source: palm/trunk/SOURCE/sum_up_3d_data.f90 @ 2797

Last change on this file since 2797 was 2797, checked in by suehring, 7 years ago

Output of ground-heat flux at natural- and urban-type surfaces in one output variable; enable restart data of _av variables that belong to both land- and urban-surface model

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 36.3 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 1997-2018 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: sum_up_3d_data.f90 2797 2018-02-08 13:24:35Z suehring $
27! Enable output of ground-heat flux also at urban surfaces.
28!
29! 2790 2018-02-06 11:57:19Z suehring
30! Bugfix in summation of surface sensible and latent heat flux
31!
32! 2766 2018-01-22 17:17:47Z kanani
33! Removed preprocessor directive __chem
34!
35! 2743 2018-01-12 16:03:39Z suehring
36! In case of natural- and urban-type surfaces output surfaces fluxes in W/m2.
37!
38! 2742 2018-01-12 14:59:47Z suehring
39! Enable output of surface temperature
40!
41! 2735 2018-01-11 12:01:27Z suehring
42! output of r_a moved from land-surface to consider also urban-type surfaces
43!
44! 2718 2018-01-02 08:49:38Z maronga
45! Corrected "Former revisions" section
46!
47! 2696 2017-12-14 17:12:51Z kanani
48! - Change in file header (GPL part)
49! - Implementation of uv exposure model (FK)
50! - output of diss_av, kh_av, km_av (turbulence_closure_mod) (TG)
51! - Implementation of chemistry module (FK)
52! - Workaround for sum-up usm arrays in case of restart runs, to avoid program
53!   crash (MS)
54!
55! 2292 2017-06-20 09:51:42Z schwenkel
56! Implementation of new microphysic scheme: cloud_scheme = 'morrison'
57! includes two more prognostic equations for cloud drop concentration (nc) 
58! and cloud water content (qc).
59!
60! 2233 2017-05-30 18:08:54Z suehring
61!
62! 2232 2017-05-30 17:47:52Z suehring
63! Adjustments to new surface concept
64!
65! 2031 2016-10-21 15:11:58Z knoop
66! renamed variable rho to rho_ocean and rho_av to rho_ocean_av
67!
68! 2024 2016-10-12 16:42:37Z kanani
69! Added missing CASE for ssws*
70!
71! 2011 2016-09-19 17:29:57Z kanani
72! Flag urban_surface is now defined in module control_parameters,
73! changed prefix for urban surface model output to "usm_",
74! introduced control parameter varnamelength for LEN of trimvar.
75!
76! 2007 2016-08-24 15:47:17Z kanani
77! Added support for new urban surface model (temporary modifications of
78! SELECT CASE ( ) necessary, see variable trimvar),
79! added comments in variable declaration section
80!
81! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
82! Forced header and separation lines into 80 columns
83!
84! 1992 2016-08-12 15:14:59Z suehring
85! Bugfix in summation of passive scalar
86!
87! 1976 2016-07-27 13:28:04Z maronga
88! Radiation actions are now done directly in the respective module
89!
90! 1972 2016-07-26 07:52:02Z maronga
91! Land surface actions are now done directly in the respective module
92!
93! 1960 2016-07-12 16:34:24Z suehring
94! Scalar surface flux added
95!
96! 1949 2016-06-17 07:19:16Z maronga
97! Bugfix: calculation of lai_av, c_veg_av and c_liq_av.
98!
99! 1849 2016-04-08 11:33:18Z hoffmann
100! precipitation_rate moved to arrays_3d
101!
102! 1788 2016-03-10 11:01:04Z maronga
103! Added z0q and z0q_av
104!
105! 1693 2015-10-27 08:35:45Z maronga
106! Last revision text corrected
107!
108! 1691 2015-10-26 16:17:44Z maronga
109! Added output of Obukhov length and radiative heating rates for RRTMG.
110! Corrected output of liquid water path.
111!
112! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
113! Code annotations made doxygen readable
114!
115! 1585 2015-04-30 07:05:52Z maronga
116! Adapted for RRTMG
117!
118! 1555 2015-03-04 17:44:27Z maronga
119! Added output of r_a and r_s
120!
121! 1551 2015-03-03 14:18:16Z maronga
122! Added support for land surface model and radiation model data.
123!
124! 1359 2014-04-11 17:15:14Z hoffmann
125! New particle structure integrated.
126!
127! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
128! REAL constants provided with KIND-attribute
129!
130! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
131! ONLY-attribute added to USE-statements,
132! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
133! kinds are defined in new module kinds,
134! old module precision_kind is removed,
135! revision history before 2012 removed,
136! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
137! all variable declaration statements
138!
139! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
140! barrier argument removed from cpu_log,
141! module interfaces removed
142!
143! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
144! ql is calculated by calc_liquid_water_content
145!
146! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
147! +nr, prr, qr
148!
149! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
150! code put under GPL (PALM 3.9)
151!
152! 1007 2012-09-19 14:30:36Z franke
153! Bugfix in calculation of ql_vp
154!
155! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
156! +z0h*
157!
158! Revision 1.1  2006/02/23 12:55:23  raasch
159! Initial revision
160!
161!
162! Description:
163! ------------
164!> Sum-up the values of 3d-arrays. The real averaging is later done in routine
165!> average_3d_data.
166!------------------------------------------------------------------------------!
167 SUBROUTINE sum_up_3d_data
168 
169
170    USE arrays_3d,                                                             &
171        ONLY:  dzw, e, heatflux_output_conversion, nc, nr, p, pt,              &
172               precipitation_rate, q, qc, ql, ql_c,                            &
173               ql_v, qr, rho_ocean, s, sa, u, v, vpt, w,                       &
174               waterflux_output_conversion
175
176    USE averaging,                                                             &
177        ONLY:  diss_av, e_av, ghf_av, kh_av, km_av, lpt_av, lwp_av, nc_av,     &
178               nr_av,                                                          &
179               ol_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, precipitation_rate_av, pt_av,&
180               q_av, qc_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qsws_av, &
181               qv_av, r_a_av, rho_ocean_av, s_av, sa_av, shf_av, ssws_av,      &
182               ts_av, tsurf_av, u_av, us_av, v_av, vpt_av, w_av, z0_av, z0h_av,&
183               z0q_av
184    USE chemistry_model_mod,                                                   &
185        ONLY:  chem_3d_data_averaging, chem_integrate, chem_species, nspec                                   
186
187    USE cloud_parameters,                                                      &
188        ONLY:  cp, l_d_cp, l_v, pt_d_t
189
190    USE control_parameters,                                                    &
191        ONLY:  air_chemistry, average_count_3d, cloud_physics, doav, doav_n,   &
192               land_surface, rho_surface, urban_surface, uv_exposure,          &
193               varnamelength
194
195    USE cpulog,                                                                &
196        ONLY:  cpu_log, log_point
197
198    USE indices,                                                               &
199        ONLY:  nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt 
200
201    USE kinds
202
203    USE land_surface_model_mod,                                                &
204        ONLY:  lsm_3d_data_averaging
205
206    USE particle_attributes,                                                   &
207        ONLY:  grid_particles, number_of_particles, particles, prt_count
208
209    USE radiation_model_mod,                                                   &
210        ONLY:  radiation, radiation_3d_data_averaging
211
212    USE surface_mod,                                                           &
213        ONLY:  surf_def_h, surf_lsm_h, surf_usm_h
214
215    USE turbulence_closure_mod,                                                &
216        ONLY:  tcm_3d_data_averaging
217
218    USE urban_surface_mod,                                                     &
219        ONLY:  usm_average_3d_data
220
221    USE uv_exposure_model_mod,                                                &
222        ONLY:  uvem_3d_data_averaging
223
224
225    IMPLICIT NONE
226
227    INTEGER(iwp) ::  i   !< grid index x direction
228    INTEGER(iwp) ::  ii  !< running index
229    INTEGER(iwp) ::  j   !< grid index y direction
230    INTEGER(iwp) ::  k   !< grid index x direction
231    INTEGER(iwp) ::  m   !< running index surface type
232    INTEGER(iwp) ::  n   !<
233
234    REAL(wp)     ::  mean_r !<
235    REAL(wp)     ::  s_r2   !<
236    REAL(wp)     ::  s_r3   !<
237
238    CHARACTER (LEN=varnamelength) ::  trimvar  !< TRIM of output-variable string
239
240
241    CALL cpu_log (log_point(34),'sum_up_3d_data','start')
242
243!
244!-- Allocate and initialize the summation arrays if called for the very first
245!-- time or the first time after average_3d_data has been called
246!-- (some or all of the arrays may have been already allocated
247!-- in read_3d_binary)
248    IF ( average_count_3d == 0 )  THEN
249
250       DO  ii = 1, doav_n
251!
252!--       Temporary solution to account for data output within the new urban
253!--       surface model (urban_surface_mod.f90), see also SELECT CASE ( trimvar )
254          trimvar = TRIM( doav(ii) )
255          IF ( urban_surface  .AND.  trimvar(1:4) == 'usm_' )  THEN
256             trimvar = 'usm_output'
257          ENDIF
258       
259          SELECT CASE ( trimvar )
260
261             CASE ( 'ghf*' )
262                IF ( .NOT. ALLOCATED( ghf_av ) )  THEN
263                   ALLOCATE( ghf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
264                ENDIF
265                ghf_av = 0.0_wp
266
267             CASE ( 'e' )
268                IF ( .NOT. ALLOCATED( e_av ) )  THEN
269                   ALLOCATE( e_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
270                ENDIF
271                e_av = 0.0_wp
272
273             CASE ( 'lpt' )
274                IF ( .NOT. ALLOCATED( lpt_av ) )  THEN
275                   ALLOCATE( lpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
276                ENDIF
277                lpt_av = 0.0_wp
278
279             CASE ( 'lwp*' )
280                IF ( .NOT. ALLOCATED( lwp_av ) )  THEN
281                   ALLOCATE( lwp_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
282                ENDIF
283                lwp_av = 0.0_wp
284
285             CASE ( 'nc' )
286                IF ( .NOT. ALLOCATED( nc_av ) )  THEN
287                   ALLOCATE( nc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
288                ENDIF
289                nc_av = 0.0_wp
290
291             CASE ( 'nr' )
292                IF ( .NOT. ALLOCATED( nr_av ) )  THEN
293                   ALLOCATE( nr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
294                ENDIF
295                nr_av = 0.0_wp
296
297             CASE ( 'ol*' )
298                IF ( .NOT. ALLOCATED( ol_av ) )  THEN
299                   ALLOCATE( ol_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
300                ENDIF
301                ol_av = 0.0_wp
302
303             CASE ( 'p' )
304                IF ( .NOT. ALLOCATED( p_av ) )  THEN
305                   ALLOCATE( p_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
306                ENDIF
307                p_av = 0.0_wp
308
309             CASE ( 'pc' )
310                IF ( .NOT. ALLOCATED( pc_av ) )  THEN
311                   ALLOCATE( pc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
312                ENDIF
313                pc_av = 0.0_wp
314
315             CASE ( 'pr' )
316                IF ( .NOT. ALLOCATED( pr_av ) )  THEN
317                   ALLOCATE( pr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
318                ENDIF
319                pr_av = 0.0_wp
320
321             CASE ( 'prr' )
322                IF ( .NOT. ALLOCATED( prr_av ) )  THEN
323                   ALLOCATE( prr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
324                ENDIF
325                prr_av = 0.0_wp
326
327             CASE ( 'prr*' )
328                IF ( .NOT. ALLOCATED( precipitation_rate_av ) )  THEN
329                   ALLOCATE( precipitation_rate_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
330                ENDIF
331                precipitation_rate_av = 0.0_wp
332
333             CASE ( 'pt' )
334                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_av ) )  THEN
335                   ALLOCATE( pt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
336                ENDIF
337                pt_av = 0.0_wp
338
339             CASE ( 'q' )
340                IF ( .NOT. ALLOCATED( q_av ) )  THEN
341                   ALLOCATE( q_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
342                ENDIF
343                q_av = 0.0_wp
344
345             CASE ( 'qc' )
346                IF ( .NOT. ALLOCATED( qc_av ) )  THEN
347                   ALLOCATE( qc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
348                ENDIF
349                qc_av = 0.0_wp
350
351             CASE ( 'ql' )
352                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_av ) )  THEN
353                   ALLOCATE( ql_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
354                ENDIF
355                ql_av = 0.0_wp
356
357             CASE ( 'ql_c' )
358                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_c_av ) )  THEN
359                   ALLOCATE( ql_c_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
360                ENDIF
361                ql_c_av = 0.0_wp
362
363             CASE ( 'ql_v' )
364                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_v_av ) )  THEN
365                   ALLOCATE( ql_v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
366                ENDIF
367                ql_v_av = 0.0_wp
368
369             CASE ( 'ql_vp' )
370                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_vp_av ) )  THEN
371                   ALLOCATE( ql_vp_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
372                ENDIF
373                ql_vp_av = 0.0_wp
374
375             CASE ( 'qr' )
376                IF ( .NOT. ALLOCATED( qr_av ) )  THEN
377                   ALLOCATE( qr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
378                ENDIF
379                qr_av = 0.0_wp
380
381             CASE ( 'qsws*' )
382                IF ( .NOT. ALLOCATED( qsws_av ) )  THEN
383                   ALLOCATE( qsws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
384                ENDIF
385                qsws_av = 0.0_wp
386
387             CASE ( 'qv' )
388                IF ( .NOT. ALLOCATED( qv_av ) )  THEN
389                   ALLOCATE( qv_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
390                ENDIF
391                qv_av = 0.0_wp
392
393             CASE ( 'r_a*' )
394                IF ( .NOT. ALLOCATED( r_a_av ) )  THEN
395                   ALLOCATE( r_a_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
396                ENDIF
397                r_a_av = 0.0_wp
398
399             CASE ( 'rho_ocean' )
400                IF ( .NOT. ALLOCATED( rho_ocean_av ) )  THEN
401                   ALLOCATE( rho_ocean_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
402                ENDIF
403                rho_ocean_av = 0.0_wp
404
405             CASE ( 's' )
406                IF ( .NOT. ALLOCATED( s_av ) )  THEN
407                   ALLOCATE( s_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
408                ENDIF
409                s_av = 0.0_wp
410
411             CASE ( 'sa' )
412                IF ( .NOT. ALLOCATED( sa_av ) )  THEN
413                   ALLOCATE( sa_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
414                ENDIF
415                sa_av = 0.0_wp
416
417             CASE ( 'shf*' )
418                IF ( .NOT. ALLOCATED( shf_av ) )  THEN
419                   ALLOCATE( shf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
420                ENDIF
421                shf_av = 0.0_wp
422               
423             CASE ( 'ssws*' )
424                IF ( .NOT. ALLOCATED( ssws_av ) )  THEN
425                   ALLOCATE( ssws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
426                ENDIF
427                ssws_av = 0.0_wp               
428
429             CASE ( 't*' )
430                IF ( .NOT. ALLOCATED( ts_av ) )  THEN
431                   ALLOCATE( ts_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
432                ENDIF
433                ts_av = 0.0_wp
434
435             CASE ( 'tsurf*' )
436                IF ( .NOT. ALLOCATED( tsurf_av ) )  THEN
437                   ALLOCATE( tsurf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
438                ENDIF
439                tsurf_av = 0.0_wp
440
441             CASE ( 'u' )
442                IF ( .NOT. ALLOCATED( u_av ) )  THEN
443                   ALLOCATE( u_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
444                ENDIF
445                u_av = 0.0_wp
446
447             CASE ( 'u*' )
448                IF ( .NOT. ALLOCATED( us_av ) )  THEN
449                   ALLOCATE( us_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
450                ENDIF
451                us_av = 0.0_wp
452
453             CASE ( 'v' )
454                IF ( .NOT. ALLOCATED( v_av ) )  THEN
455                   ALLOCATE( v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
456                ENDIF
457                v_av = 0.0_wp
458
459             CASE ( 'vpt' )
460                IF ( .NOT. ALLOCATED( vpt_av ) )  THEN
461                   ALLOCATE( vpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
462                ENDIF
463                vpt_av = 0.0_wp
464
465             CASE ( 'w' )
466                IF ( .NOT. ALLOCATED( w_av ) )  THEN
467                   ALLOCATE( w_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
468                ENDIF
469                w_av = 0.0_wp
470
471             CASE ( 'z0*' )
472                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0_av ) )  THEN
473                   ALLOCATE( z0_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
474                ENDIF
475                z0_av = 0.0_wp
476
477             CASE ( 'z0h*' )
478                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0h_av ) )  THEN
479                   ALLOCATE( z0h_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
480                ENDIF
481                z0h_av = 0.0_wp
482
483             CASE ( 'z0q*' )
484                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0q_av ) )  THEN
485                   ALLOCATE( z0q_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
486                ENDIF
487                z0q_av = 0.0_wp
488!             
489!--          Block of urban surface model outputs
490             CASE ( 'usm_output' )
491
492                CALL usm_average_3d_data( 'allocate', doav(ii) )
493             
494
495             CASE DEFAULT
496
497!
498!--             Turbulence closure module
499                CALL tcm_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
500
501!
502!--             Land surface quantity
503                IF ( land_surface )  THEN
504                   CALL lsm_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
505                ENDIF
506
507!
508!--             Radiation quantity
509                IF ( radiation )  THEN
510                   CALL radiation_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
511                ENDIF
512
513!
514!--             Chemical quantity                                           
515#if defined( __chem )               
516                IF ( air_chemistry  .AND.  trimvar(1:3) == 'kc_')  THEN
517                   CALL chem_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
518                ENDIF
519#endif
520
521!
522!--             UV exposure quantity
523                IF ( uv_exposure  .AND.  trimvar(1:5) == 'uvem_')  THEN
524                   CALL uvem_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
525                ENDIF
526
527!
528!--             User-defined quantity
529                CALL user_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
530
531          END SELECT
532
533       ENDDO
534
535    ENDIF
536
537!
538!-- Loop of all variables to be averaged.
539    DO  ii = 1, doav_n
540!
541!--       Temporary solution to account for data output within the new urban
542!--       surface model (urban_surface_mod.f90), see also SELECT CASE ( trimvar )
543          trimvar = TRIM( doav(ii) )
544          IF ( urban_surface  .AND.  trimvar(1:4) == 'usm_' )  THEN
545             trimvar = 'usm_output'
546          ENDIF
547!
548!--    Store the array chosen on the temporary array.
549       SELECT CASE ( trimvar )
550
551          CASE ( 'ghf*' )
552             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
553                i   = surf_lsm_h%i(m)           
554                j   = surf_lsm_h%j(m)
555                ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) + surf_lsm_h%ghf(m)
556             ENDDO
557
558             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
559                i   = surf_usm_h%i(m)           
560                j   = surf_usm_h%j(m)
561                ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) + surf_usm_h%frac(0,m)     *          &
562                                            surf_usm_h%wghf_eb(m)        +      &
563                                            surf_usm_h%frac(1,m)     *          &
564                                            surf_usm_h%wghf_eb_green(m)  +      &
565                                            surf_usm_h%frac(2,m)     *          &
566                                            surf_usm_h%wghf_eb_window(m)
567             ENDDO
568
569          CASE ( 'e' )
570             DO  i = nxlg, nxrg
571                DO  j = nysg, nyng
572                   DO  k = nzb, nzt+1
573                      e_av(k,j,i) = e_av(k,j,i) + e(k,j,i)
574                   ENDDO
575                ENDDO
576             ENDDO
577
578          CASE ( 'lpt' )
579             DO  i = nxlg, nxrg
580                DO  j = nysg, nyng
581                   DO  k = nzb, nzt+1
582                      lpt_av(k,j,i) = lpt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
583                   ENDDO
584                ENDDO
585             ENDDO
586
587          CASE ( 'lwp*' )
588             DO  i = nxlg, nxrg
589                DO  j = nysg, nyng
590                   lwp_av(j,i) = lwp_av(j,i) + SUM( ql(nzb:nzt,j,i)            &
591                                               * dzw(1:nzt+1) ) * rho_surface
592                ENDDO
593             ENDDO
594
595          CASE ( 'nc' )
596             DO  i = nxlg, nxrg
597                DO  j = nysg, nyng
598                   DO  k = nzb, nzt+1
599                      nc_av(k,j,i) = nc_av(k,j,i) + nc(k,j,i)
600                   ENDDO
601                ENDDO
602             ENDDO
603
604          CASE ( 'nr' )
605             DO  i = nxlg, nxrg
606                DO  j = nysg, nyng
607                   DO  k = nzb, nzt+1
608                      nr_av(k,j,i) = nr_av(k,j,i) + nr(k,j,i)
609                   ENDDO
610                ENDDO
611             ENDDO
612
613          CASE ( 'ol*' )
614             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
615                i = surf_def_h(0)%i(m)
616                j = surf_def_h(0)%j(m)
617                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_def_h(0)%ol(m)
618             ENDDO
619             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
620                i = surf_lsm_h%i(m)
621                j = surf_lsm_h%j(m)
622                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_lsm_h%ol(m)
623             ENDDO
624             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
625                i = surf_usm_h%i(m)
626                j = surf_usm_h%j(m)
627                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_usm_h%ol(m)
628             ENDDO
629
630          CASE ( 'p' )
631             DO  i = nxlg, nxrg
632                DO  j = nysg, nyng
633                   DO  k = nzb, nzt+1
634                      p_av(k,j,i) = p_av(k,j,i) + p(k,j,i)
635                   ENDDO
636                ENDDO
637             ENDDO
638
639          CASE ( 'pc' )
640             DO  i = nxl, nxr
641                DO  j = nys, nyn
642                   DO  k = nzb, nzt+1
643                      pc_av(k,j,i) = pc_av(k,j,i) + prt_count(k,j,i)
644                   ENDDO
645                ENDDO
646             ENDDO
647
648          CASE ( 'pr' )
649             DO  i = nxl, nxr
650                DO  j = nys, nyn
651                   DO  k = nzb, nzt+1
652                      number_of_particles = prt_count(k,j,i)
653                      IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
654                      particles => grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
655                      s_r2 = 0.0_wp
656                      s_r3 = 0.0_wp
657
658                      DO  n = 1, number_of_particles
659                         IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
660                            s_r2 = s_r2 + particles(n)%radius**2 * &
661                                particles(n)%weight_factor
662                            s_r3 = s_r3 + particles(n)%radius**3 * &
663                                particles(n)%weight_factor
664                         ENDIF
665                      ENDDO
666
667                      IF ( s_r2 > 0.0_wp )  THEN
668                         mean_r = s_r3 / s_r2
669                      ELSE
670                         mean_r = 0.0_wp
671                      ENDIF
672                      pr_av(k,j,i) = pr_av(k,j,i) + mean_r
673                   ENDDO
674                ENDDO
675             ENDDO
676
677
678          CASE ( 'pr*' )
679             DO  i = nxlg, nxrg
680                DO  j = nysg, nyng
681                   precipitation_rate_av(j,i) = precipitation_rate_av(j,i) + &
682                                                precipitation_rate(j,i)
683                ENDDO
684             ENDDO
685
686          CASE ( 'pt' )
687             IF ( .NOT. cloud_physics ) THEN
688             DO  i = nxlg, nxrg
689                DO  j = nysg, nyng
690                   DO  k = nzb, nzt+1
691                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
692                      ENDDO
693                   ENDDO
694                ENDDO
695             ELSE
696             DO  i = nxlg, nxrg
697                DO  j = nysg, nyng
698                   DO  k = nzb, nzt+1
699                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i) + l_d_cp * &
700                                                       pt_d_t(k) * ql(k,j,i)
701                      ENDDO
702                   ENDDO
703                ENDDO
704             ENDIF
705
706          CASE ( 'q' )
707             DO  i = nxlg, nxrg
708                DO  j = nysg, nyng
709                   DO  k = nzb, nzt+1
710                      q_av(k,j,i) = q_av(k,j,i) + q(k,j,i)
711                   ENDDO
712                ENDDO
713             ENDDO
714
715          CASE ( 'qc' )
716             DO  i = nxlg, nxrg
717                DO  j = nysg, nyng
718                   DO  k = nzb, nzt+1
719                      qc_av(k,j,i) = qc_av(k,j,i) + qc(k,j,i)
720                   ENDDO
721                ENDDO
722             ENDDO
723
724          CASE ( 'ql' )
725             DO  i = nxlg, nxrg
726                DO  j = nysg, nyng
727                   DO  k = nzb, nzt+1
728                      ql_av(k,j,i) = ql_av(k,j,i) + ql(k,j,i)
729                   ENDDO
730                ENDDO
731             ENDDO
732
733          CASE ( 'ql_c' )
734             DO  i = nxlg, nxrg
735                DO  j = nysg, nyng
736                   DO  k = nzb, nzt+1
737                      ql_c_av(k,j,i) = ql_c_av(k,j,i) + ql_c(k,j,i)
738                   ENDDO
739                ENDDO
740             ENDDO
741
742          CASE ( 'ql_v' )
743             DO  i = nxlg, nxrg
744                DO  j = nysg, nyng
745                   DO  k = nzb, nzt+1
746                      ql_v_av(k,j,i) = ql_v_av(k,j,i) + ql_v(k,j,i)
747                   ENDDO
748                ENDDO
749             ENDDO
750
751          CASE ( 'ql_vp' )
752             DO  i = nxl, nxr
753                DO  j = nys, nyn
754                   DO  k = nzb, nzt+1
755                      number_of_particles = prt_count(k,j,i)
756                      IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
757                      particles => grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
758                      DO  n = 1, number_of_particles
759                         IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
760                            ql_vp_av(k,j,i) = ql_vp_av(k,j,i) + &
761                                              particles(n)%weight_factor / &
762                                              number_of_particles
763                         ENDIF
764                      ENDDO
765                   ENDDO
766                ENDDO
767             ENDDO
768
769          CASE ( 'qr' )
770             DO  i = nxlg, nxrg
771                DO  j = nysg, nyng
772                   DO  k = nzb, nzt+1
773                      qr_av(k,j,i) = qr_av(k,j,i) + qr(k,j,i)
774                   ENDDO
775                ENDDO
776             ENDDO
777
778          CASE ( 'qsws*' )
779!
780!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
781!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
782!--          dynamic units.
783             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
784                i = surf_def_h(0)%i(m)
785                j = surf_def_h(0)%j(m)
786                k = surf_def_h(0)%k(m)
787                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_def_h(0)%qsws(m) *          &
788                                              waterflux_output_conversion(k)
789             ENDDO
790             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
791                i = surf_lsm_h%i(m)
792                j = surf_lsm_h%j(m)
793                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_lsm_h%qsws(m) * l_v
794             ENDDO
795             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
796                i = surf_usm_h%i(m)
797                j = surf_usm_h%j(m)
798                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_usm_h%qsws(m) * l_v
799             ENDDO
800
801          CASE ( 'qv' )
802             DO  i = nxlg, nxrg
803                DO  j = nysg, nyng
804                   DO  k = nzb, nzt+1
805                      qv_av(k,j,i) = qv_av(k,j,i) + q(k,j,i) - ql(k,j,i)
806                   ENDDO
807                ENDDO
808             ENDDO
809
810          CASE ( 'r_a*' )
811             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
812                i   = surf_lsm_h%i(m)           
813                j   = surf_lsm_h%j(m)
814                r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) + surf_lsm_h%r_a(m)
815             ENDDO
816!
817!--          Please note, resistance is also applied at urban-type surfaces,
818!--          and is output only as a single variable. Here, tile approach is
819!--          already implemented, so for each surface fraction resistance
820!--          need to be summed-up.
821             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
822                i   = surf_usm_h%i(m)           
823                j   = surf_usm_h%j(m)
824                r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                                    &
825                           ( surf_usm_h%frac(0,m) * surf_usm_h%r_a(m)       +  & 
826                             surf_usm_h%frac(1,m) * surf_usm_h%r_a_green(m) +  & 
827                             surf_usm_h%frac(2,m) * surf_usm_h%r_a_window(m) )
828             ENDDO
829
830          CASE ( 'rho_ocean' )
831             DO  i = nxlg, nxrg
832                DO  j = nysg, nyng
833                   DO  k = nzb, nzt+1
834                      rho_ocean_av(k,j,i) = rho_ocean_av(k,j,i) + rho_ocean(k,j,i)
835                   ENDDO
836                ENDDO
837             ENDDO
838
839          CASE ( 's' )
840             DO  i = nxlg, nxrg
841                DO  j = nysg, nyng
842                   DO  k = nzb, nzt+1
843                      s_av(k,j,i) = s_av(k,j,i) + s(k,j,i)
844                   ENDDO
845                ENDDO
846             ENDDO
847
848          CASE ( 'sa' )
849             DO  i = nxlg, nxrg
850                DO  j = nysg, nyng
851                   DO  k = nzb, nzt+1
852                      sa_av(k,j,i) = sa_av(k,j,i) + sa(k,j,i)
853                   ENDDO
854                ENDDO
855             ENDDO
856
857          CASE ( 'shf*' )
858!
859!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
860!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
861!--          dynamic units.
862             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
863                i = surf_def_h(0)%i(m)
864                j = surf_def_h(0)%j(m)
865                k = surf_def_h(0)%k(m)
866                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_def_h(0)%shf(m)  *            &
867                                            heatflux_output_conversion(k)
868             ENDDO
869             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
870                i = surf_lsm_h%i(m)
871                j = surf_lsm_h%j(m)
872                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_lsm_h%shf(m) * cp
873             ENDDO
874             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
875                i = surf_usm_h%i(m)
876                j = surf_usm_h%j(m)
877                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_usm_h%shf(m) * cp
878             ENDDO
879
880          CASE ( 'ssws*' )
881             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
882                i = surf_def_h(0)%i(m)
883                j = surf_def_h(0)%j(m)
884                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_def_h(0)%ssws(m)
885             ENDDO
886             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
887                i = surf_lsm_h%i(m)
888                j = surf_lsm_h%j(m)
889                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_lsm_h%ssws(m)
890             ENDDO
891             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
892                i = surf_usm_h%i(m)
893                j = surf_usm_h%j(m)
894                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_usm_h%ssws(m)
895             ENDDO
896
897          CASE ( 't*' )
898             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
899                i = surf_def_h(0)%i(m)
900                j = surf_def_h(0)%j(m)
901                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_def_h(0)%ts(m)
902             ENDDO
903             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
904                i = surf_lsm_h%i(m)
905                j = surf_lsm_h%j(m)
906                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_lsm_h%ts(m)
907             ENDDO
908             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
909                i = surf_usm_h%i(m)
910                j = surf_usm_h%j(m)
911                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_usm_h%ts(m)
912             ENDDO
913
914          CASE ( 'tsurf*' )
915             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
916                i   = surf_lsm_h%i(m)           
917                j   = surf_lsm_h%j(m)
918                tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) + surf_lsm_h%pt_surface(m)
919             ENDDO
920
921             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
922                i   = surf_usm_h%i(m)           
923                j   = surf_usm_h%j(m)
924                tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) + surf_usm_h%pt_surface(m)
925             ENDDO
926
927          CASE ( 'u' )
928             DO  i = nxlg, nxrg
929                DO  j = nysg, nyng
930                   DO  k = nzb, nzt+1
931                      u_av(k,j,i) = u_av(k,j,i) + u(k,j,i)
932                   ENDDO
933                ENDDO
934             ENDDO
935
936          CASE ( 'u*' )
937             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
938                i = surf_def_h(0)%i(m)
939                j = surf_def_h(0)%j(m)
940                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_def_h(0)%us(m)
941             ENDDO
942             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
943                i = surf_lsm_h%i(m)
944                j = surf_lsm_h%j(m)
945                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_lsm_h%us(m)
946             ENDDO
947             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
948                i = surf_usm_h%i(m)
949                j = surf_usm_h%j(m)
950                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_usm_h%us(m)
951             ENDDO
952
953          CASE ( 'v' )
954             DO  i = nxlg, nxrg
955                DO  j = nysg, nyng
956                   DO  k = nzb, nzt+1
957                      v_av(k,j,i) = v_av(k,j,i) + v(k,j,i)
958                   ENDDO
959                ENDDO
960             ENDDO
961
962          CASE ( 'vpt' )
963             DO  i = nxlg, nxrg
964                DO  j = nysg, nyng
965                   DO  k = nzb, nzt+1
966                      vpt_av(k,j,i) = vpt_av(k,j,i) + vpt(k,j,i)
967                   ENDDO
968                ENDDO
969             ENDDO
970
971          CASE ( 'w' )
972             DO  i = nxlg, nxrg
973                DO  j = nysg, nyng
974                   DO  k = nzb, nzt+1
975                      w_av(k,j,i) = w_av(k,j,i) + w(k,j,i)
976                   ENDDO
977                ENDDO
978             ENDDO
979
980          CASE ( 'z0*' )
981             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
982                i = surf_def_h(0)%i(m)
983                j = surf_def_h(0)%j(m)
984                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0(m)
985             ENDDO
986             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
987                i = surf_lsm_h%i(m)
988                j = surf_lsm_h%j(m)
989                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_lsm_h%z0(m)
990             ENDDO
991             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
992                i = surf_usm_h%i(m)
993                j = surf_usm_h%j(m)
994                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_usm_h%z0(m)
995             ENDDO
996
997          CASE ( 'z0h*' )
998             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
999                i = surf_def_h(0)%i(m)
1000                j = surf_def_h(0)%j(m)
1001                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0h(m)
1002             ENDDO
1003             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
1004                i = surf_lsm_h%i(m)
1005                j = surf_lsm_h%j(m)
1006                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_lsm_h%z0h(m)
1007             ENDDO
1008             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
1009                i = surf_usm_h%i(m)
1010                j = surf_usm_h%j(m)
1011                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_usm_h%z0h(m)
1012             ENDDO
1013
1014          CASE ( 'z0q*' )
1015             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
1016                i = surf_def_h(0)%i(m)
1017                j = surf_def_h(0)%j(m)
1018                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0q(m)
1019             ENDDO
1020             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
1021                i = surf_lsm_h%i(m)
1022                j = surf_lsm_h%j(m)
1023                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_lsm_h%z0q(m)
1024             ENDDO
1025             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
1026                i = surf_usm_h%i(m)
1027                j = surf_usm_h%j(m)
1028                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_usm_h%z0q(m)
1029             ENDDO
1030!             
1031!--       Block of urban surface model outputs.
1032!--       In case of urban surface variables it should be always checked
1033!--       if respective arrays are allocated, at least in case of a restart
1034!--       run, as usm arrays are not read from file at the moment.
1035          CASE ( 'usm_output' )
1036             CALL usm_average_3d_data( 'allocate', doav(ii) )
1037             CALL usm_average_3d_data( 'sum', doav(ii) )
1038
1039          CASE DEFAULT
1040!
1041!--          Turbulence closure module
1042             CALL tcm_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1043
1044!
1045!--          Land surface quantity
1046             IF ( land_surface )  THEN
1047                CALL lsm_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1048             ENDIF
1049
1050!
1051!--          Radiation quantity
1052             IF ( radiation )  THEN
1053                CALL radiation_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1054             ENDIF
1055
1056!
1057!--          Chemical quantity
1058             IF ( air_chemistry  .AND.  trimvar(1:3) == 'kc_')  THEN
1059                CALL chem_3d_data_averaging( 'sum',doav(ii) )
1060             ENDIF
1061
1062!
1063!--          UV exposure quantity
1064             IF ( uv_exposure )  THEN
1065                CALL uvem_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1066             ENDIF
1067
1068!
1069!--          User-defined quantity
1070             CALL user_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1071
1072       END SELECT
1073
1074    ENDDO
1075
1076    CALL cpu_log( log_point(34), 'sum_up_3d_data', 'stop' )
1077
1078
1079 END SUBROUTINE sum_up_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.