source: palm/trunk/SOURCE/sum_up_3d_data.f90 @ 4541

Last change on this file since 4541 was 4516, checked in by suehring, 5 years ago

remove erroneously-introduced double index

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 40.7 KB
Line 
1!> @file sum_up_3d_data.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 1997-2020 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! ------------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: sum_up_3d_data.f90 4516 2020-04-30 16:55:10Z suehring $
27! remove double index
28!
29! 4514 2020-04-30 16:29:59Z suehring
30! Enable output of qsurf and ssurf
31!
32! 4442 2020-03-04 19:21:13Z suehring
33! Change order of dimension in surface array %frac to allow for better
34! vectorization.
35!
36! 4441 2020-03-04 19:20:35Z suehring
37! Move 2-m potential temperature output to diagnostic_output_quantities
38!
39! 4182 2019-08-22 15:20:23Z scharf
40! Corrected "Former revisions" section
41!
42! 4048 2019-06-21 21:00:21Z knoop
43! Moved tcm_3d_data_averaging to module_interface
44!
45! 4039 2019-06-18 10:32:41Z suehring
46! Modularize diagnostic output
47!
48! 3994 2019-05-22 18:08:09Z suehring
49! output of turbulence intensity added
50!
51! 3943 2019-05-02 09:50:41Z maronga
52! Added output of qsws_av for green roofs.
53!
54! 3933 2019-04-25 12:33:20Z kanani
55! Formatting
56!
57! 3773 2019-03-01 08:56:57Z maronga
58! Added output of theta_2m*_xy_av
59!
60! 3761 2019-02-25 15:31:42Z raasch
61! unused variables removed
62!
63! 3655 2019-01-07 16:51:22Z knoop
64! Implementation of the PALM module interface
65!
66! Revision 1.1  2006/02/23 12:55:23  raasch
67! Initial revision
68!
69!
70! Description:
71! ------------
72!> Sum-up the values of 3d-arrays. The real averaging is later done in routine
73!> average_3d_data.
74!------------------------------------------------------------------------------!
75 SUBROUTINE sum_up_3d_data
76 
77
78    USE arrays_3d,                                                             &
79        ONLY:  dzw, d_exner, e, heatflux_output_conversion, p,                 &
80               pt, q, ql, ql_c, ql_v, s, u, v, vpt, w,                         &
81               waterflux_output_conversion
82
83    USE averaging,                                                             &
84        ONLY:  e_av, ghf_av, lpt_av, lwp_av, ol_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, &
85               q_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qsurf_av, qsws_av,     &
86               qv_av, r_a_av, s_av, shf_av, ssurf_av,                          &
87               ssws_av, ts_av, tsurf_av, u_av,                                 &
88               us_av, v_av, vpt_av, w_av, z0_av, z0h_av, z0q_av
89
90    USE basic_constants_and_equations_mod,                                     &
91        ONLY:  c_p, lv_d_cp, l_v
92
93    USE bulk_cloud_model_mod,                                                  &
94        ONLY:  bulk_cloud_model
95
96    USE control_parameters,                                                    &
97        ONLY:  average_count_3d, doav, doav_n, rho_surface, urban_surface,     &
98               varnamelength
99
100    USE cpulog,                                                                &
101        ONLY:  cpu_log, log_point
102
103    USE indices,                                                               &
104        ONLY:  nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt,           &
105               topo_top_ind
106
107    USE kinds
108
109    USE module_interface,                                                      &
110        ONLY:  module_interface_3d_data_averaging
111
112    USE particle_attributes,                                                   &
113        ONLY:  grid_particles, number_of_particles, particles, prt_count
114
115    USE surface_mod,                                                           &
116        ONLY:  ind_pav_green, ind_veg_wall, ind_wat_win,                       &
117               surf_def_h, surf_lsm_h, surf_usm_h
118
119    USE urban_surface_mod,                                                     &
120        ONLY:  usm_3d_data_averaging
121
122
123    IMPLICIT NONE
124
125    LOGICAL      ::  match_def !< flag indicating default-type surface
126    LOGICAL      ::  match_lsm !< flag indicating natural-type surface
127    LOGICAL      ::  match_usm !< flag indicating urban-type surface
128   
129    INTEGER(iwp) ::  i   !< grid index x direction
130    INTEGER(iwp) ::  ii  !< running index
131    INTEGER(iwp) ::  j   !< grid index y direction
132    INTEGER(iwp) ::  k   !< grid index x direction
133    INTEGER(iwp) ::  m   !< running index over surfacle elements
134    INTEGER(iwp) ::  n   !< running index over number of particles per grid box
135
136    REAL(wp)     ::  mean_r !< mean-particle radius witin grid box
137    REAL(wp)     ::  s_r2   !< mean-particle radius witin grid box to the power of two
138    REAL(wp)     ::  s_r3   !< mean-particle radius witin grid box to the power of three
139
140    CHARACTER (LEN=varnamelength) ::  trimvar  !< TRIM of output-variable string
141
142
143    CALL cpu_log (log_point(34),'sum_up_3d_data','start')
144
145!
146!-- Allocate and initialize the summation arrays if called for the very first
147!-- time or the first time after average_3d_data has been called
148!-- (some or all of the arrays may have been already allocated
149!-- in rrd_local)
150    IF ( average_count_3d == 0 )  THEN
151
152       DO  ii = 1, doav_n
153
154          trimvar = TRIM( doav(ii) )
155
156          SELECT CASE ( trimvar )
157
158             CASE ( 'ghf*' )
159                IF ( .NOT. ALLOCATED( ghf_av ) )  THEN
160                   ALLOCATE( ghf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
161                ENDIF
162                ghf_av = 0.0_wp
163
164             CASE ( 'e' )
165                IF ( .NOT. ALLOCATED( e_av ) )  THEN
166                   ALLOCATE( e_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
167                ENDIF
168                e_av = 0.0_wp
169
170             CASE ( 'thetal' )
171                IF ( .NOT. ALLOCATED( lpt_av ) )  THEN
172                   ALLOCATE( lpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
173                ENDIF
174                lpt_av = 0.0_wp
175
176             CASE ( 'lwp*' )
177                IF ( .NOT. ALLOCATED( lwp_av ) )  THEN
178                   ALLOCATE( lwp_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
179                ENDIF
180                lwp_av = 0.0_wp
181
182             CASE ( 'ol*' )
183                IF ( .NOT. ALLOCATED( ol_av ) )  THEN
184                   ALLOCATE( ol_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
185                ENDIF
186                ol_av = 0.0_wp
187
188             CASE ( 'p' )
189                IF ( .NOT. ALLOCATED( p_av ) )  THEN
190                   ALLOCATE( p_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
191                ENDIF
192                p_av = 0.0_wp
193
194             CASE ( 'pc' )
195                IF ( .NOT. ALLOCATED( pc_av ) )  THEN
196                   ALLOCATE( pc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
197                ENDIF
198                pc_av = 0.0_wp
199
200             CASE ( 'pr' )
201                IF ( .NOT. ALLOCATED( pr_av ) )  THEN
202                   ALLOCATE( pr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
203                ENDIF
204                pr_av = 0.0_wp
205
206             CASE ( 'theta' )
207                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_av ) )  THEN
208                   ALLOCATE( pt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
209                ENDIF
210                pt_av = 0.0_wp
211
212             CASE ( 'q' )
213                IF ( .NOT. ALLOCATED( q_av ) )  THEN
214                   ALLOCATE( q_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
215                ENDIF
216                q_av = 0.0_wp
217
218             CASE ( 'ql' )
219                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_av ) )  THEN
220                   ALLOCATE( ql_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
221                ENDIF
222                ql_av = 0.0_wp
223
224             CASE ( 'ql_c' )
225                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_c_av ) )  THEN
226                   ALLOCATE( ql_c_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
227                ENDIF
228                ql_c_av = 0.0_wp
229
230             CASE ( 'ql_v' )
231                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_v_av ) )  THEN
232                   ALLOCATE( ql_v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
233                ENDIF
234                ql_v_av = 0.0_wp
235
236             CASE ( 'ql_vp' )
237                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_vp_av ) )  THEN
238                   ALLOCATE( ql_vp_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
239                ENDIF
240                ql_vp_av = 0.0_wp
241
242             CASE ( 'qsurf*' )
243                IF ( .NOT. ALLOCATED( qsurf_av ) )  THEN
244                   ALLOCATE( qsurf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
245                ENDIF
246                qsurf_av = 0.0_wp
247
248             CASE ( 'qsws*' )
249                IF ( .NOT. ALLOCATED( qsws_av ) )  THEN
250                   ALLOCATE( qsws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
251                ENDIF
252                qsws_av = 0.0_wp
253
254             CASE ( 'qv' )
255                IF ( .NOT. ALLOCATED( qv_av ) )  THEN
256                   ALLOCATE( qv_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
257                ENDIF
258                qv_av = 0.0_wp
259
260             CASE ( 'r_a*' )
261                IF ( .NOT. ALLOCATED( r_a_av ) )  THEN
262                   ALLOCATE( r_a_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
263                ENDIF
264                r_a_av = 0.0_wp
265
266             CASE ( 's' )
267                IF ( .NOT. ALLOCATED( s_av ) )  THEN
268                   ALLOCATE( s_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
269                ENDIF
270                s_av = 0.0_wp
271
272             CASE ( 'shf*' )
273                IF ( .NOT. ALLOCATED( shf_av ) )  THEN
274                   ALLOCATE( shf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
275                ENDIF
276                shf_av = 0.0_wp
277
278             CASE ( 'ssurf*' )
279                IF ( .NOT. ALLOCATED( ssurf_av ) )  THEN
280                   ALLOCATE( ssurf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
281                ENDIF
282                ssurf_av = 0.0_wp
283
284             CASE ( 'ssws*' )
285                IF ( .NOT. ALLOCATED( ssws_av ) )  THEN
286                   ALLOCATE( ssws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
287                ENDIF
288                ssws_av = 0.0_wp               
289
290             CASE ( 't*' )
291                IF ( .NOT. ALLOCATED( ts_av ) )  THEN
292                   ALLOCATE( ts_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
293                ENDIF
294                ts_av = 0.0_wp
295
296             CASE ( 'tsurf*' )
297                IF ( .NOT. ALLOCATED( tsurf_av ) )  THEN
298                   ALLOCATE( tsurf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
299                ENDIF
300                tsurf_av = 0.0_wp
301
302             CASE ( 'u' )
303                IF ( .NOT. ALLOCATED( u_av ) )  THEN
304                   ALLOCATE( u_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
305                ENDIF
306                u_av = 0.0_wp
307
308             CASE ( 'us*' )
309                IF ( .NOT. ALLOCATED( us_av ) )  THEN
310                   ALLOCATE( us_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
311                ENDIF
312                us_av = 0.0_wp
313
314             CASE ( 'v' )
315                IF ( .NOT. ALLOCATED( v_av ) )  THEN
316                   ALLOCATE( v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
317                ENDIF
318                v_av = 0.0_wp
319
320             CASE ( 'thetav' )
321                IF ( .NOT. ALLOCATED( vpt_av ) )  THEN
322                   ALLOCATE( vpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
323                ENDIF
324                vpt_av = 0.0_wp
325
326             CASE ( 'w' )
327                IF ( .NOT. ALLOCATED( w_av ) )  THEN
328                   ALLOCATE( w_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
329                ENDIF
330                w_av = 0.0_wp
331
332             CASE ( 'z0*' )
333                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0_av ) )  THEN
334                   ALLOCATE( z0_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
335                ENDIF
336                z0_av = 0.0_wp
337
338             CASE ( 'z0h*' )
339                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0h_av ) )  THEN
340                   ALLOCATE( z0h_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
341                ENDIF
342                z0h_av = 0.0_wp
343
344             CASE ( 'z0q*' )
345                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0q_av ) )  THEN
346                   ALLOCATE( z0q_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
347                ENDIF
348                z0q_av = 0.0_wp
349
350
351             CASE DEFAULT
352
353!
354!--             Allocating and initializing data arrays for all other modules
355                CALL module_interface_3d_data_averaging( 'allocate', trimvar )
356
357
358          END SELECT
359
360       ENDDO
361
362    ENDIF
363
364!
365!-- Loop of all variables to be averaged.
366    DO  ii = 1, doav_n
367
368       trimvar = TRIM( doav(ii) )
369!
370!--    Store the array chosen on the temporary array.
371       SELECT CASE ( trimvar )
372
373          CASE ( 'ghf*' )
374             IF ( ALLOCATED( ghf_av ) ) THEN
375                DO  i = nxl, nxr
376                   DO  j = nys, nyn
377!
378!--                   Check whether grid point is a natural- or urban-type
379!--                   surface.
380                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
381                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
382                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
383                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
384!
385!--                   In order to avoid double-counting of surface properties,
386!--                   always assume that natural-type surfaces are below urban-
387!--                   type surfaces, e.g. in case of bridges.
388!--                   Further, take only the last suface element, i.e. the
389!--                   uppermost surface which would be visible from above
390                      IF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
391                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
392                         ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) +                           &
393                                         surf_lsm_h%ghf(m)
394                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
395                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
396                         ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) +                           &
397                                         surf_usm_h%frac(m,ind_veg_wall)  *    &
398                                         surf_usm_h%wghf_eb(m)        +        &
399                                         surf_usm_h%frac(m,ind_pav_green) *    &
400                                         surf_usm_h%wghf_eb_green(m)  +        &
401                                         surf_usm_h%frac(m,ind_wat_win)   *    &
402                                         surf_usm_h%wghf_eb_window(m)
403                      ENDIF
404                   ENDDO
405                ENDDO
406             ENDIF
407
408          CASE ( 'e' )
409             IF ( ALLOCATED( e_av ) ) THEN
410                DO  i = nxlg, nxrg
411                   DO  j = nysg, nyng
412                      DO  k = nzb, nzt+1
413                         e_av(k,j,i) = e_av(k,j,i) + e(k,j,i)
414                      ENDDO
415                   ENDDO
416                ENDDO
417             ENDIF
418
419          CASE ( 'thetal' )
420             IF ( ALLOCATED( lpt_av ) ) THEN
421                DO  i = nxlg, nxrg
422                   DO  j = nysg, nyng
423                      DO  k = nzb, nzt+1
424                         lpt_av(k,j,i) = lpt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
425                      ENDDO
426                   ENDDO
427                ENDDO
428             ENDIF
429
430          CASE ( 'lwp*' )
431             IF ( ALLOCATED( lwp_av ) ) THEN
432                DO  i = nxlg, nxrg
433                   DO  j = nysg, nyng
434                      lwp_av(j,i) = lwp_av(j,i) + SUM( ql(nzb:nzt,j,i)            &
435                                                  * dzw(1:nzt+1) ) * rho_surface
436                   ENDDO
437                ENDDO
438             ENDIF
439
440          CASE ( 'ol*' )
441             IF ( ALLOCATED( ol_av ) ) THEN
442                DO  i = nxl, nxr
443                   DO  j = nys, nyn
444                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
445                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
446                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
447                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
448                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
449                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
450
451                      IF ( match_def )  THEN
452                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
453                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) +                             &
454                                         surf_def_h(0)%ol(m)
455                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
456                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
457                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) +                             &
458                                         surf_lsm_h%ol(m)
459                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
460                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
461                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) +                             &
462                                         surf_usm_h%ol(m)
463                      ENDIF
464                   ENDDO
465                ENDDO
466             ENDIF
467
468          CASE ( 'p' )
469             IF ( ALLOCATED( p_av ) ) THEN
470                DO  i = nxlg, nxrg
471                   DO  j = nysg, nyng
472                      DO  k = nzb, nzt+1
473                         p_av(k,j,i) = p_av(k,j,i) + p(k,j,i)
474                      ENDDO
475                   ENDDO
476                ENDDO
477             ENDIF
478
479          CASE ( 'pc' )
480             IF ( ALLOCATED( pc_av ) ) THEN
481                DO  i = nxl, nxr
482                   DO  j = nys, nyn
483                      DO  k = nzb, nzt+1
484                         pc_av(k,j,i) = pc_av(k,j,i) + prt_count(k,j,i)
485                      ENDDO
486                   ENDDO
487                ENDDO
488             ENDIF
489
490          CASE ( 'pr' )
491             IF ( ALLOCATED( pr_av ) ) THEN
492                DO  i = nxl, nxr
493                   DO  j = nys, nyn
494                      DO  k = nzb, nzt+1
495                         number_of_particles = prt_count(k,j,i)
496                         IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
497                         particles =>                                          &
498                         grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
499                         s_r2 = 0.0_wp
500                         s_r3 = 0.0_wp
501
502                         DO  n = 1, number_of_particles
503                            IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
504                               s_r2 = s_r2 + particles(n)%radius**2 *          &
505                                   particles(n)%weight_factor
506                               s_r3 = s_r3 + particles(n)%radius**3 *          &
507                                   particles(n)%weight_factor
508                            ENDIF
509                         ENDDO
510
511                         IF ( s_r2 > 0.0_wp )  THEN
512                            mean_r = s_r3 / s_r2
513                         ELSE
514                            mean_r = 0.0_wp
515                         ENDIF
516                         pr_av(k,j,i) = pr_av(k,j,i) + mean_r
517                      ENDDO
518                   ENDDO
519                ENDDO
520             ENDIF
521
522          CASE ( 'theta' )
523             IF ( ALLOCATED( pt_av ) ) THEN
524                IF ( .NOT. bulk_cloud_model ) THEN
525                DO  i = nxlg, nxrg
526                   DO  j = nysg, nyng
527                      DO  k = nzb, nzt+1
528                            pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
529                         ENDDO
530                      ENDDO
531                   ENDDO
532                ELSE
533                DO  i = nxlg, nxrg
534                   DO  j = nysg, nyng
535                      DO  k = nzb, nzt+1
536                            pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i) + lv_d_cp * &
537                                                          d_exner(k) * ql(k,j,i)
538                         ENDDO
539                      ENDDO
540                   ENDDO
541                ENDIF
542             ENDIF
543
544          CASE ( 'q' )
545             IF ( ALLOCATED( q_av ) ) THEN
546                DO  i = nxlg, nxrg
547                   DO  j = nysg, nyng
548                      DO  k = nzb, nzt+1
549                         q_av(k,j,i) = q_av(k,j,i) + q(k,j,i)
550                      ENDDO
551                   ENDDO
552                ENDDO
553             ENDIF
554
555          CASE ( 'ql' )
556             IF ( ALLOCATED( ql_av ) ) THEN
557                DO  i = nxlg, nxrg
558                   DO  j = nysg, nyng
559                      DO  k = nzb, nzt+1
560                         ql_av(k,j,i) = ql_av(k,j,i) + ql(k,j,i)
561                      ENDDO
562                   ENDDO
563                ENDDO
564             ENDIF
565
566          CASE ( 'ql_c' )
567             IF ( ALLOCATED( ql_c_av ) ) THEN
568                DO  i = nxlg, nxrg
569                   DO  j = nysg, nyng
570                      DO  k = nzb, nzt+1
571                         ql_c_av(k,j,i) = ql_c_av(k,j,i) + ql_c(k,j,i)
572                      ENDDO
573                   ENDDO
574                ENDDO
575             ENDIF
576
577          CASE ( 'ql_v' )
578             IF ( ALLOCATED( ql_v_av ) ) THEN
579                DO  i = nxlg, nxrg
580                   DO  j = nysg, nyng
581                      DO  k = nzb, nzt+1
582                         ql_v_av(k,j,i) = ql_v_av(k,j,i) + ql_v(k,j,i)
583                      ENDDO
584                   ENDDO
585                ENDDO
586             ENDIF
587
588          CASE ( 'ql_vp' )
589             IF ( ALLOCATED( ql_vp_av ) ) THEN
590                DO  i = nxl, nxr
591                   DO  j = nys, nyn
592                      DO  k = nzb, nzt+1
593                         number_of_particles = prt_count(k,j,i)
594                         IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
595                         particles =>                                          & 
596                         grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
597                         DO  n = 1, number_of_particles
598                            IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
599                               ql_vp_av(k,j,i) = ql_vp_av(k,j,i) + &
600                                                 particles(n)%weight_factor /  &
601                                                 number_of_particles
602                            ENDIF
603                         ENDDO
604                      ENDDO
605                   ENDDO
606                ENDDO
607             ENDIF
608
609          CASE ( 'qsurf*' )
610             IF ( ALLOCATED( qsurf_av ) ) THEN
611                DO  i = nxl, nxr
612                   DO  j = nys, nyn
613                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
614                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
615                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
616                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
617                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
618                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
619
620                      IF ( match_def )  THEN
621                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
622                         qsurf_av(j,i) = qsurf_av(j,i) +                       &
623                                         surf_def_h(0)%q_surface(m)
624                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
625                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
626                         qsurf_av(j,i) = qsurf_av(j,i) +                       &
627                                         surf_lsm_h%q_surface(m)
628                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
629                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
630                         qsurf_av(j,i) = qsurf_av(j,i) +                       &
631                                         surf_usm_h%q_surface(m)
632                      ENDIF
633                   ENDDO
634                ENDDO
635             ENDIF
636
637          CASE ( 'qsws*' )
638!
639!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
640!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
641!--          dynamic units.
642!--          Question (maronga): are the .NOT. statements really required?
643             IF ( ALLOCATED( qsws_av ) ) THEN
644                DO  i = nxl, nxr
645                   DO  j = nys, nyn
646                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
647                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
648                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
649                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
650                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
651                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
652
653                      IF ( match_def )  THEN
654                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
655                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) +                         &
656                                         surf_def_h(0)%qsws(m) *               &
657                                         waterflux_output_conversion(nzb)
658                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
659                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
660                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) +                         &
661                                         surf_lsm_h%qsws(m) * l_v
662                      ELSEIF ( match_usm  .AND.  .NOT. match_lsm )  THEN
663                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
664                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) +                         &
665                                         surf_usm_h%qsws(m) * l_v
666                      ENDIF
667                   ENDDO
668                ENDDO
669             ENDIF
670
671          CASE ( 'qv' )
672             IF ( ALLOCATED( qv_av ) ) THEN
673                DO  i = nxlg, nxrg
674                   DO  j = nysg, nyng
675                      DO  k = nzb, nzt+1
676                         qv_av(k,j,i) = qv_av(k,j,i) + q(k,j,i) - ql(k,j,i)
677                      ENDDO
678                   ENDDO
679                ENDDO
680             ENDIF
681
682          CASE ( 'r_a*' )
683             IF ( ALLOCATED( r_a_av ) ) THEN
684                DO  i = nxl, nxr
685                   DO  j = nys, nyn
686                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
687                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
688                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
689                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
690
691                      IF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
692                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
693                         r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                           &
694                                         surf_lsm_h%r_a(m)
695                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
696                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
697                         r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                           &
698                                         surf_usm_h%frac(m,ind_veg_wall)  *    &
699                                         surf_usm_h%r_a(m)       +             & 
700                                         surf_usm_h%frac(m,ind_pav_green) *    &
701                                         surf_usm_h%r_a_green(m) +             & 
702                                         surf_usm_h%frac(m,ind_wat_win)   *    &
703                                         surf_usm_h%r_a_window(m)
704                      ENDIF
705                   ENDDO
706                ENDDO
707             ENDIF
708
709          CASE ( 's' )
710             IF ( ALLOCATED( s_av ) ) THEN
711                DO  i = nxlg, nxrg
712                   DO  j = nysg, nyng
713                      DO  k = nzb, nzt+1
714                         s_av(k,j,i) = s_av(k,j,i) + s(k,j,i)
715                      ENDDO
716                   ENDDO
717                ENDDO
718             ENDIF
719
720          CASE ( 'shf*' )
721!
722!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
723!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
724!--          dynamic units.
725             IF ( ALLOCATED( shf_av ) ) THEN
726                DO  i = nxl, nxr
727                   DO  j = nys, nyn
728                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
729                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
730                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
731                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
732                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
733                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
734
735                      IF ( match_def )  THEN
736                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
737                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) +                           &
738                                         surf_def_h(0)%shf(m)  *               &
739                                         heatflux_output_conversion(nzb)
740                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
741                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
742                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) +                           &
743                                         surf_lsm_h%shf(m) * c_p
744                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
745                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
746                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) +                           &
747                                         surf_usm_h%shf(m) * c_p
748                      ENDIF
749                   ENDDO
750                ENDDO
751             ENDIF
752
753          CASE ( 'ssurf*' )
754             IF ( ALLOCATED( ssurf_av ) ) THEN
755                DO  i = nxl, nxr
756                   DO  j = nys, nyn
757                      k = topo_top_ind(j,i,0)
758                      ssurf_av(j,i) = ssurf_av(j,i) + s(k,j,i)
759                   ENDDO
760                ENDDO
761             ENDIF
762
763          CASE ( 'ssws*' )
764             IF ( ALLOCATED( ssws_av ) ) THEN
765                DO  i = nxl, nxr
766                   DO  j = nys, nyn
767                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
768                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
769                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
770                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
771                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
772                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
773
774                      IF ( match_def )  THEN
775                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
776                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) +                         &
777                                         surf_def_h(0)%ssws(m)
778                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
779                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
780                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) +                         &
781                                         surf_lsm_h%ssws(m)
782                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
783                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
784                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) +                         &
785                                         surf_usm_h%ssws(m)
786                      ENDIF
787                   ENDDO
788                ENDDO
789             ENDIF
790
791          CASE ( 't*' )
792             IF ( ALLOCATED( ts_av ) ) THEN
793                DO  i = nxl, nxr
794                   DO  j = nys, nyn
795                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
796                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
797                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
798                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
799                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
800                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
801
802                      IF ( match_def )  THEN
803                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
804                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) +                             &
805                                         surf_def_h(0)%ts(m)
806                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
807                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
808                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) +                             &
809                                         surf_lsm_h%ts(m)
810                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
811                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
812                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) +                             &
813                                         surf_usm_h%ts(m)
814                      ENDIF
815                   ENDDO
816                ENDDO
817             ENDIF
818
819          CASE ( 'tsurf*' )
820             IF ( ALLOCATED( tsurf_av ) ) THEN   
821                DO  i = nxl, nxr
822                   DO  j = nys, nyn
823                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
824                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
825                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
826                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
827                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
828                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
829
830                      IF ( match_def )  THEN
831                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
832                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) +                       &
833                                         surf_def_h(0)%pt_surface(m)
834                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
835                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
836                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) +                       &
837                                         surf_lsm_h%pt_surface(m)
838                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
839                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
840                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) +                       &
841                                         surf_usm_h%pt_surface(m)
842                      ENDIF
843                   ENDDO
844                ENDDO
845             ENDIF
846
847          CASE ( 'u' )
848             IF ( ALLOCATED( u_av ) ) THEN
849                DO  i = nxlg, nxrg
850                   DO  j = nysg, nyng
851                      DO  k = nzb, nzt+1
852                         u_av(k,j,i) = u_av(k,j,i) + u(k,j,i)
853                      ENDDO
854                   ENDDO
855                ENDDO
856             ENDIF
857
858          CASE ( 'us*' )
859             IF ( ALLOCATED( us_av ) ) THEN   
860                DO  i = nxl, nxr
861                   DO  j = nys, nyn
862                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
863                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
864                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
865                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
866                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
867                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
868
869                      IF ( match_def )  THEN
870                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
871                         us_av(j,i) = us_av(j,i) +                             &
872                                         surf_def_h(0)%us(m)
873                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
874                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
875                         us_av(j,i) = us_av(j,i) +                             &
876                                         surf_lsm_h%us(m)
877                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
878                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
879                         us_av(j,i) = us_av(j,i) +                             &
880                                         surf_usm_h%us(m)
881                      ENDIF
882                   ENDDO
883                ENDDO
884             ENDIF
885
886          CASE ( 'v' )
887             IF ( ALLOCATED( v_av ) ) THEN
888                DO  i = nxlg, nxrg
889                   DO  j = nysg, nyng
890                      DO  k = nzb, nzt+1
891                         v_av(k,j,i) = v_av(k,j,i) + v(k,j,i)
892                      ENDDO
893                   ENDDO
894                ENDDO
895             ENDIF
896
897          CASE ( 'thetav' )
898             IF ( ALLOCATED( vpt_av ) ) THEN
899                DO  i = nxlg, nxrg
900                   DO  j = nysg, nyng
901                      DO  k = nzb, nzt+1
902                         vpt_av(k,j,i) = vpt_av(k,j,i) + vpt(k,j,i)
903                      ENDDO
904                   ENDDO
905                ENDDO
906             ENDIF
907
908          CASE ( 'w' )
909             IF ( ALLOCATED( w_av ) ) THEN
910                DO  i = nxlg, nxrg
911                   DO  j = nysg, nyng
912                      DO  k = nzb, nzt+1
913                         w_av(k,j,i) = w_av(k,j,i) + w(k,j,i)
914                      ENDDO
915                   ENDDO
916                ENDDO
917             ENDIF
918
919          CASE ( 'z0*' )
920             IF ( ALLOCATED( z0_av ) ) THEN
921                DO  i = nxl, nxr
922                   DO  j = nys, nyn
923                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
924                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
925                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
926                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
927                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
928                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
929
930                      IF ( match_def )  THEN
931                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
932                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) +                             &
933                                         surf_def_h(0)%z0(m)
934                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
935                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
936                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) +                             &
937                                         surf_lsm_h%z0(m)
938                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
939                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
940                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) +                             &
941                                         surf_usm_h%z0(m)
942                      ENDIF
943                   ENDDO
944                ENDDO   
945             ENDIF
946
947          CASE ( 'z0h*' )
948             IF ( ALLOCATED( z0h_av ) ) THEN
949                DO  i = nxl, nxr
950                   DO  j = nys, nyn
951                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
952                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
953                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
954                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
955                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
956                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
957
958                      IF ( match_def )  THEN
959                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
960                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) +                           &
961                                         surf_def_h(0)%z0h(m)
962                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
963                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
964                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) +                           &
965                                         surf_lsm_h%z0h(m)
966                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
967                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
968                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) +                           &
969                                         surf_usm_h%z0h(m)
970                      ENDIF
971                   ENDDO
972                ENDDO
973             ENDIF
974   
975          CASE ( 'z0q*' )
976             IF ( ALLOCATED( z0q_av ) ) THEN
977                DO  i = nxl, nxr
978                   DO  j = nys, nyn
979                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
980                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
981                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
982                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
983                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
984                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
985
986                      IF ( match_def )  THEN
987                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
988                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) +                           &
989                                         surf_def_h(0)%z0q(m)
990                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
991                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
992                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) +                           &
993                                         surf_lsm_h%z0q(m)
994                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
995                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
996                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) +                           &
997                                         surf_usm_h%z0q(m)
998                      ENDIF
999                   ENDDO
1000                ENDDO
1001             ENDIF
1002
1003          CASE DEFAULT
1004
1005!--          In case of urban surface variables it should be always checked
1006!--          if respective arrays are allocated, at least in case of a restart
1007!--          run, as averaged usm arrays are not read from file at the moment.
1008             IF ( urban_surface )  THEN
1009                CALL usm_3d_data_averaging( 'allocate', trimvar )
1010             ENDIF
1011
1012!
1013!--          Summing up data from all other modules
1014             CALL module_interface_3d_data_averaging( 'sum', trimvar )
1015
1016
1017       END SELECT
1018
1019    ENDDO
1020
1021    CALL cpu_log( log_point(34), 'sum_up_3d_data', 'stop' )
1022
1023
1024 END SUBROUTINE sum_up_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.