wall_flags_total_0, which currently sets bits based on static topography information used in wall_flags_static_0

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 262.4 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 4346 2019-12-18 11:55:56Z motisi $
27! Introduction of wall_flags_total_0, which currently sets bits based on static
28! topography information used in wall_flags_static_0
29!
30! 4329 2019-12-10 15:46:36Z motisi
31! Renamed wall_flags_0 to wall_flags_static_0
32!
33! 4321 2019-12-04 10:26:38Z pavelkrc
34! Further revise check for surface fractions
35!
36! 4313 2019-11-27 14:07:00Z suehring
37! Checks for surface fractions revised
38!
39! 4312 2019-11-27 14:06:25Z suehring
40! Open input files with read-only attribute instead of write attribute.
41!
42! 4280 2019-10-29 14:34:15Z monakurppa
43! Remove id_emis flags from get_variable_4d_to_3d_real and
44! get_variable_5d_to_4d_real
45!
46! 4258 2019-10-07 13:29:08Z suehring
47! - Migrate input of soil temperature and moisture to land-surface model.
48! - Remove interpolate routines and move the only required subroutine to
49!   land-surface model.
50!
51! 4247 2019-09-30 10:18:24Z pavelkrc
52! Add reading and processing of building_surface_pars
53!
54! 4226 2019-09-10 17:03:24Z suehring
55! - Netcdf input routine for dimension length renamed
56! - Move offline-nesting-specific checks to nesting_offl_mod
57! - Module-specific input of boundary data for offline nesting moved to
58!   nesting_offl_mod
59! - Define module specific data type for offline nesting in nesting_offl_mod
60!
61! 4190 2019-08-27 15:42:37Z suehring
62! type real_1d changed to real_1d_3d
63!
64! 4186 2019-08-23 16:06:14Z suehring
65! Minor formatting adjustments
66!
67! 4182 2019-08-22 15:20:23Z scharf
68! Corrected "Former revisions" section
69!
70! 4178 2019-08-21 11:13:06Z suehring
71! Implement input of external radiation forcing. Therefore, provide public
72! subroutines and variables.
73!
74! 4150 2019-08-08 20:00:47Z suehring
75! Some variables are given the public attribute, in order to call netcdf input
76! from single routines
77!
78! 4125 2019-07-29 13:31:44Z suehring
79! To enable netcdf-parallel access for lateral boundary data (dynamic input),
80! zero number of elements are passed to the respective get_variable routine
81! for non-boundary cores.
82!
83! 4100 2019-07-17 08:11:29Z forkel
84! Made check for input_pids_dynamic and 'inifor' more general
85!
86! 4012 2019-05-31 15:19:05Z monakurppa
87!
88! 3994 2019-05-22 18:08:09Z suehring
89! Remove single location message
90!
91! 3976 2019-05-15 11:02:34Z hellstea
92! Remove unused variables from last commit
93!
94! 3969 2019-05-13 12:14:33Z suehring
95! - clean-up index notations for emission_values to eliminate magic numbers
96! - introduce temporary variable dum_var_5d as well as subroutines
97!   get_var_5d_real and get_var_5d_real_dynamic
98! - remove emission-specific code in generic get_variable routines
99! - in subroutine netcdf_data_input_chemistry_data change netCDF LOD 1
100!   (default) emission_values to the following index order:
101!   z, y, x, species, category
102! - in subroutine netcdf_data_input_chemistry_data
103!   changed netCDF LOD 2 pre-processed emission_values to the following index
104!   order: time, z, y, x, species
105! - in type chem_emis_att_type replace nspec with n_emiss_species
106!   but retained nspec for backward compatibility with salsa_mod. (E.C. Chan)
107!
108! 3961 2019-05-08 16:12:31Z suehring
109! Revise checks for building IDs and types
110!
111! 3943 2019-05-02 09:50:41Z maronga
112! Temporarily disabled some (faulty) checks for static driver.
113!
114! 3942 2019-04-30 13:08:30Z kanani
115! Fix: increase LEN of all NetCDF attribute values (caused crash in
116! netcdf_create_global_atts due to insufficient length)
117!
118! 3941 2019-04-30 09:48:33Z suehring
119! Move check for grid dimension to an earlier point in time when first array
120! is read.
121! Improve checks for building types / IDs with respect to 2D/3D buildings.
122!
123! 3885 2019-04-11 11:29:34Z kanani
124! Changes related to global restructuring of location messages and introduction
125! of additional debug messages
126!
127! 3864 2019-04-05 09:01:56Z monakurppa
128! get_variable_4d_to_3d_real modified to enable read in data of type
129! data(t,y,x,n) one timestep at a time + some routines made public
130!
131! 3855 2019-04-03 10:00:59Z suehring
132! Typo removed
133!
134! 3854 2019-04-02 16:59:33Z suehring
135! Bugfix in one of the checks. Typo removed.
136!
137! 3744 2019-02-15 18:38:58Z suehring
138! Enable mesoscale offline nesting for chemistry variables as well as
139! initialization of chemistry via dynamic input file.
140!
141! 3705 2019-01-29 19:56:39Z suehring
142! Interface for attribute input of 8-bit and 32-bit integer
143!
144! 3704 2019-01-29 19:51:41Z suehring
145! unused variables removed
146!
147! 2696 2017-12-14 17:12:51Z kanani
148! Initial revision (suehring)
149!
150! Authors:
151! --------
152! @author Matthias Suehring
153! @author Edward C. Chan
154! @author Emanuele Russo
155!
156! Description:
157! ------------
158!> Modulue contains routines to input data according to Palm input data
159!> standart using dynamic and static input files.
160!> @todo - Chemistry: revise reading of netcdf file and ajdust formatting
161!>         according to standard!!! (ecc/done)
162!> @todo - Order input alphabetically
163!> @todo - Revise error messages and error numbers
164!> @todo - Input of missing quantities (chemical species, emission rates)
165!> @todo - Defninition and input of still missing variable attributes
166!>         (ecc/what are they?)
167!> @todo - Input of initial geostrophic wind profiles with cyclic conditions.
168!> @todo - remove z dimension from default_emission_data nad preproc_emission_data
169!          and correpsonding subroutines get_var_5d_real and get_var_5d_dynamic (ecc)
170!> @todo - decpreciate chem_emis_att_type@nspec (ecc)
171!> @todo - depreciate subroutines get_variable_4d_to_3d_real and
172!>         get_variable_5d_to_4d_real (ecc)
173!> @todo - introduce useful debug_message(s)
174!------------------------------------------------------------------------------!
175 MODULE netcdf_data_input_mod
176
177    USE control_parameters,                                                    &
178        ONLY:  coupling_char, io_blocks, io_group
179
180    USE cpulog,                                                                &
181        ONLY:  cpu_log, log_point_s
182
183    USE indices,                                                               &
184        ONLY:  nbgp
185
186    USE kinds
187
188#if defined ( __netcdf )
189    USE NETCDF
190#endif
191
192    USE pegrid
193
194    USE surface_mod,                                                           &
195        ONLY:  ind_pav_green, ind_veg_wall, ind_wat_win
196!
197!-- Define type for dimensions.
198    TYPE dims_xy
199       INTEGER(iwp) :: nx                             !< dimension length in x
200       INTEGER(iwp) :: ny                             !< dimension length in y
201       INTEGER(iwp) :: nz                             !< dimension length in z
202       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: x       !< dimension array in x
203       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: y       !< dimension array in y
204       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: z       !< dimension array in z
205    END TYPE dims_xy
206    TYPE init_type
207
208       CHARACTER(LEN=16) ::  init_char = 'init_atmosphere_'          !< leading substring for init variables
209       CHARACTER(LEN=23) ::  origin_time = '2000-01-01 00:00:00 +00' !< reference time of input data
210       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem !< list of chemistry variable names that can potentially be on file
211
212       INTEGER(iwp) ::  lod_msoil !< level of detail - soil moisture
213       INTEGER(iwp) ::  lod_pt    !< level of detail - pt
214       INTEGER(iwp) ::  lod_q     !< level of detail - q
215       INTEGER(iwp) ::  lod_tsoil !< level of detail - soil temperature
216       INTEGER(iwp) ::  lod_u     !< level of detail - u-component
217       INTEGER(iwp) ::  lod_v     !< level of detail - v-component
218       INTEGER(iwp) ::  lod_w     !< level of detail - w-component
219       INTEGER(iwp) ::  nx        !< number of scalar grid points along x in dynamic input file
220       INTEGER(iwp) ::  nxu       !< number of u grid points along x in dynamic input file
221       INTEGER(iwp) ::  ny        !< number of scalar grid points along y in dynamic input file
222       INTEGER(iwp) ::  nyv       !< number of v grid points along y in dynamic input file
223       INTEGER(iwp) ::  nzs       !< number of vertical soil levels in dynamic input file
224       INTEGER(iwp) ::  nzu       !< number of vertical levels on scalar grid in dynamic input file
225       INTEGER(iwp) ::  nzw       !< number of vertical levels on w grid in dynamic input file
226       
227       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  lod_chem !< level of detail - chemistry variables
228
229       LOGICAL ::  from_file_msoil  = .FALSE. !< flag indicating whether soil moisture is already initialized from file
230       LOGICAL ::  from_file_pt     = .FALSE. !< flag indicating whether pt is already initialized from file
231       LOGICAL ::  from_file_q      = .FALSE. !< flag indicating whether q is already initialized from file
232       LOGICAL ::  from_file_tsoil  = .FALSE. !< flag indicating whether soil temperature is already initialized from file
233       LOGICAL ::  from_file_u      = .FALSE. !< flag indicating whether u is already initialized from file
234       LOGICAL ::  from_file_ug     = .FALSE. !< flag indicating whether ug is already initialized from file
235       LOGICAL ::  from_file_v      = .FALSE. !< flag indicating whether v is already initialized from file
236       LOGICAL ::  from_file_vg     = .FALSE. !< flag indicating whether ug is already initialized from file
237       LOGICAL ::  from_file_w      = .FALSE. !< flag indicating whether w is already initialized from file
238       
239       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  from_file_chem !< flag indicating whether chemistry variable is read from file
240
241       REAL(wp) ::  fill_msoil              !< fill value for soil moisture
242       REAL(wp) ::  fill_pt                 !< fill value for pt
243       REAL(wp) ::  fill_q                  !< fill value for q
244       REAL(wp) ::  fill_tsoil              !< fill value for soil temperature
245       REAL(wp) ::  fill_u                  !< fill value for u
246       REAL(wp) ::  fill_v                  !< fill value for v
247       REAL(wp) ::  fill_w                  !< fill value for w
248       REAL(wp) ::  latitude = 0.0_wp       !< latitude of the lower left corner
249       REAL(wp) ::  longitude = 0.0_wp      !< longitude of the lower left corner
250       REAL(wp) ::  origin_x = 500000.0_wp  !< UTM easting of the lower left corner
251       REAL(wp) ::  origin_y = 0.0_wp       !< UTM northing of the lower left corner
252       REAL(wp) ::  origin_z = 0.0_wp       !< reference height of input data
253       REAL(wp) ::  rotation_angle = 0.0_wp !< rotation angle of input data
254
255       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  fill_chem    !< fill value - chemistry variables
256       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  msoil_1d     !< initial vertical profile of soil moisture
257       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  pt_init      !< initial vertical profile of pt
258       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  q_init       !< initial vertical profile of q
259       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  tsoil_1d     !< initial vertical profile of soil temperature
260       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  u_init       !< initial vertical profile of u
261       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ug_init      !< initial vertical profile of ug
262       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  v_init       !< initial vertical profile of v
263       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  vg_init      !< initial vertical profile of ug
264       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  w_init       !< initial vertical profile of w
265       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  z_soil       !< vertical levels in soil in dynamic input file, used for interpolation
266       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zu_atmos     !< vertical levels at scalar grid in dynamic input file, used for interpolation
267       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zw_atmos     !< vertical levels at w grid in dynamic input file, used for interpolation
268       
269       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  chem_init  !< initial vertical profiles of chemistry variables
270
271
272       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  msoil_3d !< initial 3d soil moisture provide by Inifor and interpolated onto soil grid
273       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  tsoil_3d !< initial 3d soil temperature provide by Inifor and interpolated onto soil grid
274
275    END TYPE init_type
276
277!-- Data type for the general information of chemistry emissions, do not dependent on the particular chemical species
278    TYPE chem_emis_att_type
279
280       !-DIMENSIONS
281       
282       INTEGER(iwp)                                 :: nspec=0            !< no of chem species provided in emission_values
283       INTEGER(iwp)                                 :: n_emiss_species=0  !< no of chem species provided in emission_values
284                                                                          !< same function as nspec, which will be depreciated (ecc)
285                                                                                 
286       INTEGER(iwp)                                 :: ncat=0             !< number of emission categories
287       INTEGER(iwp)                                 :: nvoc=0             !< number of VOC components
288       INTEGER(iwp)                                 :: npm=0              !< number of PM components
289       INTEGER(iwp)                                 :: nnox=2             !< number of NOx components: NO and NO2
290       INTEGER(iwp)                                 :: nsox=2             !< number of SOX components: SO and SO4
291       INTEGER(iwp)                                 :: nhoursyear         !< number of hours of a specific year in the HOURLY mode
292                                                                          !< of the default mode
293       INTEGER(iwp)                                 :: nmonthdayhour      !< number of month days and hours in the MDH mode
294                                                                          !< of the default mode
295       INTEGER(iwp)                                 :: dt_emission        !< Number of emissions timesteps for one year
296                                                                          !< in the pre-processed emissions case
297       !-- 1d emission input variables
298       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: pm_name       !< Names of PM components
299       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: cat_name      !< Emission category names
300       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: species_name  !< Names of emission chemical species
301       CHARACTER (LEN=25),ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: voc_name      !< Names of VOCs components
302       CHARACTER (LEN=25)                           :: units         !< Units
303
304       INTEGER(iwp)                                 :: i_hour         !< indices for assigning emission values at different timesteps
305       INTEGER(iwp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:)       :: cat_index      !< Indices for emission categories
306       INTEGER(iwp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:)       :: species_index  !< Indices for emission chem species
307
308       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:)           :: xm             !< Molecular masses of emission chem species
309
310       !-- 2d emission input variables
311       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: hourly_emis_time_factor  !< Time factors for HOURLY emissions (DEFAULT mode)
312       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: mdh_emis_time_factor     !< Time factors for MDH emissions (DEFAULT mode)
313       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: nox_comp                 !< Composition of NO and NO2
314       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: sox_comp                 !< Composition of SO2 and SO4
315       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         :: voc_comp                 !< Composition of VOC components (not fixed)
316
317       !-- 3d emission input variables
318       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:)       :: pm_comp                  !< Composition of PM components (not fixed)
319 
320    END TYPE chem_emis_att_type
321
322
323!-- Data type for the values of chemistry emissions
324    TYPE chem_emis_val_type
325
326       !REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)     :: stack_height           !< stack height (ecc / to be implemented)
327       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:)    :: default_emission_data  !< Emission input values for LOD1 (DEFAULT mode)
328       REAL(wp),ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:)  :: preproc_emission_data  !< Emission input values for LOD2 (PRE-PROCESSED mode)
329
330    END TYPE chem_emis_val_type
331
332!
333!-- Define data structures for different input data types.
334!-- 8-bit Integer 2D
335    TYPE int_2d_8bit
336       INTEGER(KIND=1) ::  fill = -127                      !< fill value
337       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var !< respective variable
338
339       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
340    END TYPE int_2d_8bit
341!
342!-- 8-bit Integer 3D
343    TYPE int_3d_8bit
344       INTEGER(KIND=1) ::  fill = -127                           !< fill value
345       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_3d !< respective variable
346
347       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
348    END TYPE int_3d_8bit
349!
350!-- 32-bit Integer 2D
351    TYPE int_2d_32bit
352       INTEGER(iwp) ::  fill = -9999                      !< fill value
353       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var  !< respective variable
354
355       LOGICAL ::  from_file = .FALSE. !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
356    END TYPE int_2d_32bit
357!
358!-- Define data type to read 1D or 3D real variables.
359    TYPE real_1d_3d
360       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
361
362       INTEGER(iwp) ::  lod = -1        !< level-of-detail
363       
364       REAL(wp) ::  fill = -9999.9_wp                  !< fill value
365       
366       REAL(wp), DIMENSION(:),     ALLOCATABLE ::  var1d     !< respective 1D variable
367       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var3d     !< respective 3D variable
368    END TYPE real_1d_3d   
369!
370!-- Define data type to read 2D real variables
371    TYPE real_2d
372       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
373
374       INTEGER(iwp) ::  lod             !< level-of-detail
375       
376       REAL(wp) ::  fill = -9999.9_wp                !< fill value
377       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var !< respective variable
378    END TYPE real_2d
379
380!
381!-- Define data type to read 3D real variables
382    TYPE real_3d
383       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
384
385       INTEGER(iwp) ::  nz   !< number of grid points along vertical dimension
386
387       REAL(wp) ::  fill = -9999.9_wp                  !< fill value
388       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var !< respective variable
389    END TYPE real_3d
390!
391!-- Define data structure where the dimension and type of the input depends
392!-- on the given level of detail.
393!-- For buildings, the input is either 2D float, or 3d byte.
394    TYPE build_in
395       INTEGER(iwp)    ::  lod = 1                               !< level of detail
396       INTEGER(KIND=1) ::  fill2 = -127                          !< fill value for lod = 2
397       INTEGER(iwp)    ::  nz                                    !< number of vertical layers in file
398       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_3d !< 3d variable (lod = 2)
399
400       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  z                 !< vertical coordinate for 3D building, used for consistency check
401
402       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
403
404       REAL(wp)                              ::  fill1 = -9999.9_wp !< fill values for lod = 1
405       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var_2d             !< 2d variable (lod = 1)
406       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  oro_max            !< terraing height under particular buildings
407    END TYPE build_in
408
409!
410!-- For soil_type, the input is either 2D or 3D one-byte integer.
411    TYPE soil_in
412       INTEGER(iwp)                                   ::  lod = 1      !< level of detail
413       INTEGER(KIND=1)                                ::  fill = -127  !< fill value for lod = 2
414       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  var_2d       !< 2d variable (lod = 1)
415       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_3d       !< 3d variable (lod = 2)
416
417       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
418    END TYPE soil_in
419
420!
421!-- Define data type for fractions between surface types
422    TYPE fracs
423       INTEGER(iwp)                            ::  nf             !< total number of fractions
424       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nfracs         !< dimension array for fraction
425
426       LOGICAL ::  from_file = .FALSE. !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
427
428       REAL(wp)                                ::  fill = -9999.9_wp !< fill value
429       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  frac              !< respective fraction between different surface types
430    END TYPE fracs
431!
432!-- Data type for parameter lists, Depending on the given level of detail,
433!-- the input is 3D or 4D
434    TYPE pars
435       INTEGER(iwp)                            ::  lod = 1         !< level of detail
436       INTEGER(iwp)                            ::  np              !< total number of parameters
437       INTEGER(iwp)                            ::  nz              !< vertical dimension - number of soil layers
438       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  layers          !< dimension array for soil layers
439       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  pars            !< dimension array for parameters
440
441       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
442
443       REAL(wp)                                  ::  fill = -9999.9_wp !< fill value
444       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  pars_xy           !< respective parameters, level of detail = 1
445       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  pars_xyz          !< respective parameters, level of detail = 2
446    END TYPE pars
447!
448!-- Data type for surface parameter lists
449    TYPE pars_surf
450       INTEGER(iwp)                                ::  np          !< total number of parameters
451       INTEGER(iwp)                                ::  nsurf       !< number of local surfaces
452       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  index_ji    !< index for beginning and end of surfaces at (j,i)
453       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  coords      !< (k,j,i,norm_z,norm_y,norm_x)
454                                                                   !< k,j,i:                surface position
455                                                                   !< norm_z,norm_y,norm_x: surface normal vector
456
457       LOGICAL ::  from_file = .FALSE.  !< flag indicating whether an input variable is available and read from file or default values are used
458
459       REAL(wp)                              ::  fill = -9999.9_wp !< fill value
460       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  pars              !< respective parameters per surface
461    END TYPE pars_surf
462!
463!-- Define type for global file attributes
464!-- Please refer to the PALM data standard for a detailed description of each
465!-- attribute.
466    TYPE global_atts_type
467       CHARACTER(LEN=200) ::  acronym = ' '                      !< acronym of institution
468       CHARACTER(LEN=7)   ::  acronym_char = 'acronym'           !< name of attribute
469       CHARACTER(LEN=200) ::  author  = ' '                      !< first name, last name, email adress
470       CHARACTER(LEN=6)   ::  author_char = 'author'             !< name of attribute
471       CHARACTER(LEN=200) ::  campaign = 'PALM-4U'               !< name of campaign
472       CHARACTER(LEN=8)   ::  campaign_char = 'campaign'         !< name of attribute
473       CHARACTER(LEN=200) ::  comment = ' '                      !< comment to data
474       CHARACTER(LEN=7)   ::  comment_char = 'comment'           !< name of attribute
475       CHARACTER(LEN=200) ::  contact_person = ' '               !< first name, last name, email adress
476       CHARACTER(LEN=14)  ::  contact_person_char = 'contact_person'  !< name of attribute
477       CHARACTER(LEN=200) ::  conventions = 'CF-1.7'             !< netCDF convention
478       CHARACTER(LEN=11)  ::  conventions_char = 'Conventions'   !< name of attribute
479       CHARACTER(LEN=23 ) ::  creation_time = ' '                !< creation time of data set
480       CHARACTER(LEN=13)  ::  creation_time_char = 'creation_time'  !< name of attribute
481       CHARACTER(LEN=200) ::  data_content = ' '                 !< content of data set
482       CHARACTER(LEN=12)  ::  data_content_char = 'data_content' !< name of attribute
483       CHARACTER(LEN=200) ::  dependencies = ' '                 !< dependencies of data set
484       CHARACTER(LEN=12)  ::  dependencies_char = 'dependencies' !< name of attribute
485       CHARACTER(LEN=200) ::  history = ' '                      !< information about data processing
486       CHARACTER(LEN=7)   ::  history_char = 'history'           !< name of attribute
487       CHARACTER(LEN=200) ::  institution = ' '                  !< name of responsible institution
488       CHARACTER(LEN=11)  ::  institution_char = 'institution'   !< name of attribute
489       CHARACTER(LEN=200) ::  keywords = ' '                     !< keywords of data set
490       CHARACTER(LEN=8)   ::  keywords_char = 'keywords'         !< name of attribute
491       CHARACTER(LEN=200) ::  licence = ' '                      !< licence of data set
492       CHARACTER(LEN=7)   ::  licence_char = 'licence'           !< name of attribute
493       CHARACTER(LEN=200) ::  location = ' '                     !< place which refers to data set
494       CHARACTER(LEN=8)   ::  location_char = 'location'         !< name of attribute
495       CHARACTER(LEN=10)  ::  origin_lat_char = 'origin_lat'     !< name of attribute
496       CHARACTER(LEN=10)  ::  origin_lon_char = 'origin_lon'     !< name of attribute
497       CHARACTER(LEN=23 ) ::  origin_time = '2000-01-01 00:00:00 +00'  !< reference time
498       CHARACTER(LEN=11)  ::  origin_time_char = 'origin_time'   !< name of attribute
499       CHARACTER(LEN=8)   ::  origin_x_char = 'origin_x'         !< name of attribute
500       CHARACTER(LEN=8)   ::  origin_y_char = 'origin_y'         !< name of attribute
501       CHARACTER(LEN=8)   ::  origin_z_char = 'origin_z'         !< name of attribute
502       CHARACTER(LEN=12)  ::  palm_version_char = 'palm_version' !< name of attribute
503       CHARACTER(LEN=200) ::  references = ' '                   !< literature referring to data set
504       CHARACTER(LEN=10)  ::  references_char = 'references'     !< name of attribute
505       CHARACTER(LEN=14)  ::  rotation_angle_char = 'rotation_angle'  !< name of attribute
506       CHARACTER(LEN=200) ::  site = ' '                         !< name of model domain
507       CHARACTER(LEN=4)   ::  site_char = 'site'                 !< name of attribute
508       CHARACTER(LEN=200) ::  source = ' '                       !< source of data set
509       CHARACTER(LEN=6)   ::  source_char = 'source'             !< name of attribute
510       CHARACTER(LEN=200) ::  title = ' '                        !< title of data set
511       CHARACTER(LEN=5)   ::  title_char = 'title'               !< name of attribute
512       CHARACTER(LEN=7)   ::  version_char = 'version'           !< name of attribute
513
514       INTEGER(iwp) ::  version              !< version of data set
515
516       REAL(wp) ::  origin_lat               !< latitude of lower left corner
517       REAL(wp) ::  origin_lon               !< longitude of lower left corner
518       REAL(wp) ::  origin_x                 !< easting (UTM coordinate) of lower left corner
519       REAL(wp) ::  origin_y                 !< northing (UTM coordinate) of lower left corner
520       REAL(wp) ::  origin_z                 !< reference height
521       REAL(wp) ::  palm_version             !< PALM version of data set
522       REAL(wp) ::  rotation_angle           !< rotation angle of coordinate system of data set
523    END TYPE global_atts_type
524!
525!-- Define type for coordinate reference system (crs)
526    TYPE crs_type
527       CHARACTER(LEN=200) ::  epsg_code = 'EPSG:25831'                   !< EPSG code
528       CHARACTER(LEN=200) ::  grid_mapping_name = 'transverse_mercator'  !< name of grid mapping
529       CHARACTER(LEN=200) ::  long_name = 'coordinate reference system'  !< name of variable crs
530       CHARACTER(LEN=200) ::  units = 'm'                                !< unit of crs
531
532       REAL(wp) ::  false_easting = 500000.0_wp                  !< false easting
533       REAL(wp) ::  false_northing = 0.0_wp                      !< false northing
534       REAL(wp) ::  inverse_flattening = 298.257223563_wp        !< 1/f (default for WGS84)
535       REAL(wp) ::  latitude_of_projection_origin = 0.0_wp       !< latitude of projection origin
536       REAL(wp) ::  longitude_of_central_meridian = 3.0_wp       !< longitude of central meridian of UTM zone (default: zone 31)
537       REAL(wp) ::  longitude_of_prime_meridian = 0.0_wp         !< longitude of prime meridian
538       REAL(wp) ::  scale_factor_at_central_meridian = 0.9996_wp !< scale factor of UTM coordinates
539       REAL(wp) ::  semi_major_axis = 6378137.0_wp               !< length of semi major axis (default for WGS84)
540    END TYPE crs_type
541
542!
543!-- Define variables
544    TYPE(crs_type)   ::  coord_ref_sys  !< coordinate reference system
545
546    TYPE(dims_xy)    ::  dim_static     !< data structure for x, y-dimension in static input file
547
548    TYPE(init_type) ::  init_3d    !< data structure for the initialization of the 3D flow and soil fields
549    TYPE(init_type) ::  init_model !< data structure for the initialization of the model
550
551!
552!-- Define 2D variables of type NC_BYTE
553    TYPE(int_2d_8bit)  ::  albedo_type_f     !< input variable for albedo type
554    TYPE(int_2d_8bit)  ::  building_type_f   !< input variable for building type
555    TYPE(int_2d_8bit)  ::  pavement_type_f   !< input variable for pavenment type
556    TYPE(int_2d_8bit)  ::  street_crossing_f !< input variable for water type
557    TYPE(int_2d_8bit)  ::  street_type_f     !< input variable for water type
558    TYPE(int_2d_8bit)  ::  vegetation_type_f !< input variable for vegetation type
559    TYPE(int_2d_8bit)  ::  water_type_f      !< input variable for water type
560!
561!-- Define 3D variables of type NC_BYTE
562    TYPE(int_3d_8bit)  ::  building_obstruction_f    !< input variable for building obstruction
563    TYPE(int_3d_8bit)  ::  building_obstruction_full !< input variable for building obstruction
564!
565!-- Define 2D variables of type NC_INT
566    TYPE(int_2d_32bit) ::  building_id_f     !< input variable for building ID
567!
568!-- Define 2D variables of type NC_FLOAT
569    TYPE(real_2d) ::  terrain_height_f       !< input variable for terrain height
570    TYPE(real_2d) ::  uvem_irradiance_f      !< input variable for uvem irradiance lookup table
571    TYPE(real_2d) ::  uvem_integration_f     !< input variable for uvem integration
572!
573!-- Define 3D variables of type NC_FLOAT
574    TYPE(real_3d) ::  basal_area_density_f    !< input variable for basal area density - resolved vegetation
575    TYPE(real_3d) ::  leaf_area_density_f     !< input variable for leaf area density - resolved vegetation
576    TYPE(real_3d) ::  root_area_density_lad_f !< input variable for root area density - resolved vegetation
577    TYPE(real_3d) ::  root_area_density_lsm_f !< input variable for root area density - parametrized vegetation
578    TYPE(real_3d) ::  uvem_radiance_f         !< input variable for uvem radiance lookup table
579    TYPE(real_3d) ::  uvem_projarea_f         !< input variable for uvem projection area lookup table
580!
581!-- Define input variable for buildings
582    TYPE(build_in) ::  buildings_f           !< input variable for buildings
583!
584!-- Define input variables for soil_type
585    TYPE(soil_in)  ::  soil_type_f           !< input variable for soil type
586
587    TYPE(fracs) ::  surface_fraction_f       !< input variable for surface fraction
588
589    TYPE(pars)  ::  albedo_pars_f              !< input variable for albedo parameters
590    TYPE(pars)  ::  building_pars_f            !< input variable for building parameters
591    TYPE(pars)  ::  pavement_pars_f            !< input variable for pavement parameters
592    TYPE(pars)  ::  pavement_subsurface_pars_f !< input variable for pavement parameters
593    TYPE(pars)  ::  soil_pars_f                !< input variable for soil parameters
594    TYPE(pars)  ::  vegetation_pars_f          !< input variable for vegetation parameters
595    TYPE(pars)  ::  water_pars_f               !< input variable for water parameters
596
597    TYPE(pars_surf)  ::  building_surface_pars_f  !< input variable for building surface parameters
598
599    TYPE(chem_emis_att_type)                             ::  chem_emis_att    !< Input Information of Chemistry Emission Data from netcdf 
600    TYPE(chem_emis_val_type), ALLOCATABLE, DIMENSION(:)  ::  chem_emis        !< Input Chemistry Emission Data from netcdf 
601
602    CHARACTER(LEN=3)  ::  char_lod  = 'lod'         !< name of level-of-detail attribute in NetCDF file
603
604    CHARACTER(LEN=10) ::  char_fill = '_FillValue'        !< name of fill value attribute in NetCDF file
605
606    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_static  = 'PIDS_STATIC'  !< Name of file which comprises static input data
607    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_dynamic = 'PIDS_DYNAMIC' !< Name of file which comprises dynamic input data
608    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_chem    = 'PIDS_CHEM'    !< Name of file which comprises chemistry input data
609    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_uvem    = 'PIDS_UVEM'    !< Name of file which comprises static uv_exposure model input data
610    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_vm      = 'PIDS_VM'      !< Name of file which comprises virtual measurement data
611   
612    CHARACTER(LEN=25), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::  string_values  !< output of string variables read from netcdf input files
613    CHARACTER(LEN=50), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  vars_pids      !< variable in input file
614
615    INTEGER(iwp)                                     ::  id_emis        !< NetCDF id of input file for chemistry emissions: TBD: It has to be removed
616
617    INTEGER(iwp) ::  nc_stat         !< return value of nf90 function call
618    INTEGER(iwp) ::  num_var_pids    !< number of variables in file
619    INTEGER(iwp) ::  pids_id         !< file id
620
621    LOGICAL ::  input_pids_static  = .FALSE.   !< Flag indicating whether Palm-input-data-standard file containing static information exists
622    LOGICAL ::  input_pids_dynamic = .FALSE.   !< Flag indicating whether Palm-input-data-standard file containing dynamic information exists
623    LOGICAL ::  input_pids_chem    = .FALSE.   !< Flag indicating whether Palm-input-data-standard file containing chemistry information exists
624    LOGICAL ::  input_pids_uvem    = .FALSE.   !< Flag indicating whether uv-expoure-model input file containing static information exists
625    LOGICAL ::  input_pids_vm      = .FALSE.   !< Flag indicating whether input file for virtual measurements exist
626
627    LOGICAL ::  collective_read = .FALSE.      !< Enable NetCDF collective read
628
629    TYPE(global_atts_type) ::  input_file_atts !< global attributes of input file
630
631    SAVE
632
633    PRIVATE
634
635    INTERFACE netcdf_data_input_check_dynamic
636       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_check_dynamic
637    END INTERFACE netcdf_data_input_check_dynamic
638
639    INTERFACE netcdf_data_input_check_static
640       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_check_static
641    END INTERFACE netcdf_data_input_check_static
642
643    INTERFACE netcdf_data_input_chemistry_data                       
644       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_chemistry_data
645    END INTERFACE netcdf_data_input_chemistry_data
646   
647    INTERFACE get_dimension_length                       
648       MODULE PROCEDURE get_dimension_length
649    END INTERFACE get_dimension_length
650
651    INTERFACE netcdf_data_input_inquire_file
652       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_inquire_file
653    END INTERFACE netcdf_data_input_inquire_file
654
655    INTERFACE netcdf_data_input_init
656       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_init
657    END INTERFACE netcdf_data_input_init
658   
659    INTERFACE netcdf_data_input_att
660       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_int8
661       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_int32
662       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_real
663       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_att_string
664    END INTERFACE netcdf_data_input_att
665
666    INTERFACE netcdf_data_input_init_3d
667       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_init_3d
668    END INTERFACE netcdf_data_input_init_3d
669   
670    INTERFACE netcdf_data_input_surface_data
671       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_surface_data
672    END INTERFACE netcdf_data_input_surface_data
673
674    INTERFACE netcdf_data_input_var
675       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_var_char
676       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_var_real_1d
677       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_var_real_2d
678    END INTERFACE netcdf_data_input_var
679
680    INTERFACE netcdf_data_input_uvem
681       MODULE PROCEDURE netcdf_data_input_uvem
682    END INTERFACE netcdf_data_input_uvem
683
684    INTERFACE get_variable
685       MODULE PROCEDURE get_variable_1d_char
686       MODULE PROCEDURE get_variable_1d_int
687       MODULE PROCEDURE get_variable_1d_real
688       MODULE PROCEDURE get_variable_2d_int8
689       MODULE PROCEDURE get_variable_2d_int32
690       MODULE PROCEDURE get_variable_2d_real
691       MODULE PROCEDURE get_variable_3d_int8
692       MODULE PROCEDURE get_variable_3d_real
693       MODULE PROCEDURE get_variable_3d_real_dynamic
694       MODULE PROCEDURE get_variable_4d_to_3d_real
695       MODULE PROCEDURE get_variable_4d_real
696       MODULE PROCEDURE get_variable_5d_to_4d_real
697       MODULE PROCEDURE get_variable_5d_real           ! (ecc) temp subroutine 4 reading 5D NC arrays
698       MODULE PROCEDURE get_variable_5d_real_dynamic   ! 2B removed as z is out of emission_values
699       MODULE PROCEDURE get_variable_string
700    END INTERFACE get_variable
701
702    INTERFACE get_variable_pr
703       MODULE PROCEDURE get_variable_pr
704    END INTERFACE get_variable_pr
705
706    INTERFACE get_attribute
707       MODULE PROCEDURE get_attribute_real
708       MODULE PROCEDURE get_attribute_int8
709       MODULE PROCEDURE get_attribute_int32
710       MODULE PROCEDURE get_attribute_string
711    END INTERFACE get_attribute
712
713!
714!-- Public data structures
715    PUBLIC real_1d_3d,                                                         &
716           real_2d
717!
718!-- Public variables
719    PUBLIC albedo_pars_f, albedo_type_f, basal_area_density_f, buildings_f,    &
720           building_id_f, building_pars_f, building_surface_pars_f,            &
721           building_type_f,                                                    &
722           char_fill,                                                          &
723           char_lod,                                                           &
724           chem_emis, chem_emis_att, chem_emis_att_type, chem_emis_val_type,   &
725           coord_ref_sys,                                                      &
726           init_3d, init_model, input_file_atts,                               &
727           input_file_dynamic,                                                 &
728           input_file_static,                                                  &
729           input_pids_static,                                                  &
730           input_pids_dynamic, input_pids_vm, input_file_vm,                   &
731           leaf_area_density_f,                                                &
732           num_var_pids,                                                       &
733           pavement_pars_f, pavement_subsurface_pars_f, pavement_type_f,       &
734           pids_id,                                                            &
735           root_area_density_lad_f, root_area_density_lsm_f, soil_pars_f,      &
736           soil_type_f, street_crossing_f, street_type_f, surface_fraction_f,  &
737           terrain_height_f, vegetation_pars_f, vegetation_type_f,             &
738           vars_pids,                                                          &
739           water_pars_f, water_type_f
740!
741!-- Public uv exposure variables
742    PUBLIC building_obstruction_f, input_file_uvem, input_pids_uvem,           &
743           netcdf_data_input_uvem,                                             &
744           uvem_integration_f, uvem_irradiance_f,                              &
745           uvem_projarea_f, uvem_radiance_f
746
747!
748!-- Public subroutines
749    PUBLIC netcdf_data_input_check_dynamic,                                    &
750           netcdf_data_input_check_static,                                     &
751           netcdf_data_input_chemistry_data,                                   &
752           get_dimension_length,                                               &
753           netcdf_data_input_inquire_file,                                     &
754           netcdf_data_input_init,                                             &
755           netcdf_data_input_init_3d,                                          &
756           netcdf_data_input_att,                                              &
757           netcdf_data_input_surface_data,                                     &
758           netcdf_data_input_topo,                                             &
759           netcdf_data_input_var,                                              &
760           get_attribute,                                                      &
761           get_variable,                                                       &
762           get_variable_pr,                                                    &
763           open_read_file,                                                     &
764           check_existence,                                                    &
765           inquire_num_variables,                                              &
766           inquire_variable_names,                                             &
767           close_input_file
768
769
770 CONTAINS
771
772!------------------------------------------------------------------------------!
773! Description:
774! ------------
775!> Inquires whether NetCDF input files according to Palm-input-data standard
776!> exist. Moreover, basic checks are performed.
777!------------------------------------------------------------------------------!
778    SUBROUTINE netcdf_data_input_inquire_file
779
780       USE control_parameters,                                                 &
781           ONLY:  topo_no_distinct
782
783       IMPLICIT NONE
784
785#if defined ( __netcdf )
786       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_static )   // TRIM( coupling_char ),   &
787                EXIST = input_pids_static  )
788       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_dynamic ) // TRIM( coupling_char ),    &
789                EXIST = input_pids_dynamic )
790       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_chem )    // TRIM( coupling_char ),    &
791                EXIST = input_pids_chem )
792       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_uvem ) // TRIM( coupling_char ),       &
793                EXIST = input_pids_uvem  )
794       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_vm )      // TRIM( coupling_char ),    &
795                EXIST = input_pids_vm )
796#endif
797
798!
799!--    As long as topography can be input via ASCII format, no distinction
800!--    between building and terrain can be made. This case, classify all
801!--    surfaces as default type. Same in case land-surface and urban-surface
802!--    model are not applied.
803       IF ( .NOT. input_pids_static )  THEN
804          topo_no_distinct = .TRUE.
805       ENDIF
806
807    END SUBROUTINE netcdf_data_input_inquire_file
808
809!------------------------------------------------------------------------------!
810! Description:
811! ------------
812!> Reads global attributes and coordinate reference system required for
813!> initialization of the model.
814!------------------------------------------------------------------------------!
815    SUBROUTINE netcdf_data_input_init
816
817       IMPLICIT NONE
818
819       INTEGER(iwp) ::  id_mod     !< NetCDF id of input file
820       INTEGER(iwp) ::  var_id_crs !< NetCDF id of variable crs
821
822       IF ( .NOT. input_pids_static )  RETURN
823
824#if defined ( __netcdf )
825!
826!--    Open file in read-only mode
827       CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                       &
828                            TRIM( coupling_char ), id_mod )
829!
830!--    Read global attributes
831       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_lat_char,            &
832                           input_file_atts%origin_lat, .TRUE. )
833
834       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_lon_char,            &
835                           input_file_atts%origin_lon, .TRUE. )
836
837       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_time_char,           &
838                           input_file_atts%origin_time, .TRUE. )
839
840       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_x_char,              &
841                           input_file_atts%origin_x, .TRUE. )
842
843       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_y_char,              &
844                           input_file_atts%origin_y, .TRUE. )
845
846       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%origin_z_char,              &
847                           input_file_atts%origin_z, .TRUE. )
848
849       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%rotation_angle_char,        &
850                           input_file_atts%rotation_angle, .TRUE. )
851
852       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%author_char,                &
853                           input_file_atts%author, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
854       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%contact_person_char,        &
855                           input_file_atts%contact_person, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
856       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%institution_char,           &
857                           input_file_atts%institution,    .TRUE., no_abort=.FALSE. )
858       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%acronym_char,               &
859                           input_file_atts%acronym,        .TRUE., no_abort=.FALSE. )
860
861       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%campaign_char,              &
862                           input_file_atts%campaign, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
863       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%location_char,              &
864                           input_file_atts%location, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
865       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%site_char,                  &
866                           input_file_atts%site,     .TRUE., no_abort=.FALSE. )
867
868       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%source_char,                &
869                           input_file_atts%source,     .TRUE., no_abort=.FALSE. )
870       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%references_char,            &
871                           input_file_atts%references, .TRUE., no_abort=.FALSE. )
872       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%keywords_char,              &
873                           input_file_atts%keywords,   .TRUE., no_abort=.FALSE. )
874       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%licence_char,               &
875                           input_file_atts%licence,    .TRUE., no_abort=.FALSE. )
876       CALL get_attribute( id_mod, input_file_atts%comment_char,               &
877                           input_file_atts%comment,    .TRUE., no_abort=.FALSE. )
878!
879!--    Read coordinate reference system if available
880       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id_mod, 'crs', var_id_crs )
881       IF ( nc_stat == NF90_NOERR )  THEN
882          CALL get_attribute( id_mod, 'epsg_code',                             &
883                              coord_ref_sys%epsg_code,                         &
884                              .FALSE., 'crs' )
885          CALL get_attribute( id_mod, 'false_easting',                         &
886                              coord_ref_sys%false_easting,                     &
887                              .FALSE., 'crs' )
888          CALL get_attribute( id_mod, 'false_northing',                        &
889                              coord_ref_sys%false_northing,                    &
890                              .FALSE., 'crs' )
891          CALL get_attribute( id_mod, 'grid_mapping_name',                     &
892                              coord_ref_sys%grid_mapping_name,                 &
893                              .FALSE., 'crs' )
894          CALL get_attribute( id_mod, 'inverse_flattening',                    &
895                              coord_ref_sys%inverse_flattening,                &
896                              .FALSE., 'crs' )
897          CALL get_attribute( id_mod, 'latitude_of_projection_origin',         &
898                              coord_ref_sys%latitude_of_projection_origin,     &
899                              .FALSE., 'crs' )
900          CALL get_attribute( id_mod, 'long_name',                             &
901                              coord_ref_sys%long_name,                         &
902                              .FALSE., 'crs' )
903          CALL get_attribute( id_mod, 'longitude_of_central_meridian',         &
904                              coord_ref_sys%longitude_of_central_meridian,     &
905                              .FALSE., 'crs' )
906          CALL get_attribute( id_mod, 'longitude_of_prime_meridian',           &
907                              coord_ref_sys%longitude_of_prime_meridian,       &
908                              .FALSE., 'crs' )
909          CALL get_attribute( id_mod, 'scale_factor_at_central_meridian',      &
910                              coord_ref_sys%scale_factor_at_central_meridian,  &
911                              .FALSE., 'crs' )
912          CALL get_attribute( id_mod, 'semi_major_axis',                       &
913                              coord_ref_sys%semi_major_axis,                   &
914                              .FALSE., 'crs' )
915          CALL get_attribute( id_mod, 'units',                                 &
916                              coord_ref_sys%units,                             &
917                              .FALSE., 'crs' )
918       ELSE
919!
920!--       Calculate central meridian from origin_lon
921          coord_ref_sys%longitude_of_central_meridian = &
922             CEILING( input_file_atts%origin_lon / 6.0_wp ) * 6.0_wp - 3.0_wp
923       ENDIF
924!
925!--    Finally, close input file
926       CALL close_input_file( id_mod )
927#endif
928!
929!--    Copy latitude, longitude, origin_z, rotation angle on init type
930       init_model%latitude        = input_file_atts%origin_lat
931       init_model%longitude       = input_file_atts%origin_lon
932       init_model%origin_time     = input_file_atts%origin_time 
933       init_model%origin_x        = input_file_atts%origin_x
934       init_model%origin_y        = input_file_atts%origin_y
935       init_model%origin_z        = input_file_atts%origin_z 
936       init_model%rotation_angle  = input_file_atts%rotation_angle 
937           
938!
939!--    In case of nested runs, each model domain might have different longitude
940!--    and latitude, which would result in different Coriolis parameters and
941!--    sun-zenith angles. To avoid this, longitude and latitude in each model
942!--    domain will be set to the values of the root model. Please note, this
943!--    synchronization is required already here.
944#if defined( __parallel )
945       CALL MPI_BCAST( init_model%latitude,  1, MPI_REAL, 0,                   &
946                       MPI_COMM_WORLD, ierr )
947       CALL MPI_BCAST( init_model%longitude, 1, MPI_REAL, 0,                   &
948                       MPI_COMM_WORLD, ierr )
949#endif
950
951    END SUBROUTINE netcdf_data_input_init
952   
953!------------------------------------------------------------------------------!
954! Description:
955! ------------
956!> Read an array of characters.
957!------------------------------------------------------------------------------!
958    SUBROUTINE netcdf_data_input_var_char( val, search_string, id_mod )
959
960       IMPLICIT NONE
961
962       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string     !< name of the variable
963       CHARACTER(LEN=*), DIMENSION(:) ::  val !< variable which should be read
964       
965       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
966
967#if defined ( __netcdf )
968!
969!--    Read variable
970       CALL get_variable( id_mod, search_string, val )
971#endif           
972
973    END SUBROUTINE netcdf_data_input_var_char
974   
975!------------------------------------------------------------------------------!
976! Description:
977! ------------
978!> Read an 1D array of REAL values.
979!------------------------------------------------------------------------------!
980    SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_1d( val, search_string, id_mod )
981
982       IMPLICIT NONE
983
984       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string     !< name of the variable     
985       
986       INTEGER(iwp) ::  id_mod        !< NetCDF id of input file
987       
988       REAL(wp), DIMENSION(:) ::  val !< variable which should be read
989
990#if defined ( __netcdf )
991!
992!--    Read variable
993       CALL get_variable( id_mod, search_string, val )
994#endif           
995
996    END SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_1d
997   
998!------------------------------------------------------------------------------!
999! Description:
1000! ------------
1001!> Read an 1D array of REAL values.
1002!------------------------------------------------------------------------------!
1003    SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_2d( val, search_string,              &
1004                                              id_mod, d1s, d1e, d2s, d2e )
1005
1006       IMPLICIT NONE
1007
1008       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string     !< name of the variable     
1009       
1010       INTEGER(iwp) ::  id_mod  !< NetCDF id of input file
1011       INTEGER(iwp) ::  d1e     !< end index of first dimension to be read
1012       INTEGER(iwp) ::  d2e     !< end index of second dimension to be read
1013       INTEGER(iwp) ::  d1s     !< start index of first dimension to be read
1014       INTEGER(iwp) ::  d2s     !< start index of second dimension to be read
1015       
1016       REAL(wp), DIMENSION(:,:) ::  val !< variable which should be read
1017
1018#if defined ( __netcdf )
1019!
1020!--    Read character variable
1021       CALL get_variable( id_mod, search_string, val, d1s, d1e, d2s, d2e )
1022#endif           
1023
1024    END SUBROUTINE netcdf_data_input_var_real_2d
1025   
1026!------------------------------------------------------------------------------!
1027! Description:
1028! ------------
1029!> Read a global string attribute
1030!------------------------------------------------------------------------------!
1031    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_string( val, search_string, id_mod,       &
1032                                             input_file, global, openclose,    &
1033                                             variable_name )
1034
1035       IMPLICIT NONE
1036
1037       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1038       CHARACTER(LEN=*) ::  val           !< attribute
1039       
1040       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1041       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1042       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed 
1043       
1044       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1045       
1046       LOGICAL ::  global                 !< flag indicating a global or a variable's attribute
1047
1048#if defined ( __netcdf )
1049!
1050!--    Open file in read-only mode if necessary
1051       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1052          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1053                                  id_mod )
1054       ENDIF
1055!
1056!--    Read global attribute
1057       IF ( global )  THEN
1058          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1059!
1060!--    Read variable attribute
1061       ELSE
1062          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1063       ENDIF
1064!
1065!--    Close input file
1066       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1067#endif           
1068
1069    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_string
1070   
1071!------------------------------------------------------------------------------!
1072! Description:
1073! ------------
1074!> Read a global 8-bit integer attribute
1075!------------------------------------------------------------------------------!
1076    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int8( val, search_string, id_mod,         &
1077                                           input_file, global, openclose,      &
1078                                           variable_name )
1079
1080       IMPLICIT NONE
1081
1082       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1083       
1084       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1085       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1086       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1087       
1088       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1089       INTEGER(KIND=1) ::  val      !< value of the attribute
1090       
1091       LOGICAL ::  global        !< flag indicating a global or a variable's attribute
1092
1093#if defined ( __netcdf )
1094!
1095!--    Open file in read-only mode
1096       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1097          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1098                                  id_mod )
1099       ENDIF
1100!
1101!--    Read global attribute
1102       IF ( global )  THEN
1103          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1104!
1105!--    Read variable attribute
1106       ELSE
1107          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1108       ENDIF
1109!
1110!--    Finally, close input file
1111       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1112#endif           
1113
1114    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int8
1115   
1116!------------------------------------------------------------------------------!
1117! Description:
1118! ------------
1119!> Read a global 32-bit integer attribute
1120!------------------------------------------------------------------------------!
1121    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int32( val, search_string, id_mod,        &
1122                                            input_file, global, openclose,     &
1123                                            variable_name )
1124
1125       IMPLICIT NONE
1126
1127       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1128       
1129       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1130       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1131       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1132       
1133       INTEGER(iwp) ::  id_mod   !< NetCDF id of input file
1134       INTEGER(iwp) ::  val      !< value of the attribute
1135       
1136       LOGICAL ::  global        !< flag indicating a global or a variable's attribute
1137
1138#if defined ( __netcdf )
1139!
1140!--    Open file in read-only mode
1141       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1142          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1143                                  id_mod )
1144       ENDIF
1145!
1146!--    Read global attribute
1147       IF ( global )  THEN
1148          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1149!
1150!--    Read variable attribute
1151       ELSE
1152          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1153       ENDIF
1154!
1155!--    Finally, close input file
1156       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1157#endif           
1158
1159    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_int32
1160   
1161!------------------------------------------------------------------------------!
1162! Description:
1163! ------------
1164!> Read a global real attribute
1165!------------------------------------------------------------------------------!
1166    SUBROUTINE netcdf_data_input_att_real( val, search_string, id_mod,         &
1167                                           input_file, global, openclose,      &
1168                                           variable_name )
1169
1170       IMPLICIT NONE
1171
1172       CHARACTER(LEN=*) ::  search_string !< name of the attribue
1173       
1174       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file    !< name of input file
1175       CHARACTER(LEN=*) ::  openclose     !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1176       CHARACTER(LEN=*) ::  variable_name !< string indicating whether NetCDF needs to be opend or closed
1177       
1178       INTEGER(iwp) ::  id_mod            !< NetCDF id of input file
1179       
1180       LOGICAL ::  global                 !< flag indicating a global or a variable's attribute
1181       
1182       REAL(wp) ::  val                   !< value of the attribute
1183
1184#if defined ( __netcdf )
1185!
1186!--    Open file in read-only mode
1187       IF ( openclose == 'open' )  THEN
1188          CALL open_read_file( TRIM( input_file ) // TRIM( coupling_char ), &
1189                                  id_mod )
1190       ENDIF
1191!
1192!--    Read global attribute
1193       IF ( global )  THEN
1194          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global )
1195!
1196!--    Read variable attribute
1197       ELSE
1198          CALL get_attribute( id_mod, search_string, val, global, variable_name )
1199       ENDIF
1200!
1201!--    Finally, close input file
1202       IF ( openclose == 'close' )  CALL close_input_file( id_mod )
1203#endif           
1204
1205    END SUBROUTINE netcdf_data_input_att_real
1206
1207!------------------------------------------------------------------------------!
1208! Description:
1209! ------------
1210!> Reads Chemistry NETCDF Input data, such as emission values, emission species, etc.
1211!------------------------------------------------------------------------------!
1212
1213    SUBROUTINE netcdf_data_input_chemistry_data(emt_att,emt)
1214
1215       USE chem_modules,                                       &
1216           ONLY:  emiss_lod, time_fac_type, surface_csflux_name
1217
1218       USE control_parameters,                                 &
1219           ONLY:  message_string
1220
1221       USE indices,                                            &
1222           ONLY:  nxl, nxr, nys, nyn
1223
1224       IMPLICIT NONE
1225
1226       TYPE(chem_emis_att_type), INTENT(INOUT)                             ::  emt_att
1227       TYPE(chem_emis_val_type), ALLOCATABLE, DIMENSION(:), INTENT(INOUT)  ::  emt
1228   
1229       INTEGER(iwp)  ::  i, j, k      !< generic counters
1230       INTEGER(iwp)  ::  ispec        !< index for number of emission species in input
1231       INTEGER(iwp)  ::  len_dims     !< Length of dimension
1232       INTEGER(iwp)  ::  num_vars     !< number of variables in netcdf input file
1233
1234!
1235!-- dum_var_4d are designed to read in emission_values from the chemistry netCDF file.
1236!-- Currently the vestigial "z" dimension in emission_values makes it a 5D array,
1237!-- hence the corresponding dum_var_5d array.  When the "z" dimension is removed
1238!-- completely, dum_var_4d will be used instead
1239!-- (ecc 20190425)
1240
1241!       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:)    ::  dum_var_4d  !< temp array 4 4D chem emission data
1242       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:,:)  ::  dum_var_5d  !< temp array 4 5D chem emission data
1243
1244!
1245!-- Start processing data
1246!
1247!-- Emission LOD 0 (Parameterized mode)
1248
1249        IF  ( emiss_lod == 0 )  THEN
1250
1251! for reference (ecc)
1252!       IF (TRIM(mode_emis) == "PARAMETERIZED" .OR. TRIM(mode_emis) == "parameterized") THEN
1253
1254           ispec=1
1255           emt_att%n_emiss_species = 0
1256
1257!
1258!-- number of species
1259
1260           DO  WHILE (TRIM( surface_csflux_name( ispec ) ) /= 'novalue' )
1261
1262             emt_att%n_emiss_species = emt_att%n_emiss_species + 1
1263             ispec=ispec+1
1264!
1265!-- followling line retained for compatibility with salsa_mod
1266!-- which still uses emt_att%nspec heavily (ecc)
1267
1268             emt_att%nspec = emt_att%nspec + 1
1269
1270           ENDDO
1271
1272!
1273!-- allocate emission values data type arrays
1274
1275          ALLOCATE ( emt(emt_att%n_emiss_species) )
1276
1277!
1278!-- Read EMISSION SPECIES NAMES
1279
1280!
1281!-- allocate space for strings
1282
1283          ALLOCATE (emt_att%species_name(emt_att%n_emiss_species) )
1284 
1285         DO ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1286            emt_att%species_name(ispec) = TRIM(surface_csflux_name(ispec))
1287         ENDDO
1288
1289!
1290!-- LOD 1 (default mode) and LOD 2 (pre-processed mode)
1291
1292       ELSE
1293
1294#if defined ( __netcdf )
1295
1296          IF ( .NOT. input_pids_chem )  RETURN
1297
1298!
1299!-- first we allocate memory space for the emission species and then
1300!-- we differentiate between LOD 1 (default mode) and LOD 2 (pre-processed mode)
1301
1302!
1303!-- open emission data file ( {palmcase}_chemistry )
1304
1305          CALL open_read_file ( TRIM(input_file_chem) // TRIM(coupling_char), id_emis )
1306
1307!
1308!-- inquire number of variables
1309
1310          CALL inquire_num_variables ( id_emis, num_vars )
1311
1312!
1313!-- Get General Dimension Lengths: only # species and # categories.
1314!-- Tther dimensions depend on the emission mode or specific components
1315
1316          CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%n_emiss_species, 'nspecies' )
1317
1318!
1319!-- backward compatibility for salsa_mod (ecc)
1320
1321          emt_att%nspec = emt_att%n_emiss_species
1322
1323!
1324!-- Allocate emission values data type arrays
1325
1326          ALLOCATE ( emt(emt_att%n_emiss_species) )
1327
1328!
1329!-- READING IN SPECIES NAMES
1330
1331!
1332!-- Allocate memory for species names
1333
1334          ALLOCATE ( emt_att%species_name(emt_att%n_emiss_species) )
1335
1336!
1337!-- Retrieve variable name (again, should use n_emiss_strlen)
1338
1339          CALL get_variable( id_emis, 'emission_name',    &
1340                             string_values, emt_att%n_emiss_species )
1341          emt_att%species_name=string_values
1342
1343!
1344!-- dealocate string_values previously allocated in get_variable call
1345
1346          IF  ( ALLOCATED(string_values) )  DEALLOCATE (string_values)
1347
1348!
1349!-- READING IN SPECIES INDICES
1350
1351!
1352!-- Allocate memory for species indices
1353
1354          ALLOCATE ( emt_att%species_index(emt_att%n_emiss_species) )
1355
1356!
1357!-- Retrieve variable data
1358
1359          CALL get_variable( id_emis, 'emission_index', emt_att%species_index )
1360!
1361!-- Now the routine has to distinguish between chemistry emission
1362!-- LOD 1 (DEFAULT mode) and LOD 2 (PRE-PROCESSED mode)
1363
1364!
1365!-- START OF EMISSION LOD 1 (DEFAULT MODE)
1366
1367
1368          IF  ( emiss_lod == 1 )  THEN
1369
1370! for reference (ecc)
1371!          IF (TRIM(mode_emis) == "DEFAULT" .OR. TRIM(mode_emis) == "default") THEN
1372
1373!
1374!-- get number of emission categories
1375
1376             CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%ncat, 'ncat' )
1377
1378!-- READING IN EMISSION CATEGORIES INDICES
1379
1380             ALLOCATE ( emt_att%cat_index(emt_att%ncat) )
1381
1382!
1383!-- Retrieve variable data
1384
1385             CALL get_variable( id_emis, 'emission_cat_index', emt_att%cat_index )
1386
1387
1388!
1389!-- Loop through individual species to get basic information on
1390!-- VOC/PM/NOX/SOX
1391
1392!------------------------------------------------------------------------------
1393!-- NOTE - CHECK ARRAY INDICES FOR READING IN NAMES AND SPECIES
1394!--        IN LOD1 (DEFAULT MODE) FOR THE VARIOUS MODE SPLITS
1395!--        AS ALL ID_EMIS CONDITIONALS HAVE BEEN REMOVED FROM GET_VAR
1396!--        FUNCTIONS.  IN THEORY THIS WOULD MEAN ALL ARRAYS SHOULD BE
1397!--        READ FROM 0 to N-1 (C CONVENTION) AS OPPOSED TO 1 to N
1398!--        (FORTRAN CONVENTION).  KEEP THIS IN MIND !!
1399!--        (ecc 20190424)
1400!------------------------------------------------------------------------------
1401 
1402             DO  ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1403
1404!
1405!-- VOC DATA (name and composition)
1406
1407                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "VOC" .OR.                  &
1408                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "voc" )  THEN
1409
1410!
1411!-- VOC name
1412                   CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%nvoc, 'nvoc' )
1413                   ALLOCATE ( emt_att%voc_name(emt_att%nvoc) )
1414                   CALL get_variable ( id_emis,"emission_voc_name",  &
1415                                       string_values, emt_att%nvoc )
1416                   emt_att%voc_name = string_values
1417                   IF  ( ALLOCATED(string_values) )  DEALLOCATE (string_values)
1418
1419!
1420!-- VOC composition
1421
1422                   ALLOCATE ( emt_att%voc_comp(emt_att%ncat,emt_att%nvoc) )
1423                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_voc", emt_att%voc_comp,     &
1424                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nvoc )
1425
1426                ENDIF  ! VOC
1427
1428!
1429!-- PM DATA (name and composition)
1430
1431                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "PM" .OR.                   &
1432                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "pm")  THEN
1433
1434!
1435!-- PM name
1436
1437                   CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%npm, 'npm' )
1438                   ALLOCATE ( emt_att%pm_name(emt_att%npm) )
1439                   CALL get_variable ( id_emis, "pm_name", string_values, emt_att%npm )
1440                   emt_att%pm_name = string_values
1441                   IF  ( ALLOCATED(string_values) )  DEALLOCATE (string_values)     
1442
1443!
1444!-- PM composition (PM1, PM2.5 and PM10)
1445
1446                   len_dims = 3  ! PM1, PM2.5, PM10
1447                   ALLOCATE(emt_att%pm_comp(emt_att%ncat,emt_att%npm,len_dims))
1448                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_pm", emt_att%pm_comp,       &
1449                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%npm, 1, len_dims )
1450
1451                ENDIF  ! PM
1452
1453!
1454!-- NOX (NO and NO2)
1455
1456                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "NOX" .OR.                  &
1457                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "nox" )  THEN
1458
1459                   ALLOCATE ( emt_att%nox_comp(emt_att%ncat,emt_att%nnox) )
1460                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_nox", emt_att%nox_comp,     &
1461                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nnox )
1462
1463                ENDIF  ! NOX
1464
1465!
1466!-- SOX (SO2 and SO4)
1467
1468                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "SOX" .OR.                  &
1469                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "sox" )  THEN
1470
1471                   ALLOCATE ( emt_att%sox_comp(emt_att%ncat,emt_att%nsox) )
1472                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_sox", emt_att%sox_comp,     &
1473                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nsox )
1474
1475                ENDIF  ! SOX
1476
1477             ENDDO  ! do ispec
1478
1479!
1480!-- EMISSION TIME SCALING FACTORS (hourly and MDH data)
1481 
1482!     
1483!-- HOUR   
1484             IF  ( TRIM(time_fac_type) == "HOUR" .OR.                        &
1485                   TRIM(time_fac_type) == "hour" )  THEN
1486
1487                CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%nhoursyear, 'nhoursyear' )
1488                ALLOCATE ( emt_att%hourly_emis_time_factor(emt_att%ncat,emt_att%nhoursyear) )
1489                CALL get_variable ( id_emis, "emission_time_factors",          &
1490                                    emt_att%hourly_emis_time_factor,           &
1491                                    1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nhoursyear )
1492
1493!
1494!-- MDH
1495
1496             ELSE IF  ( TRIM(time_fac_type)  ==  "MDH" .OR.                  &
1497                        TRIM(time_fac_type)  ==  "mdh" )  THEN
1498
1499                CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%nmonthdayhour, 'nmonthdayhour' )
1500                ALLOCATE ( emt_att%mdh_emis_time_factor(emt_att%ncat,emt_att%nmonthdayhour) )
1501                CALL get_variable ( id_emis, "emission_time_factors",          &
1502                                    emt_att%mdh_emis_time_factor,              &
1503                                    1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nmonthdayhour )
1504
1505!
1506!-- ERROR (time factor undefined)
1507
1508             ELSE
1509
1510                message_string = 'We are in the DEFAULT chemistry emissions mode: '  //  &
1511                                 '     !no time-factor type specified!'              //  &
1512                                 'Please specify the value of time_fac_type:'        //  &
1513                                 '         either "MDH" or "HOUR"'                 
1514                CALL message( 'netcdf_data_input_chemistry_data', 'CM0200', 2, 2, 0, 6, 0 ) 
1515 
1516
1517             ENDIF  ! time_fac_type
1518
1519!
1520!-- read in default (LOD1) emissions from chemisty netCDF file per species
1521
1522!
1523!-- NOTE - at the moment the data is read in per species, but in the future it would
1524!--        be much more sensible to read in per species per time step to reduce
1525!--        memory consumption and, to a lesser degree, dimensionality of data exchange
1526!--        (I expect this will be necessary when the problem size is large)
1527
1528             DO ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1529
1530!
1531!-- allocate space for species specific emission values
1532!-- NOTE - this array is extended by 1 cell in each horizontal direction
1533!--        to compensate for an apparent linear offset.  The reason of this
1534!--        offset is not known but it has been determined to take place beyond the
1535!--        scope of this module, and has little to do with index conventions.
1536!--        That is, setting the array horizontal limit from nx0:nx1 to 1:(nx1-nx0+1)
1537!--        or nx0+1:nx1+1 did not result in correct or definite behavior
1538!--        This must be looked at at some point by the Hannover team but for now
1539!--        this workaround is deemed reasonable (ecc 20190417)
1540
1541                IF ( .NOT. ALLOCATED ( emt(ispec)%default_emission_data ) )  THEN
1542                    ALLOCATE ( emt(ispec)%default_emission_data(emt_att%ncat,nys:nyn+1,nxl:nxr+1) )
1543                ENDIF
1544!
1545!-- allocate dummy variable w/ index order identical to that shown in the netCDF header
1546
1547                ALLOCATE ( dum_var_5d(1,nys:nyn,nxl:nxr,1,emt_att%ncat) )
1548!
1549!-- get variable.  be very careful
1550!-- I am using get_variable_5d_real_dynamic (note logical argument at the end)
1551!-- 1) use Fortran index convention (i.e., 1 to N)
1552!-- 2) index order must be in reverse order from above allocation order
1553 
1554                CALL get_variable ( id_emis, "emission_values", dum_var_5d, &
1555                                    1,            ispec, nxl+1,     nys+1,     1,                    &
1556                                    emt_att%ncat, 1,     nxr-nxl+1, nyn-nys+1, emt_att%dt_emission,  &
1557                                    .FALSE. )
1558!
1559!-- assign temp array to data structure then deallocate temp array
1560!-- NOTE - indices are shifted from nx0:nx1 to nx0+1:nx1+1 to offset
1561!--        the emission data array to counter said domain offset
1562!--        (ecc 20190417)
1563
1564                DO k = 1, emt_att%ncat
1565                   DO j = nys+1, nyn+1
1566                      DO i = nxl+1, nxr+1
1567                         emt(ispec)%default_emission_data(k,j,i) = dum_var_5d(1,j-1,i-1,1,k)
1568                      ENDDO
1569                   ENDDO
1570                ENDDO
1571
1572                DEALLOCATE ( dum_var_5d )
1573
1574             ENDDO  ! ispec
1575!
1576!-- UNITS
1577
1578             CALL get_attribute(id_emis,"units",emt_att%units,.FALSE.,"emission_values")
1579
1580!
1581!-- END DEFAULT MODE
1582
1583
1584!
1585!-- START LOD 2 (PRE-PROCESSED MODE)
1586
1587          ELSE IF  ( emiss_lod == 2 )  THEN
1588
1589! for reference (ecc)
1590!          ELSE IF (TRIM(mode_emis) == "PRE-PROCESSED" .OR. TRIM(mode_emis) == "pre-processed") THEN
1591
1592!
1593!-- For LOD 2 only VOC and emission data need be read
1594
1595!------------------------------------------------------------------------------
1596!-- NOTE - CHECK ARRAY INDICES FOR READING IN NAMES AND SPECIES
1597!--        IN LOD2 (PRE-PROCESSED MODE) FOR THE VARIOUS MODE SPLITS
1598!--        AS ALL ID_EMIS CONDITIONALS HAVE BEEN REMOVED FROM GET_VAR
1599!--        FUNCTIONS.  IN THEORY THIS WOULD MEAN ALL ARRAYS SHOULD BE
1600!--        READ FROM 0 to N-1 (C CONVENTION) AS OPPOSED TO 1 to N
1601!--        (FORTRAN CONVENTION).  KEEP THIS IN MIND !!
1602!--        (ecc 20190424)
1603!------------------------------------------------------------------------------
1604
1605             DO ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1606
1607!
1608!-- VOC DATA (name and composition)
1609
1610                IF  ( TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "VOC" .OR.                  &
1611                      TRIM(emt_att%species_name(ispec)) == "voc" )  THEN
1612
1613!
1614!-- VOC name
1615                   CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%nvoc, 'nvoc' )
1616                   ALLOCATE ( emt_att%voc_name(emt_att%nvoc) )
1617                   CALL get_variable ( id_emis, "emission_voc_name",                     &
1618                                       string_values, emt_att%nvoc)
1619                   emt_att%voc_name = string_values
1620                   IF  ( ALLOCATED(string_values) )  DEALLOCATE (string_values)
1621
1622!
1623!-- VOC composition
1624 
1625                   ALLOCATE ( emt_att%voc_comp(emt_att%ncat,emt_att%nvoc) )
1626                   CALL get_variable ( id_emis, "composition_voc", emt_att%voc_comp,     &
1627                                       1, emt_att%ncat, 1, emt_att%nvoc )
1628                ENDIF  ! VOC
1629 
1630             ENDDO  ! ispec
1631
1632!
1633!-- EMISSION DATA
1634
1635             CALL get_dimension_length ( id_emis, emt_att%dt_emission, 'time' )   
1636 
1637!
1638!-- read in pre-processed (LOD2) emissions from chemisty netCDF file per species
1639
1640!
1641!-- NOTE - at the moment the data is read in per species, but in the future it would
1642!--        be much more sensible to read in per species per time step to reduce
1643!--        memory consumption and, to a lesser degree, dimensionality of data exchange
1644!--        (I expect this will be necessary when the problem size is large)
1645
1646             DO ispec = 1, emt_att%n_emiss_species
1647
1648!
1649!-- allocate space for species specific emission values
1650!-- NOTE - this array is extended by 1 cell in each horizontal direction
1651!--        to compensate for an apparent linear offset.  The reason of this
1652!--        offset is not known but it has been determined to take place beyond the
1653!--        scope of this module, and has little to do with index conventions.
1654!--        That is, setting the array horizontal limit from nx0:nx1 to 1:(nx1-nx0+1)
1655!--        or nx0+1:nx1+1 did not result in correct or definite behavior
1656!--        This must be looked at at some point by the Hannover team but for now
1657!--        this workaround is deemed reasonable (ecc 20190417)
1658
1659                IF ( .NOT. ALLOCATED( emt(ispec)%preproc_emission_data ) )  THEN
1660                   ALLOCATE( emt(ispec)%preproc_emission_data(                           &
1661                             emt_att%dt_emission, 1, nys:nyn+1, nxl:nxr+1) )
1662                ENDIF
1663!
1664!-- allocate dummy variable w/ index order identical to that shown in the netCDF header
1665
1666                ALLOCATE ( dum_var_5d(emt_att%dt_emission,1,nys:nyn,nxl:nxr,1) )
1667!
1668!-- get variable.  be very careful
1669!-- I am using get_variable_5d_real_dynamic (note logical argument at the end)
1670!-- 1) use Fortran index convention (i.e., 1 to N)
1671!-- 2) index order must be in reverse order from above allocation order
1672
1673                CALL get_variable ( id_emis, "emission_values", dum_var_5d, &
1674                                    ispec, nxl+1,     nys+1,     1, 1,                   &
1675                                    1,     nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 1, emt_att%dt_emission, &
1676                                    .FALSE. )
1677!
1678!-- assign temp array to data structure then deallocate temp array
1679!-- NOTE - indices are shifted from nx0:nx1 to nx0+1:nx1+1 to offset
1680!--        the emission data array to counter said unkonwn offset
1681!--        (ecc 20190417)
1682
1683                DO k = 1, emt_att%dt_emission
1684                   DO j = nys+1, nyn+1
1685                      DO i = nxl+1, nxr+1
1686                         emt(ispec)%preproc_emission_data(k,1,j,i) = dum_var_5d(k,1,j-1,i-1,1)
1687                      ENDDO
1688                   ENDDO
1689                ENDDO
1690
1691                DEALLOCATE ( dum_var_5d )
1692
1693             ENDDO  ! ispec
1694!
1695!-- UNITS
1696
1697             CALL get_attribute ( id_emis, "units", emt_att%units, .FALSE. , "emission_values" )
1698       
1699          ENDIF  ! LOD1 & LOD2 (default and pre-processed mode)
1700
1701          CALL close_input_file (id_emis)
1702
1703#endif
1704
1705       ENDIF ! LOD0 (parameterized mode)
1706
1707    END SUBROUTINE netcdf_data_input_chemistry_data
1708
1709
1710!------------------------------------------------------------------------------!
1711! Description:
1712! ------------
1713!> Reads surface classification data, such as vegetation and soil type, etc. .
1714!------------------------------------------------------------------------------!
1715    SUBROUTINE netcdf_data_input_surface_data
1716
1717       USE control_parameters,                                                 &
1718           ONLY:  land_surface, plant_canopy, urban_surface
1719
1720       USE indices,                                                            &
1721           ONLY:  nbgp, nxl, nxr, nyn, nys
1722
1723
1724       IMPLICIT NONE
1725
1726       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names  !< variable names in static input file
1727
1728       INTEGER(iwp) ::  id_surf   !< NetCDF id of input file
1729       INTEGER(iwp) ::  k         !< running index along z-direction
1730       INTEGER(iwp) ::  k2        !< running index
1731       INTEGER(iwp) ::  num_vars  !< number of variables in input file
1732       INTEGER(iwp) ::  nz_soil   !< number of soil layers in file
1733
1734!
1735!--    If not static input file is available, skip this routine
1736       IF ( .NOT. input_pids_static )  RETURN
1737!
1738!--    Measure CPU time
1739       CALL cpu_log( log_point_s(82), 'NetCDF input', 'start' )
1740!
1741!--    Read plant canopy variables.
1742       IF ( plant_canopy )  THEN
1743#if defined ( __netcdf )
1744!
1745!--       Open file in read-only mode
1746          CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                    &
1747                               TRIM( coupling_char ) , id_surf )
1748!
1749!--       At first, inquire all variable names.
1750!--       This will be used to check whether an optional input variable
1751!--       exist or not.
1752          CALL inquire_num_variables( id_surf, num_vars )
1753
1754          ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
1755          CALL inquire_variable_names( id_surf, var_names )
1756
1757!
1758!--       Read leaf area density - resolved vegetation
1759          IF ( check_existence( var_names, 'lad' ) )  THEN
1760             leaf_area_density_f%from_file = .TRUE.
1761             CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
1762                                 leaf_area_density_f%fill,                     &
1763                                 .FALSE., 'lad' )
1764!
1765!--          Inquire number of vertical vegetation layer
1766             CALL get_dimension_length( id_surf,                               &
1767                                        leaf_area_density_f%nz,                &
1768                                        'zlad' )
1769!
1770!--          Allocate variable for leaf-area density
1771             ALLOCATE( leaf_area_density_f%var( 0:leaf_area_density_f%nz-1,    &
1772                                                nys:nyn,nxl:nxr) )
1773
1774             CALL get_variable( id_surf, 'lad', leaf_area_density_f%var,       &
1775                                nxl, nxr, nys, nyn,                            &
1776                                0, leaf_area_density_f%nz-1 )
1777
1778          ELSE
1779             leaf_area_density_f%from_file = .FALSE.
1780          ENDIF
1781
1782!
1783!--       Read basal area density - resolved vegetation
1784          IF ( check_existence( var_names, 'bad' ) )  THEN
1785             basal_area_density_f%from_file = .TRUE.
1786             CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
1787                                 basal_area_density_f%fill,                    &
1788                                 .FALSE., 'bad' )
1789!
1790!--          Inquire number of vertical vegetation layer
1791             CALL get_dimension_length( id_surf,                               &
1792                                        basal_area_density_f%nz,               & 
1793                                        'zlad' )
1794!
1795!--          Allocate variable
1796             ALLOCATE( basal_area_density_f%var(0:basal_area_density_f%nz-1,   &
1797                                                nys:nyn,nxl:nxr) )
1798
1799             CALL get_variable( id_surf, 'bad', basal_area_density_f%var,      &
1800                                nxl, nxr, nys, nyn,                            &
1801                                0,  basal_area_density_f%nz-1 )
1802          ELSE
1803             basal_area_density_f%from_file = .FALSE.
1804          ENDIF
1805
1806!
1807!--       Read root area density - resolved vegetation
1808          IF ( check_existence( var_names, 'root_area_dens_r' ) )  THEN
1809             root_area_density_lad_f%from_file = .TRUE.
1810             CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
1811                                 root_area_density_lad_f%fill,                 &
1812                                 .FALSE., 'root_area_dens_r' )
1813!
1814!--          Inquire number of vertical soil layers
1815             CALL get_dimension_length( id_surf,             &
1816                                                   root_area_density_lad_f%nz, &
1817                                                  'zsoil' )
1818!
1819!--          Allocate variable
1820             ALLOCATE( root_area_density_lad_f%var                             &
1821                                         (0:root_area_density_lad_f%nz-1,      &
1822                                          nys:nyn,nxl:nxr) )
1823
1824             CALL get_variable( id_surf, 'root_area_dens_r',                   &
1825                                root_area_density_lad_f%var,                   &
1826                                nxl, nxr, nys, nyn,                            &
1827                                0,  root_area_density_lad_f%nz-1 )
1828          ELSE
1829             root_area_density_lad_f%from_file = .FALSE.
1830          ENDIF
1831!
1832!--       Finally, close input file
1833          CALL close_input_file( id_surf )
1834#endif
1835       ENDIF
1836!
1837!--    Deallocate variable list. Will be re-allocated in case further
1838!--    variables are read from file.
1839       IF ( ALLOCATED( var_names ) )  DEALLOCATE( var_names )
1840!
1841!--    Skip the following if no land-surface or urban-surface module are
1842!--    applied. This case, no one of the following variables is used anyway.
1843       IF (  .NOT. land_surface  .AND.  .NOT. urban_surface )  RETURN
1844
1845#if defined ( __netcdf )
1846!
1847!--    Open file in read-only mode
1848       CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                       &
1849                            TRIM( coupling_char ) , id_surf )
1850!
1851!--    Inquire all variable names.
1852!--    This will be used to check whether an optional input variable exist
1853!--    or not.
1854       CALL inquire_num_variables( id_surf, num_vars )
1855
1856       ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
1857       CALL inquire_variable_names( id_surf, var_names )
1858!
1859!--    Read vegetation type and required attributes
1860       IF ( check_existence( var_names, 'vegetation_type' ) )  THEN
1861          vegetation_type_f%from_file = .TRUE.
1862          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1863                              vegetation_type_f%fill,                          &
1864                              .FALSE., 'vegetation_type' )
1865
1866          ALLOCATE ( vegetation_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1867
1868          CALL get_variable( id_surf, 'vegetation_type',                       &
1869                             vegetation_type_f%var, nxl, nxr, nys, nyn )
1870       ELSE
1871          vegetation_type_f%from_file = .FALSE.
1872       ENDIF
1873
1874!
1875!--    Read soil type and required attributes
1876       IF ( check_existence( var_names, 'soil_type' ) )  THEN
1877             soil_type_f%from_file = .TRUE.
1878!
1879!--       Note, lod is currently not on file; skip for the moment
1880!           CALL get_attribute( id_surf, char_lod,                       &
1881!                                      soil_type_f%lod,                  &
1882!                                      .FALSE., 'soil_type' )
1883          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1884                              soil_type_f%fill,                                &
1885                              .FALSE., 'soil_type' )
1886
1887          IF ( soil_type_f%lod == 1 )  THEN
1888
1889             ALLOCATE ( soil_type_f%var_2d(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1890
1891             CALL get_variable( id_surf, 'soil_type', soil_type_f%var_2d,      &
1892                                nxl, nxr, nys, nyn )
1893
1894          ELSEIF ( soil_type_f%lod == 2 )  THEN
1895!
1896!--          Obtain number of soil layers from file.
1897             CALL get_dimension_length( id_surf, nz_soil, 'zsoil' )
1898
1899             ALLOCATE ( soil_type_f%var_3d(0:nz_soil,nys:nyn,nxl:nxr) )
1900
1901             CALL get_variable( id_surf, 'soil_type', soil_type_f%var_3d,      &
1902                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, nz_soil )
1903 
1904          ENDIF
1905       ELSE
1906          soil_type_f%from_file = .FALSE.
1907       ENDIF
1908
1909!
1910!--    Read pavement type and required attributes
1911       IF ( check_existence( var_names, 'pavement_type' ) )  THEN
1912          pavement_type_f%from_file = .TRUE.
1913          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1914                              pavement_type_f%fill, .FALSE.,                   &
1915                              'pavement_type' )
1916
1917          ALLOCATE ( pavement_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1918
1919          CALL get_variable( id_surf, 'pavement_type', pavement_type_f%var,    &
1920                             nxl, nxr, nys, nyn )
1921       ELSE
1922          pavement_type_f%from_file = .FALSE.
1923       ENDIF
1924
1925!
1926!--    Read water type and required attributes
1927       IF ( check_existence( var_names, 'water_type' ) )  THEN
1928          water_type_f%from_file = .TRUE.
1929          CALL get_attribute( id_surf, char_fill, water_type_f%fill,           &
1930                              .FALSE., 'water_type' )
1931
1932          ALLOCATE ( water_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
1933
1934          CALL get_variable( id_surf, 'water_type', water_type_f%var,          &
1935                             nxl, nxr, nys, nyn )
1936
1937       ELSE
1938          water_type_f%from_file = .FALSE.
1939       ENDIF
1940!
1941!--    Read relative surface fractions of vegetation, pavement and water.
1942       IF ( check_existence( var_names, 'surface_fraction' ) )  THEN
1943          surface_fraction_f%from_file = .TRUE.
1944          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1945                              surface_fraction_f%fill,                         &
1946                              .FALSE., 'surface_fraction' )
1947!
1948!--       Inquire number of surface fractions
1949          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
1950                                     surface_fraction_f%nf,                    &
1951                                     'nsurface_fraction' )
1952!
1953!--       Allocate dimension array and input array for surface fractions
1954          ALLOCATE( surface_fraction_f%nfracs(0:surface_fraction_f%nf-1) )
1955          ALLOCATE( surface_fraction_f%frac(0:surface_fraction_f%nf-1,         &
1956                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
1957!
1958!--       Get dimension of surface fractions
1959          CALL get_variable( id_surf, 'nsurface_fraction',                     &
1960                             surface_fraction_f%nfracs )
1961!
1962!--       Read surface fractions
1963          CALL get_variable( id_surf, 'surface_fraction',                      &
1964                             surface_fraction_f%frac, nxl, nxr, nys, nyn,      &
1965                             0, surface_fraction_f%nf-1 )
1966       ELSE
1967          surface_fraction_f%from_file = .FALSE.
1968       ENDIF
1969!
1970!--    Read building parameters and related information
1971       IF ( check_existence( var_names, 'building_pars' ) )  THEN
1972          building_pars_f%from_file = .TRUE.
1973          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
1974                              building_pars_f%fill,                            &
1975                              .FALSE., 'building_pars' )
1976!
1977!--       Inquire number of building parameters
1978          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
1979                                      building_pars_f%np,                      &
1980                                      'nbuilding_pars' )
1981!
1982!--       Allocate dimension array and input array for building parameters
1983          ALLOCATE( building_pars_f%pars(0:building_pars_f%np-1) )
1984          ALLOCATE( building_pars_f%pars_xy(0:building_pars_f%np-1,            &
1985                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
1986!
1987!--       Get dimension of building parameters
1988          CALL get_variable( id_surf, 'nbuilding_pars',                        &
1989                             building_pars_f%pars )
1990!
1991!--       Read building_pars
1992          CALL get_variable( id_surf, 'building_pars',                         &
1993                             building_pars_f%pars_xy, nxl, nxr, nys, nyn,      &
1994                             0, building_pars_f%np-1 )
1995       ELSE
1996          building_pars_f%from_file = .FALSE.
1997       ENDIF
1998!
1999!--    Read building surface parameters
2000       IF ( check_existence( var_names, 'building_surface_pars' ) )  THEN
2001          building_surface_pars_f%from_file = .TRUE.
2002          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2003                              building_surface_pars_f%fill,                    &
2004                              .FALSE., 'building_surface_pars' )
2005!
2006!--       Read building_surface_pars
2007          CALL get_variable_surf( id_surf, 'building_surface_pars', &
2008                                  building_surface_pars_f )
2009       ELSE
2010          building_surface_pars_f%from_file = .FALSE.
2011       ENDIF
2012
2013!
2014!--    Read albedo type and required attributes
2015       IF ( check_existence( var_names, 'albedo_type' ) )  THEN
2016          albedo_type_f%from_file = .TRUE.
2017          CALL get_attribute( id_surf, char_fill, albedo_type_f%fill,          &
2018                              .FALSE.,  'albedo_type' )
2019
2020          ALLOCATE ( albedo_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2021         
2022          CALL get_variable( id_surf, 'albedo_type', albedo_type_f%var,        &
2023                             nxl, nxr, nys, nyn )
2024       ELSE
2025          albedo_type_f%from_file = .FALSE.
2026       ENDIF
2027!
2028!--    Read albedo parameters and related information
2029       IF ( check_existence( var_names, 'albedo_pars' ) )  THEN
2030          albedo_pars_f%from_file = .TRUE.
2031          CALL get_attribute( id_surf, char_fill, albedo_pars_f%fill,          &
2032                              .FALSE., 'albedo_pars' )
2033!
2034!--       Inquire number of albedo parameters
2035          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2036                                     albedo_pars_f%np,                         &
2037                                     'nalbedo_pars' )
2038!
2039!--       Allocate dimension array and input array for albedo parameters
2040          ALLOCATE( albedo_pars_f%pars(0:albedo_pars_f%np-1) )
2041          ALLOCATE( albedo_pars_f%pars_xy(0:albedo_pars_f%np-1,                &
2042                                          nys:nyn,nxl:nxr) )
2043!
2044!--       Get dimension of albedo parameters
2045          CALL get_variable( id_surf, 'nalbedo_pars', albedo_pars_f%pars )
2046
2047          CALL get_variable( id_surf, 'albedo_pars', albedo_pars_f%pars_xy,    &
2048                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2049                             0, albedo_pars_f%np-1 )
2050       ELSE
2051          albedo_pars_f%from_file = .FALSE.
2052       ENDIF
2053
2054!
2055!--    Read pavement parameters and related information
2056       IF ( check_existence( var_names, 'pavement_pars' ) )  THEN
2057          pavement_pars_f%from_file = .TRUE.
2058          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2059                              pavement_pars_f%fill,                            &
2060                              .FALSE., 'pavement_pars' )
2061!
2062!--       Inquire number of pavement parameters
2063          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2064                                     pavement_pars_f%np,                       &
2065                                     'npavement_pars' )
2066!
2067!--       Allocate dimension array and input array for pavement parameters
2068          ALLOCATE( pavement_pars_f%pars(0:pavement_pars_f%np-1) )
2069          ALLOCATE( pavement_pars_f%pars_xy(0:pavement_pars_f%np-1,            &
2070                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
2071!
2072!--       Get dimension of pavement parameters
2073          CALL get_variable( id_surf, 'npavement_pars', pavement_pars_f%pars )
2074
2075          CALL get_variable( id_surf, 'pavement_pars', pavement_pars_f%pars_xy,&
2076                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2077                             0, pavement_pars_f%np-1 )
2078       ELSE
2079          pavement_pars_f%from_file = .FALSE.
2080       ENDIF
2081
2082!
2083!--    Read pavement subsurface parameters and related information
2084       IF ( check_existence( var_names, 'pavement_subsurface_pars' ) )         &
2085       THEN
2086          pavement_subsurface_pars_f%from_file = .TRUE.
2087          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2088                              pavement_subsurface_pars_f%fill,                 &
2089                              .FALSE., 'pavement_subsurface_pars' )
2090!
2091!--       Inquire number of parameters
2092          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2093                                     pavement_subsurface_pars_f%np,            &
2094                                     'npavement_subsurface_pars' )
2095!
2096!--       Inquire number of soil layers
2097          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2098                                     pavement_subsurface_pars_f%nz,            &
2099                                     'zsoil' )
2100!
2101!--       Allocate dimension array and input array for pavement parameters
2102          ALLOCATE( pavement_subsurface_pars_f%pars                            &
2103                            (0:pavement_subsurface_pars_f%np-1) )
2104          ALLOCATE( pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz                        &
2105                            (0:pavement_subsurface_pars_f%np-1,                &
2106                             0:pavement_subsurface_pars_f%nz-1,                &
2107                             nys:nyn,nxl:nxr) )
2108!
2109!--       Get dimension of pavement parameters
2110          CALL get_variable( id_surf, 'npavement_subsurface_pars',             &
2111                             pavement_subsurface_pars_f%pars )
2112
2113          CALL get_variable( id_surf, 'pavement_subsurface_pars',              &
2114                             pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz,              &
2115                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2116                             0, pavement_subsurface_pars_f%nz-1,               &
2117                             0, pavement_subsurface_pars_f%np-1 )
2118       ELSE
2119          pavement_subsurface_pars_f%from_file = .FALSE.
2120       ENDIF
2121
2122
2123!
2124!--    Read vegetation parameters and related information
2125       IF ( check_existence( var_names, 'vegetation_pars' ) )  THEN
2126          vegetation_pars_f%from_file = .TRUE.
2127          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2128                              vegetation_pars_f%fill,                          &
2129                              .FALSE.,  'vegetation_pars' )
2130!
2131!--       Inquire number of vegetation parameters
2132          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2133                                     vegetation_pars_f%np,                     &
2134                                     'nvegetation_pars' )
2135!
2136!--       Allocate dimension array and input array for surface fractions
2137          ALLOCATE( vegetation_pars_f%pars(0:vegetation_pars_f%np-1) )
2138          ALLOCATE( vegetation_pars_f%pars_xy(0:vegetation_pars_f%np-1,        &
2139                                              nys:nyn,nxl:nxr) )
2140!
2141!--       Get dimension of the parameters
2142          CALL get_variable( id_surf, 'nvegetation_pars',                      &
2143                             vegetation_pars_f%pars )
2144
2145          CALL get_variable( id_surf, 'vegetation_pars',                       &
2146                             vegetation_pars_f%pars_xy, nxl, nxr, nys, nyn,    &
2147                             0, vegetation_pars_f%np-1 )
2148       ELSE
2149          vegetation_pars_f%from_file = .FALSE.
2150       ENDIF
2151
2152!
2153!--    Read root parameters/distribution and related information
2154       IF ( check_existence( var_names, 'soil_pars' ) )  THEN
2155          soil_pars_f%from_file = .TRUE.
2156          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2157                              soil_pars_f%fill,                                &
2158                              .FALSE., 'soil_pars' )
2159
2160          CALL get_attribute( id_surf, char_lod,                               &
2161                              soil_pars_f%lod,                                 &
2162                              .FALSE., 'soil_pars' )
2163
2164!
2165!--       Inquire number of soil parameters
2166          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2167                                     soil_pars_f%np,                           &
2168                                     'nsoil_pars' )
2169!
2170!--       Read parameters array
2171          ALLOCATE( soil_pars_f%pars(0:soil_pars_f%np-1) )
2172          CALL get_variable( id_surf, 'nsoil_pars', soil_pars_f%pars )
2173
2174!
2175!--       In case of level of detail 2, also inquire number of vertical
2176!--       soil layers, allocate memory and read the respective dimension
2177          IF ( soil_pars_f%lod == 2 )  THEN
2178             CALL get_dimension_length( id_surf,                               &
2179                                        soil_pars_f%nz,                        &
2180                                        'zsoil' )
2181
2182             ALLOCATE( soil_pars_f%layers(0:soil_pars_f%nz-1) )
2183             CALL get_variable( id_surf, 'zsoil', soil_pars_f%layers )
2184
2185          ENDIF
2186
2187!
2188!--       Read soil parameters, depending on level of detail
2189          IF ( soil_pars_f%lod == 1 )  THEN
2190             ALLOCATE( soil_pars_f%pars_xy(0:soil_pars_f%np-1,                 &
2191                                           nys:nyn,nxl:nxr) )
2192                 
2193             CALL get_variable( id_surf, 'soil_pars', soil_pars_f%pars_xy,     &
2194                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, soil_pars_f%np-1 )
2195
2196          ELSEIF ( soil_pars_f%lod == 2 )  THEN
2197             ALLOCATE( soil_pars_f%pars_xyz(0:soil_pars_f%np-1,                &
2198                                            0:soil_pars_f%nz-1,                &
2199                                            nys:nyn,nxl:nxr) )
2200             CALL get_variable( id_surf, 'soil_pars',                          &
2201                                soil_pars_f%pars_xyz,                          &
2202                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, soil_pars_f%nz-1,       &
2203                                0, soil_pars_f%np-1 )
2204
2205          ENDIF
2206       ELSE
2207          soil_pars_f%from_file = .FALSE.
2208       ENDIF
2209
2210!
2211!--    Read water parameters and related information
2212       IF ( check_existence( var_names, 'water_pars' ) )  THEN
2213          water_pars_f%from_file = .TRUE.
2214          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2215                              water_pars_f%fill,                               &
2216                              .FALSE., 'water_pars' )
2217!
2218!--       Inquire number of water parameters
2219          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2220                                     water_pars_f%np,                          &
2221                                     'nwater_pars' )
2222!
2223!--       Allocate dimension array and input array for water parameters
2224          ALLOCATE( water_pars_f%pars(0:water_pars_f%np-1) )
2225          ALLOCATE( water_pars_f%pars_xy(0:water_pars_f%np-1,                  &
2226                                         nys:nyn,nxl:nxr) )
2227!
2228!--       Get dimension of water parameters
2229          CALL get_variable( id_surf, 'nwater_pars', water_pars_f%pars )
2230
2231          CALL get_variable( id_surf, 'water_pars', water_pars_f%pars_xy,      &
2232                             nxl, nxr, nys, nyn, 0, water_pars_f%np-1 )
2233       ELSE
2234          water_pars_f%from_file = .FALSE.
2235       ENDIF
2236!
2237!--    Read root area density - parametrized vegetation
2238       IF ( check_existence( var_names, 'root_area_dens_s' ) )  THEN
2239          root_area_density_lsm_f%from_file = .TRUE.
2240          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2241                              root_area_density_lsm_f%fill,                    &
2242                              .FALSE., 'root_area_dens_s' )
2243!
2244!--       Obtain number of soil layers from file and allocate variable
2245          CALL get_dimension_length( id_surf,                                  &
2246                                     root_area_density_lsm_f%nz,               &
2247                                     'zsoil' )
2248          ALLOCATE( root_area_density_lsm_f%var                                &
2249                                        (0:root_area_density_lsm_f%nz-1,       &
2250                                         nys:nyn,nxl:nxr) )
2251
2252!
2253!--       Read root-area density
2254          CALL get_variable( id_surf, 'root_area_dens_s',                      &
2255                             root_area_density_lsm_f%var,                      &
2256                             nxl, nxr, nys, nyn,                               &
2257                             0, root_area_density_lsm_f%nz-1 )
2258
2259       ELSE
2260          root_area_density_lsm_f%from_file = .FALSE.
2261       ENDIF
2262!
2263!--    Read street type and street crossing
2264       IF ( check_existence( var_names, 'street_type' ) )  THEN
2265          street_type_f%from_file = .TRUE.
2266          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2267                              street_type_f%fill, .FALSE.,                     &
2268                              'street_type' )
2269
2270          ALLOCATE ( street_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2271         
2272          CALL get_variable( id_surf, 'street_type', street_type_f%var,        &
2273                             nxl, nxr, nys, nyn )
2274       ELSE
2275          street_type_f%from_file = .FALSE.
2276       ENDIF
2277
2278       IF ( check_existence( var_names, 'street_crossing' ) )  THEN
2279          street_crossing_f%from_file = .TRUE.
2280          CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                              &
2281                              street_crossing_f%fill, .FALSE.,                 &
2282                              'street_crossing' )
2283
2284          ALLOCATE ( street_crossing_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2285
2286          CALL get_variable( id_surf, 'street_crossing',                       &
2287                             street_crossing_f%var, nxl, nxr, nys, nyn )
2288
2289       ELSE
2290          street_crossing_f%from_file = .FALSE.
2291       ENDIF
2292!
2293!--    Still missing: root_resolved and building_surface_pars.
2294!--    Will be implemented as soon as they are available.
2295
2296!
2297!--    Finally, close input file
2298       CALL close_input_file( id_surf )
2299#endif
2300!
2301!--    End of CPU measurement
2302       CALL cpu_log( log_point_s(82), 'NetCDF input', 'stop' )
2303!
2304!--    Exchange ghost points for surface variables. Therefore, resize
2305!--    variables.
2306       IF ( albedo_type_f%from_file )  THEN
2307          CALL resize_array_2d_int8( albedo_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2308          CALL exchange_horiz_2d_byte( albedo_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,  &
2309                                       nbgp )
2310       ENDIF
2311       IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
2312          CALL resize_array_2d_int8( pavement_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2313          CALL exchange_horiz_2d_byte( pavement_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,&
2314                                       nbgp )
2315       ENDIF
2316       IF ( soil_type_f%from_file  .AND.  ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
2317          CALL resize_array_2d_int8( soil_type_f%var_2d, nys, nyn, nxl, nxr )
2318          CALL exchange_horiz_2d_byte( soil_type_f%var_2d, nys, nyn, nxl, nxr, &
2319                                       nbgp )
2320       ENDIF
2321       IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
2322          CALL resize_array_2d_int8( vegetation_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2323          CALL exchange_horiz_2d_byte( vegetation_type_f%var, nys, nyn, nxl,   &
2324                                       nxr, nbgp )
2325       ENDIF
2326       IF ( water_type_f%from_file )  THEN
2327          CALL resize_array_2d_int8( water_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2328          CALL exchange_horiz_2d_byte( water_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,   &
2329                                       nbgp )
2330       ENDIF
2331!
2332!--    Exchange ghost points for 3/4-D variables. For the sake of simplicity,
2333!--    loop further dimensions to use 2D exchange routines. Unfortunately this
2334!--    is necessary, else new MPI-data types need to be introduced just for
2335!--    2 variables.
2336       IF ( soil_type_f%from_file  .AND.  ALLOCATED( soil_type_f%var_3d ) )    &
2337       THEN
2338          CALL resize_array_3d_int8( soil_type_f%var_3d, 0, nz_soil,           &
2339                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2340          DO  k = 0, nz_soil
2341             CALL exchange_horiz_2d_int(                                       & 
2342                        soil_type_f%var_3d(k,:,:), nys, nyn, nxl, nxr, nbgp )
2343          ENDDO
2344       ENDIF
2345
2346       IF ( surface_fraction_f%from_file )  THEN
2347          CALL resize_array_3d_real( surface_fraction_f%frac,                  &
2348                                     0, surface_fraction_f%nf-1,               &
2349                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2350          DO  k = 0, surface_fraction_f%nf-1
2351             CALL exchange_horiz_2d( surface_fraction_f%frac(k,:,:), nbgp )
2352          ENDDO
2353       ENDIF
2354
2355       IF ( building_pars_f%from_file )  THEN         
2356          CALL resize_array_3d_real( building_pars_f%pars_xy,                  &
2357                                     0, building_pars_f%np-1,                  &
2358                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2359          DO  k = 0, building_pars_f%np-1
2360             CALL exchange_horiz_2d( building_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2361          ENDDO
2362       ENDIF
2363
2364       IF ( albedo_pars_f%from_file )  THEN         
2365          CALL resize_array_3d_real( albedo_pars_f%pars_xy,                    &
2366                                     0, albedo_pars_f%np-1,                    &
2367                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2368          DO  k = 0, albedo_pars_f%np-1
2369             CALL exchange_horiz_2d( albedo_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2370          ENDDO
2371       ENDIF
2372
2373       IF ( pavement_pars_f%from_file )  THEN         
2374          CALL resize_array_3d_real( pavement_pars_f%pars_xy,                  &
2375                                     0, pavement_pars_f%np-1,                  &
2376                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2377          DO  k = 0, pavement_pars_f%np-1
2378             CALL exchange_horiz_2d( pavement_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2379          ENDDO
2380       ENDIF
2381
2382       IF ( vegetation_pars_f%from_file )  THEN
2383          CALL resize_array_3d_real( vegetation_pars_f%pars_xy,                &
2384                                     0, vegetation_pars_f%np-1,                &
2385                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2386          DO  k = 0, vegetation_pars_f%np-1
2387             CALL exchange_horiz_2d( vegetation_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2388          ENDDO
2389       ENDIF
2390
2391       IF ( water_pars_f%from_file )  THEN
2392          CALL resize_array_3d_real( water_pars_f%pars_xy,                     &
2393                                     0, water_pars_f%np-1,                     &
2394                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2395          DO  k = 0, water_pars_f%np-1
2396             CALL exchange_horiz_2d( water_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2397          ENDDO
2398       ENDIF
2399
2400       IF ( root_area_density_lsm_f%from_file )  THEN
2401          CALL resize_array_3d_real( root_area_density_lsm_f%var,              &
2402                                     0, root_area_density_lsm_f%nz-1,          &
2403                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2404          DO  k = 0, root_area_density_lsm_f%nz-1
2405             CALL exchange_horiz_2d( root_area_density_lsm_f%var(k,:,:), nbgp )
2406          ENDDO
2407       ENDIF
2408
2409       IF ( soil_pars_f%from_file )  THEN
2410          IF ( soil_pars_f%lod == 1 )  THEN
2411         
2412             CALL resize_array_3d_real( soil_pars_f%pars_xy,                   &
2413                                        0, soil_pars_f%np-1,                   &
2414                                        nys, nyn, nxl, nxr )
2415             DO  k = 0, soil_pars_f%np-1
2416                CALL exchange_horiz_2d( soil_pars_f%pars_xy(k,:,:), nbgp )
2417             ENDDO
2418             
2419          ELSEIF ( soil_pars_f%lod == 2 )  THEN
2420             CALL resize_array_4d_real( soil_pars_f%pars_xyz,                  &
2421                                        0, soil_pars_f%np-1,                   &
2422                                        0, soil_pars_f%nz-1,                   &
2423                                        nys, nyn, nxl, nxr )
2424
2425             DO  k2 = 0, soil_pars_f%nz-1
2426                DO  k = 0, soil_pars_f%np-1
2427                   CALL exchange_horiz_2d( soil_pars_f%pars_xyz(k,k2,:,:),     &
2428                                           nbgp )
2429                ENDDO
2430             ENDDO
2431          ENDIF
2432       ENDIF
2433
2434       IF ( pavement_subsurface_pars_f%from_file )  THEN         
2435          CALL resize_array_4d_real( pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz,      &
2436                                     0, pavement_subsurface_pars_f%np-1,       &
2437                                     0, pavement_subsurface_pars_f%nz-1,       &
2438                                     nys, nyn, nxl, nxr )
2439
2440          DO  k2 = 0, pavement_subsurface_pars_f%nz-1
2441             DO  k = 0, pavement_subsurface_pars_f%np-1
2442                CALL exchange_horiz_2d(                                        &
2443                           pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz(k,k2,:,:), nbgp )
2444             ENDDO
2445          ENDDO
2446       ENDIF
2447
2448    END SUBROUTINE netcdf_data_input_surface_data
2449
2450!------------------------------------------------------------------------------!
2451! Description:
2452! ------------
2453!> Reads uvem lookup table information.
2454!------------------------------------------------------------------------------!
2455    SUBROUTINE netcdf_data_input_uvem
2456       
2457       USE indices,                                                            &
2458           ONLY:  nxl, nxr, nyn, nys
2459
2460       IMPLICIT NONE
2461
2462       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names  !< variable names in static input file
2463
2464
2465       INTEGER(iwp) ::  id_uvem       !< NetCDF id of uvem lookup table input file
2466       INTEGER(iwp) ::  nli = 35      !< dimension length of lookup table in x
2467       INTEGER(iwp) ::  nlj =  9      !< dimension length of lookup table in y
2468       INTEGER(iwp) ::  nlk = 90      !< dimension length of lookup table in z
2469       INTEGER(iwp) ::  num_vars      !< number of variables in netcdf input file
2470!
2471!--    Input via uv exposure model lookup table input
2472       IF ( input_pids_uvem )  THEN
2473
2474#if defined ( __netcdf )
2475!
2476!--       Open file in read-only mode
2477          CALL open_read_file( TRIM( input_file_uvem ) //                    &
2478                               TRIM( coupling_char ), id_uvem )
2479!
2480!--       At first, inquire all variable names.
2481!--       This will be used to check whether an input variable exist or not.
2482          CALL inquire_num_variables( id_uvem, num_vars )
2483!
2484!--       Allocate memory to store variable names and inquire them.
2485          ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2486          CALL inquire_variable_names( id_uvem, var_names )
2487!
2488!--       uvem integration
2489          IF ( check_existence( var_names, 'int_factors' ) )  THEN
2490             uvem_integration_f%from_file = .TRUE.
2491!
2492!--          Input 2D uvem integration.
2493             ALLOCATE ( uvem_integration_f%var(0:nlj,0:nli)  )
2494             
2495             CALL get_variable( id_uvem, 'int_factors', uvem_integration_f%var, 0, nli, 0, nlj )
2496          ELSE
2497             uvem_integration_f%from_file = .FALSE.
2498          ENDIF
2499!
2500!--       uvem irradiance
2501          IF ( check_existence( var_names, 'irradiance' ) )  THEN
2502             uvem_irradiance_f%from_file = .TRUE.
2503!
2504!--          Input 2D uvem irradiance.
2505             ALLOCATE ( uvem_irradiance_f%var(0:nlk, 0:2)  )
2506             
2507             CALL get_variable( id_uvem, 'irradiance', uvem_irradiance_f%var, 0, 2, 0, nlk )
2508          ELSE
2509             uvem_irradiance_f%from_file = .FALSE.
2510          ENDIF
2511!
2512!--       uvem porjection areas
2513          IF ( check_existence( var_names, 'projarea' ) )  THEN
2514             uvem_projarea_f%from_file = .TRUE.
2515!
2516!--          Input 3D uvem projection area (human geometgry)
2517             ALLOCATE ( uvem_projarea_f%var(0:2,0:nlj,0:nli)  )
2518           
2519             CALL get_variable( id_uvem, 'projarea', uvem_projarea_f%var, 0, nli, 0, nlj, 0, 2 )
2520          ELSE
2521             uvem_projarea_f%from_file = .FALSE.
2522          ENDIF
2523!
2524!--       uvem radiance
2525          IF ( check_existence( var_names, 'radiance' ) )  THEN
2526             uvem_radiance_f%from_file = .TRUE.
2527!
2528!--          Input 3D uvem radiance
2529             ALLOCATE ( uvem_radiance_f%var(0:nlk,0:nlj,0:nli)  )
2530             
2531             CALL get_variable( id_uvem, 'radiance', uvem_radiance_f%var, 0, nli, 0, nlj, 0, nlk )
2532          ELSE
2533             uvem_radiance_f%from_file = .FALSE.
2534          ENDIF
2535!
2536!--       Read building obstruction
2537          IF ( check_existence( var_names, 'obstruction' ) )  THEN
2538             building_obstruction_full%from_file = .TRUE.
2539!--          Input 3D uvem building obstruction
2540              ALLOCATE ( building_obstruction_full%var_3d(0:44,0:2,0:2) )
2541              CALL get_variable( id_uvem, 'obstruction', building_obstruction_full%var_3d,0, 2, 0, 2, 0, 44 )       
2542          ELSE
2543             building_obstruction_full%from_file = .FALSE.
2544          ENDIF
2545!
2546          IF ( check_existence( var_names, 'obstruction' ) )  THEN
2547             building_obstruction_f%from_file = .TRUE.
2548!
2549!--          Input 3D uvem building obstruction
2550             ALLOCATE ( building_obstruction_f%var_3d(0:44,nys:nyn,nxl:nxr) )
2551!
2552             CALL get_variable( id_uvem, 'obstruction', building_obstruction_f%var_3d,      &
2553                                nxl, nxr, nys, nyn, 0, 44 )       
2554          ELSE
2555             building_obstruction_f%from_file = .FALSE.
2556          ENDIF
2557!
2558!--       Close uvem lookup table input file
2559          CALL close_input_file( id_uvem )
2560#else
2561          CONTINUE
2562#endif
2563       ENDIF
2564    END SUBROUTINE netcdf_data_input_uvem
2565
2566!------------------------------------------------------------------------------!
2567! Description:
2568! ------------
2569!> Reads orography and building information.
2570!------------------------------------------------------------------------------!
2571    SUBROUTINE netcdf_data_input_topo
2572
2573       USE control_parameters,                                                 &
2574           ONLY:  message_string, topography
2575
2576       USE grid_variables,                                                     &
2577           ONLY:  dx, dy   
2578           
2579       USE indices,                                                            &
2580           ONLY:  nbgp, nx, nxl, nxr, ny, nyn, nys, nzb
2581
2582
2583       IMPLICIT NONE
2584
2585       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names  !< variable names in static input file
2586
2587
2588       INTEGER(iwp) ::  i             !< running index along x-direction
2589       INTEGER(iwp) ::  ii            !< running index for IO blocks
2590       INTEGER(iwp) ::  id_topo       !< NetCDF id of topograhy input file
2591       INTEGER(iwp) ::  j             !< running index along y-direction
2592       INTEGER(iwp) ::  num_vars      !< number of variables in netcdf input file
2593       INTEGER(iwp) ::  skip_n_rows   !< counting variable to skip rows while reading topography file
2594
2595       REAL(wp) ::  dum           !< dummy variable to skip columns while reading topography file
2596!
2597!--    CPU measurement
2598       CALL cpu_log( log_point_s(83), 'NetCDF/ASCII input topo', 'start' )
2599
2600!
2601!--    Input via palm-input data standard
2602       IF ( input_pids_static )  THEN
2603#if defined ( __netcdf )
2604!
2605!--       Open file in read-only mode
2606          CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                    &
2607                               TRIM( coupling_char ), id_topo )
2608!
2609!--       At first, inquire all variable names.
2610!--       This will be used to check whether an  input variable exist
2611!--       or not.
2612          CALL inquire_num_variables( id_topo, num_vars )
2613!
2614!--       Allocate memory to store variable names and inquire them.
2615          ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2616          CALL inquire_variable_names( id_topo, var_names )
2617!
2618!--       Read x, y - dimensions. Only required for consistency checks.
2619          CALL get_dimension_length( id_topo, dim_static%nx, 'x' )
2620          CALL get_dimension_length( id_topo, dim_static%ny, 'y' )
2621          ALLOCATE( dim_static%x(0:dim_static%nx-1) )
2622          ALLOCATE( dim_static%y(0:dim_static%ny-1) )
2623          CALL get_variable( id_topo, 'x', dim_static%x )
2624          CALL get_variable( id_topo, 'y', dim_static%y )
2625!
2626!--       Check whether dimension size in input file matches the model dimensions
2627          IF ( dim_static%nx-1 /= nx  .OR.  dim_static%ny-1 /= ny )  THEN
2628             message_string = 'Static input file: horizontal dimension in ' // &
2629                              'x- and/or y-direction ' //                      &
2630                              'do not match the respective model dimension'
2631             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0548', 1, 2, 0, 6, 0 )
2632          ENDIF
2633!
2634!--       Check if grid spacing of provided input data matches the respective
2635!--       grid spacing in the model.
2636          IF ( ABS( dim_static%x(1) - dim_static%x(0) - dx ) > 10E-6_wp  .OR.  &
2637               ABS( dim_static%y(1) - dim_static%y(0) - dy ) > 10E-6_wp )  THEN
2638             message_string = 'Static input file: horizontal grid spacing ' // &
2639                              'in x- and/or y-direction ' //                   &
2640                              'do not match the respective model grid spacing.'
2641             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0549', 1, 2, 0, 6, 0 )
2642          ENDIF
2643!
2644!--       Terrain height. First, get variable-related _FillValue attribute
2645          IF ( check_existence( var_names, 'zt' ) )  THEN
2646             terrain_height_f%from_file = .TRUE.
2647             CALL get_attribute( id_topo, char_fill, terrain_height_f%fill,    &
2648                                 .FALSE., 'zt' )
2649!
2650!--          Input 2D terrain height.
2651             ALLOCATE ( terrain_height_f%var(nys:nyn,nxl:nxr)  )
2652             
2653             CALL get_variable( id_topo, 'zt', terrain_height_f%var,           &
2654                                nxl, nxr, nys, nyn )
2655
2656          ELSE
2657             terrain_height_f%from_file = .FALSE.
2658          ENDIF
2659
2660!
2661!--       Read building height. First, read its _FillValue attribute,
2662!--       as well as lod attribute
2663          buildings_f%from_file = .FALSE.
2664          IF ( check_existence( var_names, 'buildings_2d' ) )  THEN
2665             buildings_f%from_file = .TRUE.
2666             CALL get_attribute( id_topo, char_lod, buildings_f%lod,           &
2667                                 .FALSE., 'buildings_2d' )
2668
2669             CALL get_attribute( id_topo, char_fill, buildings_f%fill1,        &
2670                                 .FALSE., 'buildings_2d' )
2671
2672!
2673!--          Read 2D buildings
2674             IF ( buildings_f%lod == 1 )  THEN
2675                ALLOCATE ( buildings_f%var_2d(nys:nyn,nxl:nxr) )
2676
2677                CALL get_variable( id_topo, 'buildings_2d',                    &
2678                                   buildings_f%var_2d,                         &
2679                                   nxl, nxr, nys, nyn )
2680             ELSE
2681                message_string = 'NetCDF attribute lod ' //                    &
2682                                 '(level of detail) is not set ' //            &
2683                                 'properly for buildings_2d.'
2684                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0540',               &
2685                               1, 2, 0, 6, 0 )
2686             ENDIF
2687          ENDIF
2688!
2689!--       If available, also read 3D building information. If both are
2690!--       available, use 3D information.
2691          IF ( check_existence( var_names, 'buildings_3d' ) )  THEN
2692             buildings_f%from_file = .TRUE.
2693             CALL get_attribute( id_topo, char_lod, buildings_f%lod,           &
2694                                 .FALSE., 'buildings_3d' )     
2695
2696             CALL get_attribute( id_topo, char_fill, buildings_f%fill2,        &
2697                                 .FALSE., 'buildings_3d' )
2698
2699             CALL get_dimension_length( id_topo, buildings_f%nz, 'z' )
2700!
2701!--          Read 3D buildings
2702             IF ( buildings_f%lod == 2 )  THEN
2703                ALLOCATE( buildings_f%z(nzb:buildings_f%nz-1) )
2704                CALL get_variable( id_topo, 'z', buildings_f%z )
2705
2706                ALLOCATE( buildings_f%var_3d(nzb:buildings_f%nz-1,             &
2707                                             nys:nyn,nxl:nxr) )
2708                buildings_f%var_3d = 0
2709               
2710                CALL get_variable( id_topo, 'buildings_3d',                    &
2711                                   buildings_f%var_3d,                         &
2712                                   nxl, nxr, nys, nyn, 0, buildings_f%nz-1 )
2713             ELSE
2714                message_string = 'NetCDF attribute lod ' //                    &
2715                                 '(level of detail) is not set ' //            &
2716                                 'properly for buildings_3d.'
2717                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0541',               &
2718                               1, 2, 0, 6, 0 )
2719             ENDIF
2720          ENDIF
2721!
2722!--       Read building IDs and its FillValue attribute. Further required
2723!--       for mapping buildings on top of orography.
2724          IF ( check_existence( var_names, 'building_id' ) )  THEN
2725             building_id_f%from_file = .TRUE.
2726             CALL get_attribute( id_topo, char_fill,                           &
2727                                 building_id_f%fill, .FALSE.,                  &
2728                                 'building_id' )
2729
2730             ALLOCATE ( building_id_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) )
2731             
2732             CALL get_variable( id_topo, 'building_id', building_id_f%var,     &
2733                                nxl, nxr, nys, nyn )
2734          ELSE
2735             building_id_f%from_file = .FALSE.
2736          ENDIF
2737!
2738!--       Read building_type and required attributes.
2739          IF ( check_existence( var_names, 'building_type' ) )  THEN
2740             building_type_f%from_file = .TRUE.
2741             CALL get_attribute( id_topo, char_fill,                           &
2742                                 building_type_f%fill, .FALSE.,                &
2743                                 'building_type' )
2744
2745             ALLOCATE ( building_type_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) )
2746
2747             CALL get_variable( id_topo, 'building_type', building_type_f%var, &
2748                                nxl, nxr, nys, nyn )
2749
2750          ELSE
2751             building_type_f%from_file = .FALSE.
2752          ENDIF
2753!
2754!--       Close topography input file
2755          CALL close_input_file( id_topo )
2756#else
2757          CONTINUE
2758#endif
2759!
2760!--    ASCII input
2761       ELSEIF ( TRIM( topography ) == 'read_from_file' )  THEN
2762             
2763          DO  ii = 0, io_blocks-1
2764             IF ( ii == io_group )  THEN
2765
2766                OPEN( 90, FILE='TOPOGRAPHY_DATA'//TRIM( coupling_char ),       &
2767                      STATUS='OLD', FORM='FORMATTED', ERR=10 )
2768!
2769!--             Read topography PE-wise. Rows are read from nyn to nys, columns
2770!--             are read from nxl to nxr. At first, ny-nyn rows need to be skipped.
2771                skip_n_rows = 0
2772                DO WHILE ( skip_n_rows < ny - nyn )
2773                   READ( 90, * )
2774                   skip_n_rows = skip_n_rows + 1
2775                ENDDO
2776!
2777!--             Read data from nyn to nys and nxl to nxr. Therefore, skip
2778!--             column until nxl-1 is reached
2779                ALLOCATE ( buildings_f%var_2d(nys:nyn,nxl:nxr) )
2780                DO  j = nyn, nys, -1
2781                   READ( 90, *, ERR=11, END=11 )                               &
2782                                   ( dum, i = 0, nxl-1 ),                      &
2783                                   ( buildings_f%var_2d(j,i), i = nxl, nxr )
2784                ENDDO
2785
2786                GOTO 12
2787
2788 10             message_string = 'file TOPOGRAPHY_DATA'//                      &
2789                                 TRIM( coupling_char )// ' does not exist'
2790                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0208', 1, 2, 0, 6, 0 )
2791
2792 11             message_string = 'errors in file TOPOGRAPHY_DATA'//            &
2793                                 TRIM( coupling_char )
2794                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0209', 2, 2, 0, 6, 0 )
2795
2796 12             CLOSE( 90 )
2797                buildings_f%from_file = .TRUE.
2798
2799             ENDIF
2800#if defined( __parallel )
2801             CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
2802#endif
2803          ENDDO
2804
2805       ENDIF
2806!
2807!--    End of CPU measurement
2808       CALL cpu_log( log_point_s(83), 'NetCDF/ASCII input topo', 'stop' )
2809!
2810!--    Check for minimum requirement to setup building topography. If buildings
2811!--    are provided, also an ID and a type are required.
2812!--    Note, doing this check in check_parameters
2813!--    will be too late (data will be used for grid inititialization before).
2814       IF ( input_pids_static )  THEN
2815          IF ( buildings_f%from_file  .AND.                                    &
2816               .NOT. building_id_f%from_file )  THEN
2817             message_string = 'If building heights are prescribed in ' //      &
2818                              'static input file, also an ID is required.'
2819             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0542', 1, 2, 0, 6, 0 )
2820          ENDIF
2821       ENDIF
2822!
2823!--    In case no terrain height is provided by static input file, allocate
2824!--    array nevertheless and set terrain height to 0, which simplifies
2825!--    topography initialization.
2826       IF ( .NOT. terrain_height_f%from_file )  THEN
2827          ALLOCATE ( terrain_height_f%var(nys:nyn,nxl:nxr) )
2828          terrain_height_f%var = 0.0_wp
2829       ENDIF
2830!
2831!--    Finally, exchange 1 ghost point for building ID and type.
2832!--    In case of non-cyclic boundary conditions set Neumann conditions at the
2833!--    lateral boundaries.
2834       IF ( building_id_f%from_file )  THEN
2835          CALL resize_array_2d_int32( building_id_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2836          CALL exchange_horiz_2d_int( building_id_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,   &
2837                                      nbgp )
2838       ENDIF
2839
2840       IF ( building_type_f%from_file )  THEN
2841          CALL resize_array_2d_int8( building_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr )
2842          CALL exchange_horiz_2d_byte( building_type_f%var, nys, nyn, nxl, nxr,   &
2843                                       nbgp )
2844       ENDIF
2845
2846    END SUBROUTINE netcdf_data_input_topo
2847
2848!------------------------------------------------------------------------------!
2849! Description:
2850! ------------
2851!> Reads initialization data of u, v, w, pt, q, geostrophic wind components,
2852!> as well as soil moisture and soil temperature, derived from larger-scale
2853!> model (COSMO) by Inifor.
2854!------------------------------------------------------------------------------!
2855    SUBROUTINE netcdf_data_input_init_3d
2856
2857       USE arrays_3d,                                                          &
2858           ONLY:  q, pt, u, v, w, zu, zw
2859
2860       USE control_parameters,                                                 &
2861           ONLY:  air_chemistry, bc_lr_cyc, bc_ns_cyc, humidity,               &
2862                  message_string, neutral
2863
2864       USE indices,                                                            &
2865           ONLY:  nx, nxl, nxlu, nxr, ny, nyn, nys, nysv, nzb, nz, nzt
2866
2867       IMPLICIT NONE
2868
2869       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names
2870
2871       LOGICAL      ::  dynamic_3d = .TRUE. !< flag indicating that 3D data is read from dynamic file
2872       
2873       INTEGER(iwp) ::  id_dynamic !< NetCDF id of dynamic input file
2874       INTEGER(iwp) ::  n          !< running index for chemistry variables
2875       INTEGER(iwp) ::  num_vars   !< number of variables in netcdf input file
2876
2877       LOGICAL      ::  check_passed !< flag indicating if a check passed
2878
2879!
2880!--    Skip routine if no input file with dynamic input data is available.
2881       IF ( .NOT. input_pids_dynamic )  RETURN
2882!
2883!--    Please note, Inifor is designed to provide initial data for u and v for
2884!--    the prognostic grid points in case of lateral Dirichlet conditions.
2885!--    This means that Inifor provides data from nxlu:nxr (for u) and
2886!--    from nysv:nyn (for v) at the left and south domain boundary, respectively.
2887!--    However, as work-around for the moment, PALM will run with cyclic
2888!--    conditions and will be initialized with data provided by Inifor
2889!--    boundaries in case of Dirichlet.
2890!--    Hence, simply set set nxlu/nysv to 1 (will be reset to its original value
2891!--    at the end of this routine.
2892       IF ( bc_lr_cyc  .AND.  nxl == 0 )  nxlu = 1
2893       IF ( bc_ns_cyc  .AND.  nys == 0 )  nysv = 1
2894
2895!
2896!--    CPU measurement
2897       CALL cpu_log( log_point_s(85), 'NetCDF input init', 'start' )
2898
2899#if defined ( __netcdf )
2900!
2901!--    Open file in read-only mode
2902       CALL open_read_file( TRIM( input_file_dynamic ) //                      &
2903                            TRIM( coupling_char ), id_dynamic )
2904
2905!
2906!--    At first, inquire all variable names.
2907       CALL inquire_num_variables( id_dynamic, num_vars )
2908!
2909!--    Allocate memory to store variable names.
2910       ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
2911       CALL inquire_variable_names( id_dynamic, var_names )
2912!
2913!--    Read vertical dimension of scalar und w grid.
2914       CALL get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nzu, 'z'     )
2915       CALL get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nzw, 'zw'    )
2916!
2917!--    Read also the horizontal dimensions. These are used just used fo
2918!--    checking the compatibility with the PALM grid before reading.
2919       CALL get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nx,  'x'  )
2920       CALL get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nxu, 'xu' )
2921       CALL get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%ny,  'y'  )
2922       CALL get_dimension_length( id_dynamic, init_3d%nyv, 'yv' )
2923
2924!
2925!--    Check for correct horizontal and vertical dimension. Please note,
2926!--    checks are performed directly here and not called from
2927!--    check_parameters as some varialbes are still not allocated there.
2928!--    Moreover, please note, u- and v-grid has 1 grid point less on
2929!--    Inifor grid.
2930       IF ( init_3d%nx-1 /= nx  .OR.  init_3d%nxu-1 /= nx - 1  .OR.            &
2931            init_3d%ny-1 /= ny  .OR.  init_3d%nyv-1 /= ny - 1 )  THEN
2932          message_string = 'Number of horizontal grid points in '//            &
2933                           'dynamic input file does not match ' //             &
2934                           'the number of numeric grid points.'
2935          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
2936       ENDIF
2937
2938       IF ( init_3d%nzu /= nz )  THEN
2939          message_string = 'Number of vertical grid points in '//              &
2940                           'dynamic input file does not match ' //             &
2941                           'the number of numeric grid points.'
2942          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
2943       ENDIF
2944!
2945!--    Read vertical dimensions. Later, these are required for eventual
2946!--    inter- and extrapolations of the initialization data.
2947       IF ( check_existence( var_names, 'z' ) )  THEN
2948          ALLOCATE( init_3d%zu_atmos(1:init_3d%nzu) )
2949          CALL get_variable( id_dynamic, 'z', init_3d%zu_atmos )
2950       ENDIF
2951       IF ( check_existence( var_names, 'zw' ) )  THEN
2952          ALLOCATE( init_3d%zw_atmos(1:init_3d%nzw) )
2953          CALL get_variable( id_dynamic, 'zw', init_3d%zw_atmos )
2954       ENDIF
2955!
2956!--    Check for consistency between vertical coordinates in dynamic
2957!--    driver and numeric grid.
2958!--    Please note, depending on compiler options both may be
2959!--    equal up to a certain threshold, and differences between
2960!--    the numeric grid and vertical coordinate in the driver can built-
2961!--    up to 10E-1-10E-0 m. For this reason, the check is performed not
2962!--    for exactly matching values.
2963       IF ( ANY( ABS( zu(1:nzt)   - init_3d%zu_atmos(1:init_3d%nzu) )    &
2964                      > 10E-1 )  .OR.                                    &
2965            ANY( ABS( zw(1:nzt-1) - init_3d%zw_atmos(1:init_3d%nzw) )    &
2966                      > 10E-1 ) )  THEN
2967          message_string = 'Vertical grid in dynamic driver does not '// &
2968                           'match the numeric grid.'
2969          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0543', 1, 2, 0, 6, 0 )
2970       ENDIF
2971!
2972!--    Read initial geostrophic wind components at
2973!--    t = 0 (index 1 in file).
2974       IF ( check_existence( var_names, 'ls_forcing_ug' ) )  THEN
2975          ALLOCATE( init_3d%ug_init(nzb:nzt+1) )
2976          init_3d%ug_init = 0.0_wp
2977
2978          CALL get_variable_pr( id_dynamic, 'ls_forcing_ug', 1,          &
2979                                init_3d%ug_init(1:nzt) )
2980!
2981!--       Set top-boundary condition (Neumann)
2982          init_3d%ug_init(nzt+1) = init_3d%ug_init(nzt)
2983
2984          init_3d%from_file_ug = .TRUE.
2985       ELSE
2986          init_3d%from_file_ug = .FALSE.
2987       ENDIF
2988       IF ( check_existence( var_names, 'ls_forcing_vg' ) )  THEN
2989          ALLOCATE( init_3d%vg_init(nzb:nzt+1) )
2990          init_3d%vg_init = 0.0_wp
2991
2992          CALL get_variable_pr( id_dynamic, 'ls_forcing_vg', 1,          &
2993                                init_3d%vg_init(1:nzt) )
2994!
2995!--       Set top-boundary condition (Neumann)
2996          init_3d%vg_init(nzt+1) = init_3d%vg_init(nzt)
2997
2998          init_3d%from_file_vg = .TRUE.
2999       ELSE
3000          init_3d%from_file_vg = .FALSE.
3001       ENDIF
3002!
3003!--    Read inital 3D data of u, v, w, pt and q,
3004!--    derived from COSMO model. Read PE-wise yz-slices.
3005!--    Please note, the u-, v- and w-component are defined on different
3006!--    grids with one element less in the x-, y-,
3007!--    and z-direction, respectively. Hence, reading is subdivided
3008!--    into separate loops. 
3009!--    Read u-component
3010       IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_u' ) )  THEN
3011!
3012!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3013          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_u,           &
3014                              .FALSE., 'init_atmosphere_u' )
3015          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_u,             &
3016                              .FALSE., 'init_atmosphere_u' )
3017!
3018!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3019          IF ( init_3d%lod_u == 1 )  THEN
3020             ALLOCATE( init_3d%u_init(nzb:nzt+1) )
3021             init_3d%u_init = 0.0_wp
3022
3023             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_u',               &
3024                                init_3d%u_init(nzb+1:nzt) )
3025!
3026!--          Set top-boundary condition (Neumann)
3027             init_3d%u_init(nzt+1) = init_3d%u_init(nzt)
3028!
3029!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3030          ELSEIF ( init_3d%lod_u == 2 )  THEN
3031             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_u',               &
3032                                u(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxlu:nxr),                 &
3033                                nxlu, nys+1, nzb+1,                            &
3034                                nxr-nxlu+1, nyn-nys+1, init_3d%nzu,            &
3035                                dynamic_3d )
3036!
3037!--          Set value at leftmost model grid point nxl = 0. This is because
3038!--          Inifor provides data only from 1:nx-1 since it assumes non-cyclic
3039!--          conditions.
3040             IF ( nxl == 0 )                                                   &
3041                u(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl) = u(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxlu)
3042!
3043!--          Set bottom and top-boundary
3044             u(nzb,:,:)   = u(nzb+1,:,:)
3045             u(nzt+1,:,:) = u(nzt,:,:)
3046             
3047          ENDIF
3048          init_3d%from_file_u = .TRUE.
3049       ELSE
3050          message_string = 'Missing initial data for u-component'
3051          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3052       ENDIF
3053!
3054!--    Read v-component
3055       IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_v' ) )  THEN
3056!
3057!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3058          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_v,           &
3059                              .FALSE., 'init_atmosphere_v' )
3060          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_v,             &
3061                              .FALSE., 'init_atmosphere_v' )
3062!
3063!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3064          IF ( init_3d%lod_v == 1 )  THEN
3065             ALLOCATE( init_3d%v_init(nzb:nzt+1) )
3066             init_3d%v_init = 0.0_wp
3067
3068             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_v',               &
3069                                init_3d%v_init(nzb+1:nzt) )
3070!
3071!--          Set top-boundary condition (Neumann)
3072             init_3d%v_init(nzt+1) = init_3d%v_init(nzt)
3073!
3074!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3075          ELSEIF ( init_3d%lod_v == 2 )  THEN
3076         
3077             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_v',               &
3078                                v(nzb+1:nzt,nysv:nyn,nxl:nxr),                 &
3079                                nxl+1, nysv, nzb+1,                            &
3080                                nxr-nxl+1, nyn-nysv+1, init_3d%nzu,            &
3081                                dynamic_3d )
3082!
3083!--          Set value at southmost model grid point nys = 0. This is because
3084!--          Inifor provides data only from 1:ny-1 since it assumes non-cyclic
3085!--          conditions.
3086             IF ( nys == 0 )                                                   &
3087                v(nzb+1:nzt,nys,nxl:nxr) = v(nzb+1:nzt,nysv,nxl:nxr)                               
3088!
3089!--          Set bottom and top-boundary
3090             v(nzb,:,:)   = v(nzb+1,:,:)
3091             v(nzt+1,:,:) = v(nzt,:,:)
3092             
3093          ENDIF
3094          init_3d%from_file_v = .TRUE.
3095       ELSE
3096          message_string = 'Missing initial data for v-component'
3097          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3098       ENDIF
3099!
3100!--    Read w-component
3101       IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_w' ) )  THEN
3102!
3103!--       Read attributes for the fill value and level-of-detail
3104          CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_w,           &
3105                              .FALSE., 'init_atmosphere_w' )
3106          CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_w,             &
3107                              .FALSE., 'init_atmosphere_w' )
3108!
3109!--       level-of-detail 1 - read initialization profile
3110          IF ( init_3d%lod_w == 1 )  THEN
3111             ALLOCATE( init_3d%w_init(nzb:nzt+1) )
3112             init_3d%w_init = 0.0_wp
3113
3114             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_w',               &
3115                                init_3d%w_init(nzb+1:nzt-1) )
3116!
3117!--          Set top-boundary condition (Neumann)
3118             init_3d%w_init(nzt:nzt+1) = init_3d%w_init(nzt-1)
3119!
3120!--       level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3121          ELSEIF ( init_3d%lod_w == 2 )  THEN
3122
3123             CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_w',                &
3124                                w(nzb+1:nzt-1,nys:nyn,nxl:nxr),                 &
3125                                nxl+1, nys+1, nzb+1,                            &
3126                                nxr-nxl+1, nyn-nys+1, init_3d%nzw,              &
3127                                dynamic_3d )
3128!
3129!--          Set bottom and top-boundary                               
3130             w(nzb,:,:)   = 0.0_wp 
3131             w(nzt,:,:)   = w(nzt-1,:,:)
3132             w(nzt+1,:,:) = w(nzt-1,:,:)
3133
3134          ENDIF
3135          init_3d%from_file_w = .TRUE.
3136       ELSE
3137          message_string = 'Missing initial data for w-component'
3138          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3139       ENDIF
3140!
3141!--    Read potential temperature
3142       IF ( .NOT. neutral )  THEN
3143          IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_pt' ) )  THEN
3144!
3145!--          Read attributes for the fill value and level-of-detail
3146             CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_pt,       &
3147                                 .FALSE., 'init_atmosphere_pt' )
3148             CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_pt,         &
3149                                 .FALSE., 'init_atmosphere_pt' )
3150!
3151!--          level-of-detail 1 - read initialization profile
3152             IF ( init_3d%lod_pt == 1 )  THEN
3153                ALLOCATE( init_3d%pt_init(nzb:nzt+1) )
3154
3155                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_pt',           &
3156                                   init_3d%pt_init(nzb+1:nzt) )
3157!
3158!--             Set Neumann top and surface boundary condition for initial
3159!--             profil
3160                init_3d%pt_init(nzb)   = init_3d%pt_init(nzb+1)
3161                init_3d%pt_init(nzt+1) = init_3d%pt_init(nzt)
3162!
3163!--          level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3164             ELSEIF ( init_3d%lod_pt == 2 )  THEN
3165
3166                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_pt',           &
3167                                   pt(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr),              &
3168                                   nxl+1, nys+1, nzb+1,                        &
3169                                   nxr-nxl+1, nyn-nys+1, init_3d%nzu,          &
3170                                   dynamic_3d )
3171                                   
3172!
3173!--             Set bottom and top-boundary
3174                pt(nzb,:,:)   = pt(nzb+1,:,:)
3175                pt(nzt+1,:,:) = pt(nzt,:,:)             
3176
3177             ENDIF
3178             init_3d%from_file_pt = .TRUE.
3179          ELSE
3180             message_string = 'Missing initial data for ' //                   &
3181                              'potential temperature'
3182             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3183          ENDIF
3184       ENDIF
3185!
3186!--    Read mixing ratio
3187       IF ( humidity )  THEN
3188          IF ( check_existence( var_names, 'init_atmosphere_qv' ) )  THEN
3189!
3190!--          Read attributes for the fill value and level-of-detail
3191             CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill, init_3d%fill_q,        &
3192                                 .FALSE., 'init_atmosphere_qv' )
3193             CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod, init_3d%lod_q,          &
3194                                 .FALSE., 'init_atmosphere_qv' )
3195!
3196!--          level-of-detail 1 - read initialization profile
3197             IF ( init_3d%lod_q == 1 )  THEN
3198                ALLOCATE( init_3d%q_init(nzb:nzt+1) )
3199
3200                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_qv',           &
3201                                    init_3d%q_init(nzb+1:nzt) )
3202!
3203!--             Set bottom and top boundary condition (Neumann)
3204                init_3d%q_init(nzb)   = init_3d%q_init(nzb+1)
3205                init_3d%q_init(nzt+1) = init_3d%q_init(nzt)
3206!
3207!--          level-of-detail 2 - read 3D initialization data
3208             ELSEIF ( init_3d%lod_q == 2 )  THEN
3209             
3210                CALL get_variable( id_dynamic, 'init_atmosphere_qv',           &
3211                                   q(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr),               &
3212                                   nxl+1, nys+1, nzb+1,                        &
3213                                   nxr-nxl+1, nyn-nys+1, init_3d%nzu,          &
3214                                   dynamic_3d )
3215                                   
3216!
3217!--             Set bottom and top-boundary
3218                q(nzb,:,:)   = q(nzb+1,:,:)
3219                q(nzt+1,:,:) = q(nzt,:,:)
3220               
3221             ENDIF
3222             init_3d%from_file_q = .TRUE.
3223          ELSE
3224             message_string = 'Missing initial data for ' //                   &
3225                              'mixing ratio'
3226             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0544', 1, 2, 0, 6, 0 )
3227          ENDIF
3228       ENDIF       
3229!
3230!--    Read chemistry variables.
3231!--    Please note, for the moment, only LOD=1 is allowed
3232       IF ( air_chemistry )  THEN
3233!
3234!--       Allocate chemistry input profiles, as well as arrays for fill values
3235!--       and LOD's.
3236          ALLOCATE( init_3d%chem_init(nzb:nzt+1,                               &
3237                                      1:UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1 )) )
3238          ALLOCATE( init_3d%fill_chem(1:UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1)) )   
3239          ALLOCATE( init_3d%lod_chem(1:UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1))  ) 
3240         
3241          DO  n = 1, UBOUND(init_3d%var_names_chem, 1)
3242             IF ( check_existence( var_names,                                  &
3243                                   TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ) ) )  THEN
3244!
3245!--             Read attributes for the fill value and level-of-detail
3246                CALL get_attribute( id_dynamic, char_fill,                     &
3247                                    init_3d%fill_chem(n),                      &
3248                                    .FALSE.,                                   &
3249                                    TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ) )
3250                CALL get_attribute( id_dynamic, char_lod,                      &
3251                                    init_3d%lod_chem(n),                       &
3252                                    .FALSE.,                                   &
3253                                    TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ) )
3254!
3255!--             Give message that only LOD=1 is allowed.
3256                IF ( init_3d%lod_chem(n) /= 1 )  THEN               
3257                   message_string = 'For chemistry variables only LOD=1 is ' //&
3258                                    'allowed.'
3259                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0586',            &
3260                                 1, 2, 0, 6, 0 )
3261                ENDIF
3262!
3263!--             level-of-detail 1 - read initialization profile
3264                CALL get_variable( id_dynamic,                                 &
3265                                   TRIM( init_3d%var_names_chem(n) ),          &
3266                                   init_3d%chem_init(nzb+1:nzt,n) )
3267!
3268!--             Set bottom and top boundary condition (Neumann)
3269                init_3d%chem_init(nzb,n)   = init_3d%chem_init(nzb+1,n)
3270                init_3d%chem_init(nzt+1,n) = init_3d%chem_init(nzt,n)
3271               
3272                init_3d%from_file_chem(n) = .TRUE.
3273             ENDIF
3274          ENDDO
3275       ENDIF
3276!
3277!--    Close input file
3278       CALL close_input_file( id_dynamic )
3279#endif
3280!
3281!--    End of CPU measurement
3282       CALL cpu_log( log_point_s(85), 'NetCDF input init', 'stop' )
3283!
3284!--    Finally, check if the input data has any fill values. Please note,
3285!--    checks depend on the LOD of the input data.
3286       IF ( init_3d%from_file_u )  THEN
3287          check_passed = .TRUE.
3288          IF ( init_3d%lod_u == 1 )  THEN
3289             IF ( ANY( init_3d%u_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_u ) )       &
3290                check_passed = .FALSE.
3291          ELSEIF ( init_3d%lod_u == 2 )  THEN
3292             IF ( ANY( u(nzb+1:nzt+1,nys:nyn,nxlu:nxr) == init_3d%fill_u ) )   &
3293                check_passed = .FALSE.
3294          ENDIF
3295          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3296             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_u must ' //    &
3297                              'not contain any _FillValues'
3298             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3299          ENDIF
3300       ENDIF
3301
3302       IF ( init_3d%from_file_v )  THEN
3303          check_passed = .TRUE.
3304          IF ( init_3d%lod_v == 1 )  THEN
3305             IF ( ANY( init_3d%v_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_v ) )       &
3306                check_passed = .FALSE.
3307          ELSEIF ( init_3d%lod_v == 2 )  THEN
3308             IF ( ANY( v(nzb+1:nzt+1,nysv:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_v ) )   &
3309                check_passed = .FALSE.
3310          ENDIF
3311          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3312             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_v must ' //    &
3313                              'not contain any _FillValues'
3314             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3315          ENDIF
3316       ENDIF
3317
3318       IF ( init_3d%from_file_w )  THEN
3319          check_passed = .TRUE.
3320          IF ( init_3d%lod_w == 1 )  THEN
3321             IF ( ANY( init_3d%w_init(nzb+1:nzt) == init_3d%fill_w ) )         &
3322                check_passed = .FALSE.
3323          ELSEIF ( init_3d%lod_w == 2 )  THEN
3324             IF ( ANY( w(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_w ) )      &
3325                check_passed = .FALSE.
3326          ENDIF
3327          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3328             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_w must ' //    &
3329                              'not contain any _FillValues'
3330             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3331          ENDIF
3332       ENDIF
3333
3334       IF ( init_3d%from_file_pt )  THEN
3335          check_passed = .TRUE.
3336          IF ( init_3d%lod_pt == 1 )  THEN
3337             IF ( ANY( init_3d%pt_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_pt ) )     &
3338                check_passed = .FALSE.
3339          ELSEIF ( init_3d%lod_pt == 2 )  THEN
3340             IF ( ANY( pt(nzb+1:nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_pt ) )  &
3341                check_passed = .FALSE.
3342          ENDIF
3343          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3344             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_pt must ' //   &
3345                              'not contain any _FillValues'
3346             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3347          ENDIF
3348       ENDIF
3349
3350       IF ( init_3d%from_file_q )  THEN
3351          check_passed = .TRUE.
3352          IF ( init_3d%lod_q == 1 )  THEN
3353             IF ( ANY( init_3d%q_init(nzb+1:nzt+1) == init_3d%fill_q ) )       &
3354                check_passed = .FALSE.
3355          ELSEIF ( init_3d%lod_q == 2 )  THEN
3356             IF ( ANY( q(nzb+1:nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) == init_3d%fill_q ) )    &
3357                check_passed = .FALSE.
3358          ENDIF
3359          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3360             message_string = 'NetCDF input for init_atmosphere_q must ' //    &
3361                              'not contain any _FillValues'
3362             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0545', 2, 2, 0, 6, 0 )
3363          ENDIF
3364       ENDIF
3365!
3366!--    Workaround for cyclic conditions. Please see above for further explanation.
3367       IF ( bc_lr_cyc  .AND.  nxl == 0 )  nxlu = nxl
3368       IF ( bc_ns_cyc  .AND.  nys == 0 )  nysv = nys
3369
3370    END SUBROUTINE netcdf_data_input_init_3d
3371
3372!------------------------------------------------------------------------------!
3373! Description:
3374! ------------
3375!> Checks input file for consistency and minimum requirements.
3376!------------------------------------------------------------------------------!
3377    SUBROUTINE netcdf_data_input_check_dynamic
3378
3379       USE control_parameters,                                                 &
3380           ONLY:  initializing_actions, message_string
3381
3382       IMPLICIT NONE
3383!
3384!--    Dynamic input file must also be present if initialization via inifor is
3385!--    prescribed.
3386       IF ( .NOT. input_pids_dynamic  .AND.                                    &
3387            INDEX( initializing_actions, 'inifor' ) /= 0 )  THEN
3388          message_string = 'initializing_actions = inifor requires dynamic ' //&
3389                           'input file ' // TRIM( input_file_dynamic ) //      &
3390                           TRIM( coupling_char )
3391          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0547', 1, 2, 0, 6, 0 )
3392       ENDIF
3393
3394    END SUBROUTINE netcdf_data_input_check_dynamic
3395
3396!------------------------------------------------------------------------------!
3397! Description:
3398! ------------
3399!> Checks input file for consistency and minimum requirements.
3400!------------------------------------------------------------------------------!
3401    SUBROUTINE netcdf_data_input_check_static
3402
3403       USE arrays_3d,                                                          &
3404           ONLY:  zu
3405
3406       USE control_parameters,                                                 &
3407           ONLY:  land_surface, message_string, urban_surface
3408
3409       USE indices,                                                            &
3410           ONLY:  nxl, nxr, nyn, nys, wall_flags_total_0
3411
3412       IMPLICIT NONE
3413
3414       INTEGER(iwp) ::  i      !< loop index along x-direction
3415       INTEGER(iwp) ::  j      !< loop index along y-direction
3416       INTEGER(iwp) ::  n_surf !< number of different surface types at given location
3417
3418       LOGICAL      ::  check_passed !< flag indicating if a check passed
3419
3420!
3421!--    Return if no static input file is available
3422       IF ( .NOT. input_pids_static )  RETURN
3423!
3424!--    Check for correct dimension of surface_fractions, should run from 0-2.
3425       IF ( surface_fraction_f%from_file )  THEN
3426          IF ( surface_fraction_f%nf-1 > 2 )  THEN
3427             message_string = 'nsurface_fraction must not be larger than 3.' 
3428             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0580', 1, 2, 0, 6, 0 )
3429          ENDIF
3430       ENDIF
3431!
3432!--    Check orography for fill-values. For the moment, give an error message.
3433!--    More advanced methods, e.g. a nearest neighbor algorithm as used in GIS
3434!--    systems might be implemented later.
3435!--    Please note, if no terrain height is provided, it is set to 0.
3436       IF ( ANY( terrain_height_f%var == terrain_height_f%fill ) )  THEN
3437          message_string = 'NetCDF variable zt is not ' //                     &
3438                           'allowed to have missing data'
3439          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0550', 2, 2, myid, 6, 0 )
3440       ENDIF
3441!
3442!--    Check for negative terrain heights
3443       IF ( ANY( terrain_height_f%var < 0.0_wp ) )  THEN
3444          message_string = 'NetCDF variable zt is not ' //                     &
3445                           'allowed to have negative values'
3446          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0551', 2, 2, myid, 6, 0 )
3447       ENDIF
3448!
3449!--    If 3D buildings are read, check if building information is consistent
3450!--    to numeric grid.
3451       IF ( buildings_f%from_file )  THEN
3452          IF ( buildings_f%lod == 2 )  THEN
3453             IF ( buildings_f%nz > SIZE( zu ) )  THEN
3454                message_string = 'Reading 3D building data - too much ' //     &
3455                                 'data points along the vertical coordinate.'
3456                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0552', 2, 2, 0, 6, 0 )
3457             ENDIF
3458
3459             IF ( ANY( ABS( buildings_f%z(0:buildings_f%nz-1) -                &
3460                       zu(0:buildings_f%nz-1) ) > 1E-6_wp ) )  THEN
3461                message_string = 'Reading 3D building data - vertical ' //     &
3462                                 'coordinate do not match numeric grid.'
3463                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0553', 2, 2, 0, 6, 0 )
3464             ENDIF
3465          ENDIF
3466       ENDIF
3467
3468!
3469!--    Skip further checks concerning buildings and natural surface properties
3470!--    if no urban surface and land surface model are applied.
3471       IF (  .NOT. land_surface  .AND.  .NOT. urban_surface )  RETURN
3472!
3473!--    Check for minimum requirement of surface-classification data in case
3474!--    static input file is used.
3475       IF ( ( .NOT. vegetation_type_f%from_file  .OR.                          &
3476              .NOT. pavement_type_f%from_file    .OR.                          &
3477              .NOT. water_type_f%from_file       .OR.                          &
3478              .NOT. soil_type_f%from_file             ) .OR.                   &
3479             ( urban_surface  .AND.  .NOT. building_type_f%from_file ) )  THEN
3480          message_string = 'Minimum requirement for surface classification ' //&
3481                           'is not fulfilled. At least ' //                    &
3482                           'vegetation_type, pavement_type, ' //               &
3483                           'soil_type and water_type are '//                   &
3484                           'required. If urban-surface model is applied, ' //  &
3485                           'also building_type is required'
3486          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0554', 1, 2, 0, 6, 0 )
3487       ENDIF
3488!
3489!--    Check for general availability of input variables.
3490!--    If vegetation_type is 0 at any location, vegetation_pars as well as
3491!--    root_area_dens_s are required.
3492       IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
3493          IF ( ANY( vegetation_type_f%var == 0 ) )  THEN
3494             IF ( .NOT. vegetation_pars_f%from_file )  THEN
3495                message_string = 'If vegetation_type = 0 at any location, ' // &
3496                                 'vegetation_pars is required'
3497                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0555', 2, 2, -1, 6, 0 )
3498             ENDIF
3499             IF ( .NOT. root_area_density_lsm_f%from_file )  THEN
3500                message_string = 'If vegetation_type = 0 at any location, ' // &
3501                                 'root_area_dens_s is required'
3502                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0556', 2, 2, myid, 6, 0 )
3503             ENDIF
3504          ENDIF
3505       ENDIF
3506!
3507!--    If soil_type is zero at any location, soil_pars is required.
3508       IF ( soil_type_f%from_file )  THEN
3509          check_passed = .TRUE.
3510          IF ( ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
3511             IF ( ANY( soil_type_f%var_2d == 0 ) )  THEN
3512                IF ( .NOT. soil_pars_f%from_file )  check_passed = .FALSE.
3513             ENDIF
3514          ELSE
3515             IF ( ANY( soil_type_f%var_3d == 0 ) )  THEN
3516                IF ( .NOT. soil_pars_f%from_file )  check_passed = .FALSE.
3517             ENDIF
3518          ENDIF
3519          IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3520             message_string = 'If soil_type = 0 at any location, ' //          &
3521                              'soil_pars is required'
3522             CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0557', 2, 2, myid, 6, 0 )
3523          ENDIF
3524       ENDIF
3525!
3526!--    Buildings require a type in case of urban-surface model.
3527       IF ( buildings_f%from_file  .AND.  .NOT. building_type_f%from_file  )  THEN
3528          message_string = 'If buildings are provided, also building_type ' // &
3529                           'is required'
3530          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0581', 2, 2, myid, 6, 0 )
3531       ENDIF
3532!
3533!--    Buildings require an ID.
3534       IF ( buildings_f%from_file  .AND.  .NOT. building_id_f%from_file  )  THEN
3535          message_string = 'If buildings are provided, also building_id ' //   &
3536                           'is required'
3537          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0582', 2, 2, myid, 6, 0 )
3538       ENDIF
3539!
3540!--    If building_type is zero at any location, building_pars is required.
3541       IF ( building_type_f%from_file )  THEN
3542          IF ( ANY( building_type_f%var == 0 ) )  THEN
3543             IF ( .NOT. building_pars_f%from_file )  THEN
3544                message_string = 'If building_type = 0 at any location, ' //   &
3545                                 'building_pars is required'
3546                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0558', 2, 2, myid, 6, 0 )
3547             ENDIF
3548          ENDIF
3549       ENDIF
3550!
3551!--    If building_type is provided, also building_id is needed (due to the
3552!--    filtering algorithm).
3553       IF ( building_type_f%from_file  .AND.  .NOT. building_id_f%from_file )  &
3554       THEN
3555          message_string = 'If building_type is provided, also building_id '// &
3556                           'is required'
3557          CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0519', 2, 2, myid, 6, 0 )
3558       ENDIF       
3559!
3560!--    If albedo_type is zero at any location, albedo_pars is required.
3561       IF ( albedo_type_f%from_file )  THEN
3562          IF ( ANY( albedo_type_f%var == 0 ) )  THEN
3563             IF ( .NOT. albedo_pars_f%from_file )  THEN
3564                message_string = 'If albedo_type = 0 at any location, ' //     &
3565                                 'albedo_pars is required'
3566                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0559', 2, 2, myid, 6, 0 )
3567             ENDIF
3568          ENDIF
3569       ENDIF
3570!
3571!--    If pavement_type is zero at any location, pavement_pars is required.
3572       IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
3573          IF ( ANY( pavement_type_f%var == 0 ) )  THEN
3574             IF ( .NOT. pavement_pars_f%from_file )  THEN
3575                message_string = 'If pavement_type = 0 at any location, ' //   &
3576                                 'pavement_pars is required'
3577                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0560', 2, 2, myid, 6, 0 )
3578             ENDIF
3579          ENDIF
3580       ENDIF
3581!
3582!--    If pavement_type is zero at any location, also pavement_subsurface_pars
3583!--    is required.
3584       IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
3585          IF ( ANY( pavement_type_f%var == 0 ) )  THEN
3586             IF ( .NOT. pavement_subsurface_pars_f%from_file )  THEN
3587                message_string = 'If pavement_type = 0 at any location, ' //   &
3588                                 'pavement_subsurface_pars is required'
3589                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0561', 2, 2, myid, 6, 0 )
3590             ENDIF
3591          ENDIF
3592       ENDIF
3593!
3594!--    If water_type is zero at any location, water_pars is required.
3595       IF ( water_type_f%from_file )  THEN
3596          IF ( ANY( water_type_f%var == 0 ) )  THEN
3597             IF ( .NOT. water_pars_f%from_file )  THEN
3598                message_string = 'If water_type = 0 at any location, ' //      &
3599                                 'water_pars is required'
3600                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0562', 2, 2,myid, 6, 0 )
3601             ENDIF
3602          ENDIF
3603       ENDIF
3604!
3605!--    Check for local consistency of the input data.
3606       DO  i = nxl, nxr
3607          DO  j = nys, nyn
3608!
3609!--          For each (y,x)-location at least one of the parameters
3610!--          vegetation_type, pavement_type, building_type, or water_type
3611!--          must be set to a non­missing value.
3612             IF ( land_surface  .AND.  .NOT. urban_surface )  THEN
3613                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == vegetation_type_f%fill  .AND.&
3614                     pavement_type_f%var(j,i)   == pavement_type_f%fill    .AND.&
3615                     water_type_f%var(j,i)      == water_type_f%fill )  THEN
3616                   WRITE( message_string, * )                                  &
3617                                    'At least one of the parameters '//        &
3618                                    'vegetation_type, pavement_type, '     //  &
3619                                    'or water_type must be set '//             &
3620                                    'to a non-missing value. Grid point: ', j, i
3621                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0563', 2, 2, myid, 6, 0 )
3622                ENDIF
3623             ELSEIF ( land_surface  .AND.  urban_surface )  THEN
3624                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == vegetation_type_f%fill  .AND.&
3625                     pavement_type_f%var(j,i)   == pavement_type_f%fill    .AND.&
3626                     building_type_f%var(j,i)   == building_type_f%fill    .AND.&
3627                     water_type_f%var(j,i)      == water_type_f%fill )  THEN
3628                   WRITE( message_string, * )                                  &
3629                                 'At least one of the parameters '//           &
3630                                 'vegetation_type, pavement_type, '  //        &
3631                                 'building_type, or water_type must be set '// &
3632                                 'to a non-missing value. Grid point: ', j, i
3633                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0563', 2, 2, myid, 6, 0 )
3634                ENDIF
3635             ENDIF
3636               
3637!
3638!--          Note that a soil_type is required for each location (y,x) where
3639!--          either vegetation_type or pavement_type is a non­missing value.
3640             IF ( ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill  .OR. &
3641                    pavement_type_f%var(j,i)   /= pavement_type_f%fill ) )  THEN
3642                check_passed = .TRUE.
3643                IF ( ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
3644                   IF ( soil_type_f%var_2d(j,i) == soil_type_f%fill )          &
3645                      check_passed = .FALSE.
3646                ELSE
3647                   IF ( ANY( soil_type_f%var_3d(:,j,i) == soil_type_f%fill) )  &
3648                      check_passed = .FALSE.
3649                ENDIF
3650
3651                IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3652                   message_string = 'soil_type is required for each '//        &
3653                                 'location (y,x) where vegetation_type or ' // &
3654                                 'pavement_type is a non-missing value.'
3655                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0564',            &
3656                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3657                ENDIF
3658             ENDIF
3659!
3660!--          Check for consistency of given types. At the moment, only one
3661!--          of vegetation, pavement, or water-type can be set. This is
3662!--          because no tile approach is yet implemented in the land-surface
3663!--          model. Later, when this is possible, surface fraction need to be
3664!--          given and the sum must not  be larger than 1. Please note, in case
3665!--          more than one type is given at a pixel, an error message will be
3666!--          given.
3667             n_surf = 0
3668             IF ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill )       &
3669                n_surf = n_surf + 1
3670             IF ( water_type_f%var(j,i)      /= water_type_f%fill )            &
3671                n_surf = n_surf + 1
3672             IF ( pavement_type_f%var(j,i)   /= pavement_type_f%fill )         &
3673                n_surf = n_surf + 1
3674
3675             IF ( n_surf > 1 )  THEN
3676                WRITE( message_string, * )                                     &
3677                                 'More than one surface type (vegetation, '//  &
3678                                 'pavement, water) is given at a location. '// &
3679                                 'Please note, this is not possible at ' //    &
3680                                 'the moment as no tile approach has been ' // &
3681                                 'yet implemented. (i,j) = ', i, j
3682                CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0565',               &
3683                               2, 2, myid, 6, 0 )
3684
3685!                 IF ( .NOT. surface_fraction_f%from_file )  THEN
3686!                    message_string = 'More than one surface type (vegetation '//&
3687!                                  'pavement, water) is given at a location. '// &
3688!                                  'Please note, this is not possible at ' //    &
3689!                                  'the moment as no tile approach is yet ' //   &
3690!                                  'implemented.'
3691!                    message_string = 'If more than one surface type is ' //     &
3692!                                  'given at a location, surface_fraction ' //   &
3693!                                  'must be provided.'
3694!                    CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0565',            &
3695!                                   2, 2, myid, 6, 0 )
3696!                 ELSEIF ( ANY ( surface_fraction_f%frac(:,j,i) ==               &
3697!                                surface_fraction_f%fill ) )  THEN
3698!                    message_string = 'If more than one surface type is ' //     &
3699!                                  'given at a location, surface_fraction ' //   &
3700!                                  'must be provided.'
3701!                    CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0565',            &
3702!                                   2, 2, myid, 6, 0 )
3703!                 ENDIF
3704             ENDIF
3705!
3706!--          Check for further mismatches. e.g. relative fractions exceed 1 or
3707!--          vegetation_type is set but surface vegetation fraction is zero,
3708!--          etc..
3709             IF ( surface_fraction_f%from_file )  THEN
3710!
3711!--             If surface fractions is given, also check that only one type
3712!--             is given.
3713                IF ( SUM( MERGE( 1, 0, surface_fraction_f%frac(:,j,i) /= 0.0_wp&
3714                                .AND.  surface_fraction_f%frac(:,j,i) /=       &
3715                                       surface_fraction_f%fill  ) ) > 1 )  THEN
3716                   WRITE( message_string, * )                                  &
3717                                    'surface_fraction is given for more ' //   &
3718                                    'than one type. ' //                       &
3719                                    'Please note, this is not possible at ' // &
3720                                    'the moment as no tile approach has '//    &
3721                                    'yet been implemented. (i, j) = ', i, j
3722                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0676',            &
3723                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3724                ENDIF
3725!
3726!--             Sum of relative fractions must be 1. Note, attributed to type
3727!--             conversions due to reading, the sum of surface fractions
3728!--             might be not exactly 1. Hence, the sum is check with a
3729!--             tolerance. Later, in the land-surface model, the relative
3730!--             fractions are normalized to one. Actually, surface fractions
3731!--             shall be _FillValue at building grid points, however, in order
3732!--             to relax this requirement and allow that surface-fraction can
3733!--             also be zero at these grid points, only perform this check
3734!--             at locations where some vegetation, pavement or water is defined.
3735                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill  .OR.&
3736                     pavement_type_f%var(j,i)   /= pavement_type_f%fill    .OR.&
3737                     water_type_f%var(j,i)      /= water_type_f%fill )  THEN
3738                   IF ( SUM ( surface_fraction_f%frac(0:2,j,i) ) >             &
3739                        1.0_wp + 1E-8_wp  .OR.                                 &
3740                        SUM ( surface_fraction_f%frac(0:2,j,i) ) <             &
3741                        1.0_wp - 1E-8_wp )  THEN
3742                      WRITE( message_string, * )                               &
3743                                    'The sum of all land-surface fractions ' //&
3744                                    'must equal 1. (i, j) = ', i, j
3745                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0566',         &
3746                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3747                   ENDIF
3748                ENDIF
3749!
3750!--             Relative fraction for a type must not be zero at locations where
3751!--             this type is set.
3752                IF (                                                           &
3753                  ( vegetation_type_f%var(j,i) /= vegetation_type_f%fill  .AND.&
3754                 ( surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) == 0.0_wp .OR.    &
3755                   surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) ==                &
3756                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3757                  )  .OR.                                                      &
3758                  ( pavement_type_f%var(j,i) /= pavement_type_f%fill     .AND. &
3759                 ( surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) == 0.0_wp .OR.   &
3760                   surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) ==               &
3761                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3762                  )  .OR.                                                      &
3763                  ( water_type_f%var(j,i) /= water_type_f%fill           .AND. &
3764                 ( surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) == 0.0_wp .OR.     &
3765                   surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) ==                 &
3766                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3767                  ) )  THEN
3768                   WRITE( message_string, * ) 'Mismatch in setting of '     // &
3769                             'surface_fraction. Vegetation-, pavement-, or '// &
3770                             'water surface is given at (i,j) = ( ', i, j,     &
3771                             ' ), but surface fraction is 0 for the given type.'
3772                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0567',            &
3773                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3774                ENDIF
3775!
3776!--             Relative fraction for a type must not contain non-zero values
3777!--             if this type is not set.
3778                IF (                                                           &
3779                  ( vegetation_type_f%var(j,i) == vegetation_type_f%fill  .AND.&
3780                 ( surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) /= 0.0_wp .AND.   &
3781                   surface_fraction_f%frac(ind_veg_wall,j,i) /=                &
3782                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3783                  )  .OR.                                                      &
3784                  ( pavement_type_f%var(j,i) == pavement_type_f%fill     .AND. &
3785                 ( surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) /= 0.0_wp .AND.  &
3786                   surface_fraction_f%frac(ind_pav_green,j,i) /=               &
3787                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3788                  )  .OR.                                                      &
3789                  ( water_type_f%var(j,i) == water_type_f%fill           .AND. &
3790                 ( surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) /= 0.0_wp .AND.    &
3791                   surface_fraction_f%frac(ind_wat_win,j,i) /=                 &
3792                                                     surface_fraction_f%fill ) &
3793                  ) )  THEN
3794                   WRITE( message_string, * ) 'Mismatch in setting of '     // &
3795                             'surface_fraction. Vegetation-, pavement-, or '// &
3796                             'water surface is not given at (i,j) = ( ', i, j, &
3797                             ' ), but surface fraction is not 0 for the ' //   &
3798                             'given type.'
3799                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0568',            &
3800                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3801                ENDIF
3802             ENDIF
3803!
3804!--          Check vegetation_pars. If vegetation_type is 0, all parameters
3805!--          need to be set, otherwise, single parameters set by
3806!--          vegetation_type can be overwritten.
3807             IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
3808                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3809                   IF ( ANY( vegetation_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==               &
3810                             vegetation_pars_f%fill ) )  THEN
3811                      message_string = 'If vegetation_type(y,x) = 0, all '  // &
3812                                       'parameters of vegetation_pars at '//   &
3813                                       'this location must be set.'
3814                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0569',         &
3815                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3816                   ENDIF
3817                ENDIF
3818             ENDIF
3819!
3820!--          Check root distribution. If vegetation_type is 0, all levels must
3821!--          be set.
3822             IF ( vegetation_type_f%from_file )  THEN
3823                IF ( vegetation_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3824                   IF ( ANY( root_area_density_lsm_f%var(:,j,i) ==             &
3825                             root_area_density_lsm_f%fill ) )  THEN
3826                      message_string = 'If vegetation_type(y,x) = 0, all ' //  &
3827                                       'levels of root_area_dens_s ' //        &
3828                                       'must be set at this location.'
3829                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0570',         &
3830                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3831                   ENDIF
3832                ENDIF
3833             ENDIF
3834!
3835!--          Check soil parameters. If soil_type is 0, all parameters
3836!--          must be set.
3837             IF ( soil_type_f%from_file )  THEN
3838                check_passed = .TRUE.
3839                IF ( ALLOCATED( soil_type_f%var_2d ) )  THEN
3840                   IF ( soil_type_f%var_2d(j,i) == 0 )  THEN
3841                      IF ( ANY( soil_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                  &
3842                                soil_pars_f%fill ) )  check_passed = .FALSE.
3843                   ENDIF
3844                ELSE
3845                   IF ( ANY( soil_type_f%var_3d(:,j,i) == 0 ) )  THEN
3846                      IF ( ANY( soil_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                  &
3847                                soil_pars_f%fill ) )  check_passed = .FALSE.
3848                   ENDIF
3849                ENDIF
3850                IF ( .NOT. check_passed )  THEN
3851                   message_string = 'If soil_type(y,x) = 0, all levels of '  //&
3852                                    'soil_pars at this location must be set.'
3853                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0571',            &
3854                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3855                ENDIF
3856             ENDIF
3857
3858!
3859!--          Check building parameters. If building_type is 0, all parameters
3860!--          must be set.
3861             IF ( building_type_f%from_file )  THEN
3862                IF ( building_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3863                   IF ( ANY( building_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                 &
3864                             building_pars_f%fill ) )  THEN
3865                      message_string = 'If building_type(y,x) = 0, all ' //    &
3866                                       'parameters of building_pars at this '//&
3867                                       'location must be set.'
3868                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0572',         &
3869                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3870                   ENDIF
3871                ENDIF
3872             ENDIF
3873!
3874!--          Check if building_type is set at each building and vice versa.
3875!--          Please note, buildings are already processed and filtered.
3876!--          For this reason, consistency checks are based on wall_flags_total_0
3877!--          rather than buildings_f (buildings are represented by bit 6 in
3878!--          wall_flags_total_0).
3879             IF ( building_type_f%from_file  .AND.  buildings_f%from_file )  THEN
3880                IF ( ANY( BTEST ( wall_flags_total_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.      &
3881                     building_type_f%var(j,i) == building_type_f%fill  .OR.    &
3882               .NOT. ANY( BTEST ( wall_flags_total_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.      &
3883                     building_type_f%var(j,i) /= building_type_f%fill )  THEN
3884                   WRITE( message_string, * ) 'Each location where a ' //      &
3885                                   'building is set requires a type ' //       &
3886                                   '( and vice versa ) in case the ' //        &
3887                                   'urban-surface model is applied. ' //       &
3888                                   'i, j = ', i, j
3889                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0573',            &
3890                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3891                ENDIF
3892             ENDIF
3893!
3894!--          Check if at each location where a building is present also an ID
3895!--          is set and vice versa.
3896             IF ( buildings_f%from_file )  THEN
3897                IF ( ANY( BTEST ( wall_flags_total_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.     &
3898                     building_id_f%var(j,i) == building_id_f%fill  .OR.       &
3899               .NOT. ANY( BTEST ( wall_flags_total_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.     &
3900                     building_id_f%var(j,i) /= building_id_f%fill )  THEN
3901                   WRITE( message_string, * ) 'Each location where a ' //     &
3902                                   'building is set requires an ID ' //       &
3903                                   '( and vice versa ). i, j = ', i, j
3904                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0574',           &
3905                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3906                ENDIF
3907             ENDIF
3908!
3909!--          Check if building ID is set where a bulding is defined.
3910             IF ( buildings_f%from_file )  THEN
3911                IF ( ANY( BTEST ( wall_flags_total_0(:,j,i), 6 ) )  .AND.     &
3912                     building_id_f%var(j,i) == building_id_f%fill )  THEN
3913                   WRITE( message_string, * ) 'Each building grid point '//   &
3914                                              'requires an ID.', i, j
3915                   CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0575',           &
3916                                  2, 2, myid, 6, 0 )
3917                ENDIF
3918             ENDIF
3919!
3920!--          Check albedo parameters. If albedo_type is 0, all parameters
3921!--          must be set.
3922             IF ( albedo_type_f%from_file )  THEN
3923                IF ( albedo_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3924                   IF ( ANY( albedo_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                   &
3925                             albedo_pars_f%fill ) )  THEN
3926                      message_string = 'If albedo_type(y,x) = 0, all ' //      &
3927                                       'parameters of albedo_pars at this ' // &
3928                                       'location must be set.'
3929                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0576',         &
3930                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3931                   ENDIF
3932                ENDIF
3933             ENDIF
3934
3935!
3936!--          Check pavement parameters. If pavement_type is 0, all parameters
3937!--          of pavement_pars must be set at this location.
3938             IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
3939                IF ( pavement_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3940                   IF ( ANY( pavement_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                 &
3941                             pavement_pars_f%fill ) )  THEN
3942                      message_string = 'If pavement_type(y,x) = 0, all ' //    &
3943                                       'parameters of pavement_pars at this '//&
3944                                       'location must be set.'
3945                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0577',         &
3946                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3947                   ENDIF
3948                ENDIF
3949             ENDIF
3950!
3951!--          Check pavement-subsurface parameters. If pavement_type is 0,
3952!--          all parameters of pavement_subsurface_pars must be set  at this
3953!--          location.
3954             IF ( pavement_type_f%from_file )  THEN
3955                IF ( pavement_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3956                   IF ( ANY( pavement_subsurface_pars_f%pars_xyz(:,:,j,i) ==   &
3957                             pavement_subsurface_pars_f%fill ) )  THEN
3958                      message_string = 'If pavement_type(y,x) = 0, all ' //    &
3959                                       'parameters of '                  //    &
3960                                       'pavement_subsurface_pars at this '//   &
3961                                       'location must be set.'
3962                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0578',         &
3963                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3964                   ENDIF
3965                ENDIF
3966             ENDIF
3967
3968!
3969!--          Check water parameters. If water_type is 0, all parameters
3970!--          must be set  at this location.
3971             IF ( water_type_f%from_file )  THEN
3972                IF ( water_type_f%var(j,i) == 0 )  THEN
3973                   IF ( ANY( water_pars_f%pars_xy(:,j,i) ==                    &
3974                             water_pars_f%fill ) )  THEN
3975                      message_string = 'If water_type(y,x) = 0, all ' //       &
3976                                       'parameters of water_pars at this ' //  &
3977                                       'location must be set.'
3978                      CALL message( 'netcdf_data_input_mod', 'PA0579',         &
3979                                     2, 2, myid, 6, 0 )
3980                   ENDIF
3981                ENDIF
3982             ENDIF
3983
3984          ENDDO
3985       ENDDO
3986
3987    END SUBROUTINE netcdf_data_input_check_static
3988
3989!------------------------------------------------------------------------------!
3990! Description:
3991! ------------
3992!> Resize 8-bit 2D Integer array: (nys:nyn,nxl:nxr) -> (nysg:nyng,nxlg:nxrg)
3993!------------------------------------------------------------------------------!
3994    SUBROUTINE resize_array_2d_int8( var, js, je, is, ie )
3995   
3996       IMPLICIT NONE
3997
3998       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
3999       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4000       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4001       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4002       
4003       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4004       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4005!
4006!--    Allocate temporary variable
4007       ALLOCATE( var_tmp(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4008!
4009!--    Temporary copy of the variable
4010       var_tmp(js:je,is:ie) = var(js:je,is:ie)
4011!
4012!--    Resize the array
4013       DEALLOCATE( var )
4014       ALLOCATE( var(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4015!
4016!--    Transfer temporary copy back to original array
4017       var(js:je,is:ie) = var_tmp(js:je,is:ie)
4018
4019    END SUBROUTINE resize_array_2d_int8
4020   
4021!------------------------------------------------------------------------------!
4022! Description:
4023! ------------
4024!> Resize 32-bit 2D Integer array: (nys:nyn,nxl:nxr) -> (nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4025!------------------------------------------------------------------------------!
4026    SUBROUTINE resize_array_2d_int32( var, js, je, is, ie )
4027
4028       IMPLICIT NONE
4029       
4030       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4031       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4032       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4033       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4034
4035       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4036       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4037!
4038!--    Allocate temporary variable
4039       ALLOCATE( var_tmp(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4040!
4041!--    Temporary copy of the variable
4042       var_tmp(js:je,is:ie) = var(js:je,is:ie)
4043!
4044!--    Resize the array
4045       DEALLOCATE( var )
4046       ALLOCATE( var(js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4047!
4048!--    Transfer temporary copy back to original array
4049       var(js:je,is:ie) = var_tmp(js:je,is:ie)
4050
4051    END SUBROUTINE resize_array_2d_int32
4052   
4053!------------------------------------------------------------------------------!
4054! Description:
4055! ------------
4056!> Resize 8-bit 3D Integer array: (:,nys:nyn,nxl:nxr) -> (:,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4057!------------------------------------------------------------------------------!
4058    SUBROUTINE resize_array_3d_int8( var, ks, ke, js, je, is, ie )
4059
4060       IMPLICIT NONE
4061
4062       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4063       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4064       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4065       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4066       INTEGER(iwp) ::  ke !< upper bound of treated array in z-direction 
4067       INTEGER(iwp) ::  ks !< lower bound of treated array in z-direction 
4068       
4069       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4070       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4071!
4072!--    Allocate temporary variable
4073       ALLOCATE( var_tmp(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4074!
4075!--    Temporary copy of the variable
4076       var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie) = var(ks:ke,js:je,is:ie)
4077!
4078!--    Resize the array
4079       DEALLOCATE( var )
4080       ALLOCATE( var(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4081!
4082!--    Transfer temporary copy back to original array
4083       var(ks:ke,js:je,is:ie) = var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie)
4084
4085    END SUBROUTINE resize_array_3d_int8
4086   
4087!------------------------------------------------------------------------------!
4088! Description:
4089! ------------
4090!> Resize 3D Real array: (:,nys:nyn,nxl:nxr) -> (:,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4091!------------------------------------------------------------------------------!
4092    SUBROUTINE resize_array_3d_real( var, ks, ke, js, je, is, ie )
4093
4094       IMPLICIT NONE
4095
4096       INTEGER(iwp) ::  je !< upper index bound along y direction
4097       INTEGER(iwp) ::  js !< lower index bound along y direction
4098       INTEGER(iwp) ::  ie !< upper index bound along x direction
4099       INTEGER(iwp) ::  is !< lower index bound along x direction
4100       INTEGER(iwp) ::  ke !< upper bound of treated array in z-direction 
4101       INTEGER(iwp) ::  ks !< lower bound of treated array in z-direction 
4102       
4103       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4104       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4105!
4106!--    Allocate temporary variable
4107       ALLOCATE( var_tmp(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4108!
4109!--    Temporary copy of the variable
4110       var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie) = var(ks:ke,js:je,is:ie)
4111!
4112!--    Resize the array
4113       DEALLOCATE( var )
4114       ALLOCATE( var(ks:ke,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4115!
4116!--    Transfer temporary copy back to original array
4117       var(ks:ke,js:je,is:ie) = var_tmp(ks:ke,js:je,is:ie)
4118
4119    END SUBROUTINE resize_array_3d_real
4120   
4121!------------------------------------------------------------------------------!
4122! Description:
4123! ------------
4124!> Resize 4D Real array: (:,:,nys:nyn,nxl:nxr) -> (:,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
4125!------------------------------------------------------------------------------!
4126    SUBROUTINE resize_array_4d_real( var, k1s, k1e, k2s, k2e, js, je, is, ie )
4127
4128       IMPLICIT NONE
4129       
4130       INTEGER(iwp) ::  je  !< upper index bound along y direction
4131       INTEGER(iwp) ::  js  !< lower index bound along y direction
4132       INTEGER(iwp) ::  ie  !< upper index bound along x direction
4133       INTEGER(iwp) ::  is  !< lower index bound along x direction
4134       INTEGER(iwp) ::  k1e !< upper bound of treated array in z-direction 
4135       INTEGER(iwp) ::  k1s !< lower bound of treated array in z-direction
4136       INTEGER(iwp) ::  k2e !< upper bound of treated array along parameter space 
4137       INTEGER(iwp) ::  k2s !< lower bound of treated array along parameter space 
4138       
4139       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  var     !< treated variable
4140       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  var_tmp !< temporary copy
4141!
4142!--    Allocate temporary variable
4143       ALLOCATE( var_tmp(k1s:k1e,k2s:k2e,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4144!
4145!--    Temporary copy of the variable
4146       var_tmp(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie) = var(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie)
4147!
4148!--    Resize the array
4149       DEALLOCATE( var )
4150       ALLOCATE( var(k1s:k1e,k2s:k2e,js-nbgp:je+nbgp,is-nbgp:ie+nbgp) )
4151!
4152!--    Transfer temporary copy back to original array
4153       var(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie) = var_tmp(k1s:k1e,k2s:k2e,js:je,is:ie)
4154
4155    END SUBROUTINE resize_array_4d_real
4156
4157!------------------------------------------------------------------------------!
4158! Description:
4159! ------------
4160!> Checks if a given variables is on file
4161!------------------------------------------------------------------------------!
4162    FUNCTION check_existence( vars_in_file, var_name )
4163
4164       IMPLICIT NONE
4165
4166       CHARACTER(LEN=*) ::  var_name                   !< variable to be checked
4167       CHARACTER(LEN=*), DIMENSION(:) ::  vars_in_file !< list of variables in file
4168
4169       INTEGER(iwp) ::  i                              !< loop variable
4170
4171       LOGICAL ::  check_existence                     !< flag indicating whether a variable exist or not - actual return value
4172
4173       i = 1
4174       check_existence = .FALSE.
4175       DO  WHILE ( i <= SIZE( vars_in_file ) )
4176          check_existence = TRIM( vars_in_file(i) ) == TRIM( var_name )  .OR.  &
4177                            check_existence
4178          i = i + 1
4179       ENDDO
4180
4181       RETURN
4182
4183    END FUNCTION check_existence
4184
4185
4186!------------------------------------------------------------------------------!
4187! Description:
4188! ------------
4189!> Closes an existing netCDF file.
4190!------------------------------------------------------------------------------!
4191    SUBROUTINE close_input_file( id )
4192#if defined( __netcdf )
4193
4194       USE pegrid
4195
4196       IMPLICIT NONE
4197
4198       INTEGER(iwp), INTENT(INOUT)        ::  id        !< file id
4199
4200       nc_stat = NF90_CLOSE( id )
4201       CALL handle_error( 'close', 540 )
4202#endif
4203    END SUBROUTINE close_input_file
4204
4205!------------------------------------------------------------------------------!
4206! Description:
4207! ------------
4208!> Opens an existing netCDF file for reading only and returns its id.
4209!------------------------------------------------------------------------------!
4210    SUBROUTINE open_read_file( filename, id )
4211#if defined( __netcdf )
4212
4213       USE pegrid
4214
4215       IMPLICIT NONE
4216
4217       CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN) ::  filename  !< filename
4218       INTEGER(iwp), INTENT(INOUT)   ::  id        !< file id
4219
4220#if defined( __netcdf4_parallel )
4221!
4222!--    If __netcdf4_parallel is defined, parrallel NetCDF will be used.
4223       nc_stat = NF90_OPEN( filename, IOR( NF90_NOWRITE, NF90_MPIIO ), id,     &
4224                            COMM = comm2d, INFO = MPI_INFO_NULL )
4225!
4226!--    In case the previous open call fails, check for possible Netcdf 3 file,
4227!--    and open it. However, this case, disable parallel access.
4228       IF( nc_stat /= NF90_NOERR )  THEN
4229          nc_stat = NF90_OPEN( filename, NF90_NOWRITE, id )
4230          collective_read = .FALSE.
4231       ELSE
4232          collective_read = .TRUE.
4233       ENDIF
4234#else
4235!
4236!--    All MPI processes open the file and read it (but not in parallel).
4237       nc_stat = NF90_OPEN( filename, NF90_NOWRITE, id )
4238#endif
4239
4240       CALL handle_error( 'open_read_file', 539 )
4241
4242#endif
4243    END SUBROUTINE open_read_file
4244
4245!------------------------------------------------------------------------------!
4246! Description:
4247! ------------
4248!> Reads global or variable-related attributes of type INTEGER (32-bit)
4249!------------------------------------------------------------------------------!
4250     SUBROUTINE get_attribute_int32( id, attribute_name, value, global,        &
4251                                     variable_name )
4252
4253       USE pegrid
4254
4255       IMPLICIT NONE
4256
4257       CHARACTER(LEN=*)            ::  attribute_name   !< attribute name
4258       CHARACTER(LEN=*), OPTIONAL  ::  variable_name    !< variable name
4259
4260       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4261       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< variable id
4262       INTEGER(iwp), INTENT(INOUT) ::  value            !< read value
4263
4264       LOGICAL, INTENT(IN) ::  global                   !< flag indicating global attribute
4265#if defined( __netcdf )
4266
4267!
4268!--    Read global attribute
4269       IF ( global )  THEN
4270          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, NF90_GLOBAL, TRIM( attribute_name ), value )
4271          CALL handle_error( 'get_attribute_int32 global', 522, attribute_name )
4272!
4273!--    Read attributes referring to a single variable. Therefore, first inquire
4274!--    variable id
4275       ELSE
4276          nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4277          CALL handle_error( 'get_attribute_int32', 522, attribute_name )
4278          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, id_var, TRIM( attribute_name ), value )
4279          CALL handle_error( 'get_attribute_int32', 522, attribute_name )
4280       ENDIF
4281#endif
4282    END SUBROUTINE get_attribute_int32
4283
4284!------------------------------------------------------------------------------!
4285! Description:
4286! ------------
4287!> Reads global or variable-related attributes of type INTEGER (8-bit)
4288!------------------------------------------------------------------------------!
4289     SUBROUTINE get_attribute_int8( id, attribute_name, value, global,         &
4290                                    variable_name )
4291
4292       USE pegrid
4293
4294       IMPLICIT NONE
4295
4296       CHARACTER(LEN=*)            ::  attribute_name   !< attribute name
4297       CHARACTER(LEN=*), OPTIONAL  ::  variable_name    !< variable name
4298
4299       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4300       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< variable id
4301       INTEGER(KIND=1), INTENT(INOUT) ::  value         !< read value
4302
4303       LOGICAL, INTENT(IN) ::  global                   !< flag indicating global attribute
4304#if defined( __netcdf )
4305
4306!
4307!--    Read global attribute
4308       IF ( global )  THEN
4309          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, NF90_GLOBAL, TRIM( attribute_name ), value )
4310          CALL handle_error( 'get_attribute_int8 global', 523, attribute_name )
4311!
4312!--    Read attributes referring to a single variable. Therefore, first inquire
4313!--    variable id
4314       ELSE
4315          nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4316          CALL handle_error( 'get_attribute_int8', 523, attribute_name )
4317          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, id_var, TRIM( attribute_name ), value )
4318          CALL handle_error( 'get_attribute_int8', 523, attribute_name )
4319       ENDIF
4320#endif
4321    END SUBROUTINE get_attribute_int8
4322
4323!------------------------------------------------------------------------------!
4324! Description:
4325! ------------
4326!> Reads global or variable-related attributes of type REAL
4327!------------------------------------------------------------------------------!
4328     SUBROUTINE get_attribute_real( id, attribute_name, value, global,         &
4329                                    variable_name )
4330
4331       USE pegrid
4332
4333       IMPLICIT NONE
4334
4335       CHARACTER(LEN=*)            ::  attribute_name   !< attribute name
4336       CHARACTER(LEN=*), OPTIONAL  ::  variable_name    !< variable name
4337
4338       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4339       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< variable id
4340
4341       LOGICAL, INTENT(IN) ::  global                   !< flag indicating global attribute
4342
4343       REAL(wp), INTENT(INOUT)     ::  value            !< read value
4344#if defined( __netcdf )
4345
4346
4347!
4348!-- Read global attribute
4349       IF ( global )  THEN
4350          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, NF90_GLOBAL, TRIM( attribute_name ), value )
4351          CALL handle_error( 'get_attribute_real global', 524, attribute_name )
4352!
4353!-- Read attributes referring to a single variable. Therefore, first inquire
4354!-- variable id
4355       ELSE
4356          nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4357          CALL handle_error( 'get_attribute_real', 524, attribute_name )
4358          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, id_var, TRIM( attribute_name ), value )
4359          CALL handle_error( 'get_attribute_real', 524, attribute_name )
4360       ENDIF
4361#endif
4362    END SUBROUTINE get_attribute_real
4363
4364!------------------------------------------------------------------------------!
4365! Description:
4366! ------------
4367!> Reads global or variable-related attributes of type CHARACTER
4368!> Remark: reading attributes of type NF_STRING return an error code 56 -
4369!> Attempt to convert between text & numbers.
4370!------------------------------------------------------------------------------!
4371     SUBROUTINE get_attribute_string( id, attribute_name, value, global,       &
4372                                      variable_name, no_abort )
4373
4374       USE pegrid
4375
4376       IMPLICIT NONE
4377
4378       CHARACTER(LEN=*)                ::  attribute_name   !< attribute name
4379       CHARACTER(LEN=*), OPTIONAL      ::  variable_name    !< variable name
4380       CHARACTER(LEN=*), INTENT(INOUT) ::  value            !< read value
4381
4382       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4383       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< variable id
4384
4385       LOGICAL ::  check_error                          !< flag indicating if handle_error shall be checked
4386       LOGICAL, INTENT(IN) ::  global                   !< flag indicating global attribute
4387       LOGICAL, INTENT(IN), OPTIONAL ::  no_abort       !< flag indicating if errors should be checked
4388#if defined( __netcdf )
4389
4390       IF ( PRESENT( no_abort ) )  THEN
4391          check_error = no_abort
4392       ELSE
4393          check_error = .TRUE.
4394       ENDIF
4395!
4396!--    Read global attribute
4397       IF ( global )  THEN
4398          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, NF90_GLOBAL, TRIM( attribute_name ), value )
4399          IF ( check_error)  CALL handle_error( 'get_attribute_string global', 525, attribute_name )
4400!
4401!--    Read attributes referring to a single variable. Therefore, first inquire
4402!--    variable id
4403       ELSE
4404          nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4405          IF ( check_error)  CALL handle_error( 'get_attribute_string', 525, attribute_name )
4406
4407          nc_stat = NF90_GET_ATT( id, id_var, TRIM( attribute_name ), value )
4408          IF ( check_error)  CALL handle_error( 'get_attribute_string',525, attribute_name )
4409
4410       ENDIF
4411#endif
4412    END SUBROUTINE get_attribute_string
4413
4414
4415
4416!------------------------------------------------------------------------------!
4417! Description:
4418! ------------
4419!> Get dimension array for a given dimension
4420!------------------------------------------------------------------------------!
4421     SUBROUTINE get_dimension_length( id, dim_len, variable_name )
4422       USE pegrid
4423
4424       IMPLICIT NONE
4425
4426       CHARACTER(LEN=*)            ::  variable_name    !< dimension name
4427       CHARACTER(LEN=100)          ::  dum              !< dummy variable to receive return character
4428
4429       INTEGER(iwp)                ::  dim_len          !< dimension size
4430       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4431       INTEGER(iwp)                ::  id_dim           !< dimension id
4432
4433#if defined( __netcdf )
4434!
4435!--    First, inquire dimension ID
4436       nc_stat = NF90_INQ_DIMID( id, TRIM( variable_name ), id_dim )
4437       CALL handle_error( 'get_dimension_length', 526, variable_name )
4438!
4439!--    Inquire dimension length
4440       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, id_dim, dum, LEN = dim_len )
4441       CALL handle_error( 'get_dimension_length', 526, variable_name )
4442
4443#endif
4444    END SUBROUTINE get_dimension_length
4445
4446!------------------------------------------------------------------------------!
4447! Description:
4448! ------------
4449!> Routine for reading-in a character string from the chem emissions netcdf
4450!> input file. 
4451!------------------------------------------------------------------------------!
4452    SUBROUTINE get_variable_string( id, variable_name, var_string, names_number)
4453#if defined( __netcdf )
4454
4455       USE indices
4456       USE pegrid
4457
4458       IMPLICIT NONE
4459
4460       CHARACTER (LEN=25), ALLOCATABLE, DIMENSION(:), INTENT(INOUT)  :: var_string
4461
4462       CHARACTER(LEN=*)                                              :: variable_name          !> variable name
4463
4464       CHARACTER (LEN=1), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)                :: tmp_var_string         !> variable to be read
4465
4466
4467       INTEGER(iwp), INTENT(IN)                                      :: id                     !> file id
4468
4469       INTEGER(iwp), INTENT(IN)                                      :: names_number           !> number of names
4470
4471       INTEGER(iwp)                                                  :: id_var                 !> variable id
4472
4473       INTEGER(iwp)                                                  :: i,j                    !> index to go through the length of the dimensions
4474
4475       INTEGER(iwp)                                                  :: max_string_length=25   !> this is both the maximum length of a name, but also 
4476                                                                                            ! the number of the components of the first dimensions
4477                                                                                            ! (rows)
4478
4479
4480       ALLOCATE(tmp_var_string(max_string_length,names_number))
4481
4482       ALLOCATE(var_string(names_number))
4483
4484    !-- Inquire variable id
4485       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4486
4487
4488    !-- Get variable
4489    !-- Start cycle over the emission species
4490       DO i = 1, names_number
4491       !-- read the first letter of each component
4492          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, var_string(i), start = (/ 1,i /), &
4493                                 count = (/ 1,1 /) )
4494          CALL handle_error( 'get_variable_string', 701 )
4495
4496       !-- Start cycle over charachters
4497          DO j = 1, max_string_length
4498                       
4499          !-- read the rest of the components of the name
4500             nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp_var_string(j,i), start = (/ j,i /),&
4501                                     count = (/ 1,1 /) )
4502             CALL handle_error( 'get_variable_string', 702 )
4503
4504             IF ( iachar(tmp_var_string(j,i) ) == 0 ) THEN
4505                  tmp_var_string(j,i)=''
4506             ENDIF
4507
4508             IF ( j>1 ) THEN
4509             !-- Concatenate first letter of the name and the others
4510                var_string(i)=TRIM(var_string(i)) // TRIM(tmp_var_string(j,i))
4511
4512             ENDIF
4513          ENDDO
4514       ENDDO
4515
4516#endif
4517    END SUBROUTINE get_variable_string
4518
4519!------------------------------------------------------------------------------!
4520! Description:
4521! ------------
4522!> Reads a character variable in a 1D array
4523!------------------------------------------------------------------------------!
4524     SUBROUTINE get_variable_1d_char( id, variable_name, var )
4525
4526       USE pegrid
4527
4528       IMPLICIT NONE
4529
4530       CHARACTER(LEN=*)            ::  variable_name          !< variable name
4531       CHARACTER(LEN=*), DIMENSION(:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
4532
4533       INTEGER(iwp)                ::  i                !< running index over variable dimension
4534       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4535       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< dimension id
4536       
4537       INTEGER(iwp), DIMENSION(2)  ::  dimid            !< dimension IDs
4538       INTEGER(iwp), DIMENSION(2)  ::  dimsize          !< dimension size
4539
4540#if defined( __netcdf )
4541
4542!
4543!--    First, inquire variable ID
4544       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4545       CALL handle_error( 'get_variable_1d_int', 527, variable_name )
4546!
4547!--    Inquire dimension IDs
4548       nc_stat = NF90_INQUIRE_VARIABLE( id, id_var, dimids = dimid(1:2) )
4549       CALL handle_error( 'get_variable_1d_char', 527, variable_name )
4550!
4551!--    Read dimesnion length
4552       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, dimid(1), LEN = dimsize(1) )
4553       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, dimid(2), LEN = dimsize(2) )
4554       
4555!
4556!--    Read character array. Note, each element is read individually, in order
4557!--    to better separate single strings.
4558       DO  i = 1, dimsize(2)
4559          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, var(i),                          &
4560                                  start = (/ 1, i /),                          &
4561                                  count = (/ dimsize(1), 1 /) )
4562          CALL handle_error( 'get_variable_1d_char', 527, variable_name )
4563       ENDDO     
4564                         
4565#endif
4566    END SUBROUTINE get_variable_1d_char
4567
4568   
4569!------------------------------------------------------------------------------!
4570! Description:
4571! ------------
4572!> Reads a 1D integer variable from file.
4573!------------------------------------------------------------------------------!
4574     SUBROUTINE get_variable_1d_int( id, variable_name, var )
4575
4576       USE pegrid
4577
4578       IMPLICIT NONE
4579
4580       CHARACTER(LEN=*)            ::  variable_name    !< variable name
4581
4582       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4583       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< dimension id
4584
4585       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
4586#if defined( __netcdf )
4587
4588!
4589!--    First, inquire variable ID
4590       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4591       CALL handle_error( 'get_variable_1d_int', 527, variable_name )
4592!
4593!--    Inquire dimension length
4594       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, var )
4595       CALL handle_error( 'get_variable_1d_int', 527, variable_name )
4596
4597#endif
4598    END SUBROUTINE get_variable_1d_int
4599
4600!------------------------------------------------------------------------------!
4601! Description:
4602! ------------
4603!> Reads a 1D float variable from file.
4604!------------------------------------------------------------------------------!
4605     SUBROUTINE get_variable_1d_real( id, variable_name, var )
4606
4607       USE pegrid
4608
4609       IMPLICIT NONE
4610
4611       CHARACTER(LEN=*)            ::  variable_name    !< variable name
4612
4613       INTEGER(iwp), INTENT(IN)    ::  id               !< file id
4614       INTEGER(iwp)                ::  id_var           !< dimension id
4615
4616       REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(INOUT) ::  var    !< variable to be read
4617#if defined( __netcdf )
4618
4619!
4620!--    First, inquire variable ID
4621       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4622       CALL handle_error( 'get_variable_1d_real', 528, variable_name )
4623!
4624!--    Inquire dimension length
4625       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, var )
4626       CALL handle_error( 'get_variable_1d_real', 528, variable_name )
4627
4628#endif
4629    END SUBROUTINE get_variable_1d_real
4630
4631
4632!------------------------------------------------------------------------------!
4633! Description:
4634! ------------
4635!> Reads a time-dependent 1D float variable from file.
4636!------------------------------------------------------------------------------!
4637    SUBROUTINE get_variable_pr( id, variable_name, t, var )
4638#if defined( __netcdf )
4639
4640       USE pegrid
4641
4642       IMPLICIT NONE
4643
4644       CHARACTER(LEN=*)                      ::  variable_name    !< variable name
4645
4646       INTEGER(iwp), INTENT(IN)              ::  id               !< file id
4647       INTEGER(iwp), DIMENSION(1:2)          ::  id_dim           !< dimension ids
4648       INTEGER(iwp)                          ::  id_var           !< dimension id
4649       INTEGER(iwp)                          ::  n_file           !< number of data-points in file along z dimension
4650       INTEGER(iwp), INTENT(IN)              ::  t                !< timestep number
4651
4652       REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
4653
4654!
4655!--    First, inquire variable ID
4656       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4657!
4658!--    Inquire dimension size of vertical dimension
4659       nc_stat = NF90_INQUIRE_VARIABLE( id, id_var, DIMIDS = id_dim )
4660       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, id_dim(1), LEN = n_file )
4661!
4662!--    Read variable.
4663       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, var,                                &
4664                               start = (/ 1,      t     /),                    &
4665                               count = (/ n_file, 1     /) )
4666       CALL handle_error( 'get_variable_pr', 529, variable_name )
4667
4668#endif
4669    END SUBROUTINE get_variable_pr
4670
4671
4672!------------------------------------------------------------------------------!
4673! Description:
4674! ------------
4675!> Reads a per-surface pars variable from file. Because all surfaces are stored
4676!> as flat 1-D array, each PE has to scan the data and find the surface indices
4677!> belonging to its subdomain. During this scan, it also builds a necessary
4678!> (j,i) index.
4679!------------------------------------------------------------------------------!
4680    SUBROUTINE get_variable_surf( id, variable_name, surf )
4681#if defined( __netcdf )
4682
4683       USE pegrid
4684
4685       USE indices,                                            &
4686           ONLY:  nxl, nxr, nys, nyn
4687
4688       USE control_parameters,                                 &
4689           ONLY: dz, message_string
4690
4691       USE grid_variables,                                     &
4692           ONLY: dx, dy
4693       
4694       USE basic_constants_and_equations_mod,                  &
4695           ONLY: pi
4696
4697       IMPLICIT NONE
4698
4699       INTEGER, PARAMETER ::  nsurf_pars_read = 1024**2 !< read buffer size
4700
4701       CHARACTER(LEN=*)                          ::  variable_name !< variable name
4702
4703       INTEGER(iwp), DIMENSION(6)                ::  coords        !< integer coordinates of surface
4704       INTEGER(iwp)                              ::  i, j
4705       INTEGER(iwp)                              ::  isurf         !< netcdf surface index
4706       INTEGER(iwp)                              ::  is            !< local surface index
4707       INTEGER(iwp), INTENT(IN)                  ::  id            !< file id
4708       INTEGER(iwp), DIMENSION(2)                ::  id_dim        !< dimension ids
4709       INTEGER(iwp)                              ::  id_var        !< variable id
4710       INTEGER(iwp)                              ::  id_zs         !< zs variable id
4711       INTEGER(iwp)                              ::  id_ys         !< ys variable id
4712       INTEGER(iwp)                              ::  id_xs         !< xs variable id
4713       INTEGER(iwp)                              ::  id_zenith     !< zeith variable id
4714       INTEGER(iwp)                              ::  id_azimuth    !< azimuth variable id
4715       INTEGER(iwp)                              ::  is0, isc      !< read surface start and count
4716       INTEGER(iwp)                              ::  nsurf         !< total number of surfaces in file
4717       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  nsurf_ji      !< numbers of surfaces by coords
4718
4719       TYPE(pars_surf)                           ::  surf          !< parameters variable to be loaded
4720       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  pars_read     !< read buffer
4721       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  zs, ys, xs    !< read buffer for zs(s), ys, xs
4722       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  zenith        !< read buffer for zenith(s)
4723       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  azimuth       !< read buffer for azimuth(s)
4724       REAL(wp)                                  ::  oro_max_l     !< maximum terrain height under building
4725
4726!
4727!--    First, inquire variable ID
4728       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4729       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, 'zs',                  id_zs )
4730       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, 'ys',                  id_ys )
4731       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, 'xs',                  id_xs )
4732       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, 'zenith',              id_zenith )
4733       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, 'azimuth',             id_azimuth )
4734!
4735!--    Inquire dimension sizes
4736       nc_stat = NF90_INQUIRE_VARIABLE( id, id_var, DIMIDS = id_dim )
4737       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, id_dim(1), LEN = nsurf )
4738       nc_stat = NF90_INQUIRE_DIMENSION( id, id_dim(2), LEN = surf%np )
4739
4740       ALLOCATE ( pars_read( nsurf_pars_read, surf%np ),        &
4741                  zs(nsurf_pars_read), ys(nsurf_pars_read),     &
4742                  xs(nsurf_pars_read), zenith(nsurf_pars_read), &
4743                  azimuth(nsurf_pars_read),                     &
4744                  nsurf_ji(nys:nyn, nxl:nxr) )
4745
4746       nsurf_ji(:,:) = 0
4747!
4748!--    Scan surface coordinates, count local
4749       is0 = 1
4750       DO
4751          isc = MIN(nsurf_pars_read, nsurf - is0 + 1)
4752          IF ( isc <= 0 )  EXIT
4753
4754          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_ys, ys,     &
4755                                  start = (/ is0 /), &
4756                                  count = (/ isc /) )
4757          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_xs, xs,     &
4758                                  start = (/ is0 /), &
4759                                  count = (/ isc /) )
4760          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_zenith, zenith,      &
4761                                  start = (/ is0 /), &
4762                                  count = (/ isc /) )
4763          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_azimuth, azimuth,    &
4764                                  start = (/ is0 /), &
4765                                  count = (/ isc /) )
4766          CALL handle_error( 'get_variable_surf', 682, 'azimuth' )
4767         
4768          DO  isurf = 1, isc
4769!
4770!--          Parse coordinates, detect if belongs to subdomain
4771             coords = transform_coords( xs(isurf), ys(isurf),         &
4772                                        zenith(isurf), azimuth(isurf) )
4773             IF ( coords(2) < nys  .OR.  coords(2) > nyn  .OR.  &
4774                  coords(3) < nxl  .OR.  coords(3) > nxr )  CYCLE
4775
4776             nsurf_ji(coords(2), coords(3)) = nsurf_ji(coords(2), coords(3)) + 1
4777          ENDDO
4778
4779          is0 = is0 + isc
4780       ENDDO
4781!
4782!--    Populate reverse index from surface counts
4783       ALLOCATE ( surf%index_ji( 2, nys:nyn, nxl:nxr ) )
4784
4785       isurf = 1
4786       DO  j = nys, nyn
4787          DO  i = nxl, nxr
4788             surf%index_ji(:,j,i) = (/ isurf, isurf + nsurf_ji(j,i) - 1 /)
4789             isurf = isurf + nsurf_ji(j,i)
4790          ENDDO
4791       ENDDO
4792
4793       surf%nsurf = isurf - 1
4794       ALLOCATE( surf%pars( 0:surf%np-1, surf%nsurf ), &
4795                 surf%coords( 6, surf%nsurf ) )
4796!
4797!--    Scan surfaces again, saving pars into allocated structures
4798       nsurf_ji(:,:) = 0
4799       is0 = 1
4800       DO
4801          isc = MIN(nsurf_pars_read, nsurf - is0 + 1)
4802          IF ( isc <= 0 )  EXIT
4803
4804          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, pars_read(1:isc, 1:surf%np), &
4805                                  start = (/ is0, 1       /),              &
4806                                  count = (/ isc, surf%np /) )
4807          CALL handle_error( 'get_variable_surf', 683, variable_name )
4808
4809          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_zs, zs,                           &
4810                                  start = (/ is0 /),                       &
4811                                  count = (/ isc /) )
4812          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_ys, ys,                           &
4813                                  start = (/ is0 /),                       &
4814                                  count = (/ isc /) )
4815          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_xs, xs,                           &
4816                                  start = (/ is0 /),                       &
4817                                  count = (/ isc /) )
4818          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_zenith, zenith,                   &
4819                                  start = (/ is0 /),                       &
4820                                  count = (/ isc /) )
4821          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_azimuth, azimuth,                 &
4822                                  start = (/ is0 /),                       &
4823                                  count = (/ isc /) )
4824         
4825          DO  isurf = 1, isc
4826!
4827!--          Parse coordinates, detect if belongs to subdomain
4828             coords = transform_coords( xs(isurf), ys(isurf),         &
4829                                        zenith(isurf), azimuth(isurf) )
4830             IF ( coords(2) < nys  .OR.  coords(2) > nyn  .OR.  &
4831                  coords(3) < nxl  .OR.  coords(3) > nxr )  CYCLE
4832!
4833!--          Determine maximum terrain under building (base z-coordinate). Using
4834!--          normal vector to locate building inner coordinates.
4835             oro_max_l = buildings_f%oro_max(coords(2)-coords(5), coords(3)-coords(6))
4836             IF  ( oro_max_l == buildings_f%fill1 )  THEN
4837                WRITE( message_string, * ) 'Found building surface on '   // &
4838                   'non-building coordinates (xs, ys, zenith, azimuth): ',   &
4839                   xs(isurf), ys(isurf), zenith(isurf), azimuth(isurf)
4840                CALL message( 'get_variable_surf', 'PA0684', 2, 2, 0, 6, 0 ) 
4841             ENDIF
4842!
4843!--          Urban layer has no stretching, therefore using dz(1) instead of linear
4844!--          searching through zu/zw
4845             coords(1) = NINT((zs(isurf) + oro_max_l) / dz(1) +     &
4846                              0.5_wp + 0.5_wp * coords(4), KIND=iwp)
4847!
4848!--          Save surface entry
4849             is = surf%index_ji(1, coords(2), coords(3)) + nsurf_ji(coords(2), coords(3))
4850             surf%pars(:,is) = pars_read(isurf,:)
4851             surf%coords(:,is) = coords(:)
4852
4853             nsurf_ji(coords(2), coords(3)) = nsurf_ji(coords(2), coords(3)) + 1
4854          ENDDO
4855
4856          is0 = is0 + isc
4857       ENDDO
4858
4859       DEALLOCATE( pars_read, zs, ys, xs, zenith, azimuth, nsurf_ji )
4860
4861    CONTAINS
4862
4863       PURE FUNCTION transform_coords( x, y, zenith, azimuth )
4864
4865          REAL(wp), INTENT(in)       ::  x, y    !< surface centre coordinates in metres from origin
4866          REAL(wp), INTENT(in)       ::  zenith  !< surface normal zenith angle in degrees
4867          REAL(wp), INTENT(in)       ::  azimuth !< surface normal azimuth angle in degrees
4868
4869          INTEGER(iwp), DIMENSION(6) ::  transform_coords !< (k,j,i,norm_z,norm_y,norm_x)
4870
4871          transform_coords(4) = NINT(COS(zenith*pi/180._wp), KIND=iwp)
4872          IF ( transform_coords(4) == 0 )  THEN
4873             transform_coords(5) = NINT(COS(azimuth*pi/180._wp), KIND=iwp)
4874             transform_coords(6) = NINT(SIN(azimuth*pi/180._wp), KIND=iwp)
4875          ELSE
4876             transform_coords(5) = 0._wp
4877             transform_coords(6) = 0._wp
4878          ENDIF
4879
4880          transform_coords(1) = -999._wp ! not calculated here
4881          transform_coords(2) = NINT(y/dy - 0.5_wp + 0.5_wp*transform_coords(5), KIND=iwp)
4882          transform_coords(3) = NINT(x/dx - 0.5_wp + 0.5_wp*transform_coords(6), KIND=iwp)
4883
4884       END FUNCTION transform_coords
4885
4886#endif
4887    END SUBROUTINE get_variable_surf
4888
4889
4890!------------------------------------------------------------------------------!
4891! Description:
4892! ------------
4893!> Reads a 2D REAL variable from a file. Reading is done processor-wise,
4894!> i.e. each core reads its own domain in slices along x.
4895!------------------------------------------------------------------------------!
4896    SUBROUTINE get_variable_2d_real( id, variable_name, var, is, ie, js, je )
4897
4898       USE indices
4899       USE pegrid
4900
4901       IMPLICIT NONE
4902
4903       CHARACTER(LEN=*)              ::  variable_name   !< variable name
4904
4905       INTEGER(iwp)                  ::  i               !< running index along x direction
4906       INTEGER(iwp)                  ::  ie              !< start index for subdomain input along x direction
4907       INTEGER(iwp)                  ::  is              !< end index for subdomain input along x direction
4908       INTEGER(iwp), INTENT(IN)      ::  id              !< file id
4909       INTEGER(iwp)                  ::  id_var          !< variable id
4910       INTEGER(iwp)                  ::  j               !< running index along y direction
4911       INTEGER(iwp)                  ::  je              !< start index for subdomain input along y direction
4912       INTEGER(iwp)                  ::  js              !< end index for subdomain input along y direction
4913       
4914       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  tmp   !< temporary variable to read data from file according
4915                                                         !< to its reverse memory access
4916       REAL(wp), DIMENSION(:,:), INTENT(INOUT) ::  var   !< variable to be read
4917#if defined( __netcdf )
4918!
4919!--    Inquire variable id
4920       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4921!
4922!--    Check for collective read-operation and set respective NetCDF flags if
4923!--    required.
4924       IF ( collective_read )  THEN
4925#if defined( __netcdf4_parallel )
4926          nc_stat = NF90_VAR_PAR_ACCESS (id, id_var, NF90_COLLECTIVE)
4927#endif
4928       ENDIF
4929
4930!
4931!-- Allocate temporary variable according to memory access on file.
4932       ALLOCATE( tmp(is:ie,js:je) )
4933!
4934!-- Get variable
4935       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp,            &
4936                      start = (/ is+1,      js+1 /),       &
4937                      count = (/ ie-is + 1, je-js+1 /) )   
4938          CALL handle_error( 'get_variable_2d_real', 530, variable_name )
4939!
4940!-- Resort data. Please note, dimension subscripts of var all start at 1.
4941          DO  i = is, ie
4942             DO  j = js, je
4943                var(j-js+1,i-is+1) = tmp(i,j)
4944             ENDDO
4945          ENDDO
4946       
4947          DEALLOCATE( tmp )
4948
4949#endif
4950    END SUBROUTINE get_variable_2d_real
4951
4952!------------------------------------------------------------------------------!
4953! Description:
4954! ------------
4955!> Reads a 2D 32-bit INTEGER variable from file. Reading is done processor-wise,
4956!> i.e. each core reads its own domain in slices along x.
4957!------------------------------------------------------------------------------!
4958    SUBROUTINE get_variable_2d_int32( id, variable_name, var, is, ie, js, je )
4959
4960       USE indices
4961       USE pegrid
4962
4963       IMPLICIT NONE
4964
4965       CHARACTER(LEN=*)              ::  variable_name   !< variable name
4966
4967       INTEGER(iwp)                  ::  i               !< running index along x direction
4968       INTEGER(iwp)                  ::  ie              !< start index for subdomain input along x direction
4969       INTEGER(iwp)                  ::  is              !< end index for subdomain input along x direction
4970       INTEGER(iwp), INTENT(IN)      ::  id              !< file id
4971       INTEGER(iwp)                  ::  id_var          !< variable id
4972       INTEGER(iwp)                  ::  j               !< running index along y direction
4973       INTEGER(iwp)                  ::  je              !< start index for subdomain input along y direction
4974       INTEGER(iwp)                  ::  js              !< end index for subdomain input along y direction
4975       
4976       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  tmp  !< temporary variable to read data from file according
4977                                                            !< to its reverse memory access
4978       INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
4979#if defined( __netcdf )
4980!
4981!--    Inquire variable id
4982       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
4983!
4984!--    Check for collective read-operation and set respective NetCDF flags if
4985!--    required.
4986       IF ( collective_read )  THEN
4987#if defined( __netcdf4_parallel )       
4988          nc_stat = NF90_VAR_PAR_ACCESS (id, id_var, NF90_COLLECTIVE)
4989#endif
4990       ENDIF
4991!
4992!--    Allocate temporary variable according to memory access on file.
4993       ALLOCATE( tmp(is:ie,js:je) )
4994!
4995!--    Get variable
4996       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp,                                &
4997                               start = (/ is+1,      js+1 /),                  &
4998                               count = (/ ie-is + 1, je-js+1 /) )   
4999                               
5000       CALL handle_error( 'get_variable_2d_int32', 531, variable_name )                             
5001!
5002!--    Resort data. Please note, dimension subscripts of var all start at 1.
5003       DO  i = is, ie
5004          DO  j = js, je
5005             var(j-js+1,i-is+1) = tmp(i,j)
5006          ENDDO
5007       ENDDO
5008       
5009       DEALLOCATE( tmp )
5010
5011#endif
5012    END SUBROUTINE get_variable_2d_int32
5013
5014!------------------------------------------------------------------------------!
5015! Description:
5016! ------------
5017!> Reads a 2D 8-bit INTEGER variable from file. Reading is done processor-wise,
5018!> i.e. each core reads its own domain in slices along x.
5019!------------------------------------------------------------------------------!
5020    SUBROUTINE get_variable_2d_int8( id, variable_name, var, is, ie, js, je )
5021
5022       USE indices
5023       USE pegrid
5024
5025       IMPLICIT NONE
5026
5027       CHARACTER(LEN=*)              ::  variable_name   !< variable name
5028
5029       INTEGER(iwp)                  ::  i               !< running index along x direction
5030       INTEGER(iwp)                  ::  ie              !< start index for subdomain input along x direction
5031       INTEGER(iwp)                  ::  is              !< end index for subdomain input along x direction
5032       INTEGER(iwp), INTENT(IN)      ::  id              !< file id
5033       INTEGER(iwp)                  ::  id_var          !< variable id
5034       INTEGER(iwp)                  ::  j               !< running index along y direction
5035       INTEGER(iwp)                  ::  je              !< start index for subdomain input along y direction
5036       INTEGER(iwp)                  ::  js              !< end index for subdomain input along y direction
5037       
5038       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  tmp  !< temporary variable to read data from file according
5039                                                               !< to its reverse memory access
5040       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
5041#if defined( __netcdf )
5042!
5043!--    Inquire variable id
5044       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
5045!
5046!--    Check for collective read-operation and set respective NetCDF flags if
5047!--    required.
5048       IF ( collective_read )  THEN
5049#if defined( __netcdf4_parallel )       
5050          nc_stat = NF90_VAR_PAR_ACCESS (id, id_var, NF90_COLLECTIVE)
5051#endif         
5052       ENDIF
5053!
5054!--    Allocate temporary variable according to memory access on file.
5055       ALLOCATE( tmp(is:ie,js:je) )
5056!
5057!--    Get variable
5058       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp,                                &
5059                               start = (/ is+1,      js+1 /),                  &
5060                               count = (/ ie-is + 1, je-js+1 /) )   
5061                               
5062       CALL handle_error( 'get_variable_2d_int8', 532, variable_name )
5063!
5064!--    Resort data. Please note, dimension subscripts of var all start at 1.
5065       DO  i = is, ie
5066          DO  j = js, je
5067             var(j-js+1,i-is+1) = tmp(i,j)
5068          ENDDO
5069       ENDDO
5070       
5071       DEALLOCATE( tmp )
5072
5073#endif
5074    END SUBROUTINE get_variable_2d_int8
5075
5076
5077!------------------------------------------------------------------------------!
5078! Description:
5079! ------------
5080!> Reads a 3D 8-bit INTEGER variable from file.
5081!------------------------------------------------------------------------------!
5082    SUBROUTINE get_variable_3d_int8( id, variable_name, var, is, ie, js, je,   &
5083                                     ks, ke )
5084
5085       USE indices
5086       USE pegrid
5087
5088       IMPLICIT NONE
5089
5090       CHARACTER(LEN=*)              ::  variable_name   !< variable name
5091
5092       INTEGER(iwp)                  ::  i               !< index along x direction
5093       INTEGER(iwp)                  ::  ie              !< start index for subdomain input along x direction
5094       INTEGER(iwp)                  ::  is              !< end index for subdomain input along x direction
5095       INTEGER(iwp), INTENT(IN)      ::  id              !< file id
5096       INTEGER(iwp)                  ::  id_var          !< variable id
5097       INTEGER(iwp)                  ::  j               !< index along y direction
5098       INTEGER(iwp)                  ::  je              !< start index for subdomain input along y direction
5099       INTEGER(iwp)                  ::  js              !< end index for subdomain input along y direction
5100       INTEGER(iwp)                  ::  k               !< index along any 3rd dimension
5101       INTEGER(iwp)                  ::  ke              !< start index of 3rd dimension
5102       INTEGER(iwp)                  ::  ks              !< end index of 3rd dimension
5103
5104       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  tmp  !< temporary variable to read data from file according
5105                                                                 !< to its reverse memory access
5106
5107       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), INTENT(INOUT) ::  var  !< variable to be read
5108#if defined( __netcdf )
5109
5110!
5111!--    Inquire variable id
5112       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
5113!
5114!--    Check for collective read-operation and set respective NetCDF flags if
5115!--    required.
5116       IF ( collective_read )  THEN
5117#if defined( __netcdf4_parallel )
5118          nc_stat = NF90_VAR_PAR_ACCESS (id, id_var, NF90_COLLECTIVE)
5119#endif
5120       ENDIF
5121!
5122!--    Allocate temporary variable according to memory access on file.
5123       ALLOCATE( tmp(is:ie,js:je,ks:ke) )
5124!
5125!--    Get variable
5126       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp,                                &
5127                               start = (/ is+1,    js+1,    ks+1 /),           &
5128                               count = (/ ie-is+1, je-js+1, ke-ks+1 /) )
5129
5130       CALL handle_error( 'get_variable_3d_int8', 533, variable_name )
5131!
5132!--    Resort data. Please note, dimension subscripts of var all start at 1.
5133       DO  i = is, ie
5134          DO  j = js, je
5135             DO  k = ks, ke
5136                var(k-ks+1,j-js+1,i-is+1) = tmp(i,j,k)
5137             ENDDO
5138          ENDDO
5139       ENDDO
5140
5141       DEALLOCATE( tmp )
5142
5143#endif
5144    END SUBROUTINE get_variable_3d_int8
5145
5146<