source: palm/trunk/SOURCE/sum_up_3d_data.f90 @ 1008

Last change on this file since 1008 was 1008, checked in by franke, 9 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 15.5 KB
Line 
1 SUBROUTINE sum_up_3d_data
2
3!------------------------------------------------------------------------------!
4! Current revisions:
5! -----------------
6!
7!
8! Former revisions:
9! -----------------
10! $Id: sum_up_3d_data.f90 1008 2012-09-19 14:49:14Z franke $
11!
12! 1007 2012-09-19 14:30:36Z franke
13! Bugfix in calculation of ql_vp
14!
15! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
16! +z0h*
17!
18! 790 2011-11-29 03:11:20Z raasch
19! bugfix: calculation of 'pr' must depend on the particle weighting factor
20!
21! 771 2011-10-27 10:56:21Z heinze
22! +lpt_av
23!
24! 667 2010-12-23 12:06:00Z suehring/gryschka
25! nxl-1, nxr+1, nys-1, nyn+1 replaced by nxlg, nxrg, nysg, nyng
26!
27! 402 2009-10-21 11:59:41Z maronga
28! Bugfix in calculation of shf*_av, qsws*_av
29!
30! 2009-08-25 08:35:52Z maronga
31! +shf*, qsws*
32!
33! 96 2007-06-04 08:07:41Z raasch
34! +sum-up of density and salinity
35!
36! 72 2007-03-19 08:20:46Z raasch
37! +sum-up of precipitation rate and roughness length (prr*, z0*)
38!
39! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
40!
41! Revision 1.1  2006/02/23 12:55:23  raasch
42! Initial revision
43!
44!
45! Description:
46! ------------
47! Sum-up the values of 3d-arrays. The real averaging is later done in routine
48! average_3d_data.
49!------------------------------------------------------------------------------!
50
51    USE arrays_3d
52    USE averaging
53    USE cloud_parameters
54    USE control_parameters
55    USE cpulog
56    USE indices
57    USE interfaces
58    USE particle_attributes
59
60    IMPLICIT NONE
61
62    INTEGER ::  i, ii, j, k, n, psi
63
64    REAL    ::  mean_r, s_r3, s_r4
65
66
67    CALL cpu_log (log_point(34),'sum_up_3d_data','start')
68
69!
70!-- Allocate and initialize the summation arrays if called for the very first
71!-- time or the first time after average_3d_data has been called
72!-- (some or all of the arrays may have been already allocated
73!-- in read_3d_binary)
74    IF ( average_count_3d == 0 )  THEN
75
76       DO  ii = 1, doav_n
77
78          SELECT CASE ( TRIM( doav(ii) ) )
79
80             CASE ( 'e' )
81                IF ( .NOT. ALLOCATED( e_av ) )  THEN
82                   ALLOCATE( e_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
83                ENDIF
84                e_av = 0.0
85
86             CASE ( 'lpt' )
87                IF ( .NOT. ALLOCATED( lpt_av ) )  THEN
88                   ALLOCATE( lpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
89                ENDIF
90                lpt_av = 0.0
91
92             CASE ( 'lwp*' )
93                IF ( .NOT. ALLOCATED( lwp_av ) )  THEN
94                   ALLOCATE( lwp_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
95                ENDIF
96                lwp_av = 0.0
97
98             CASE ( 'p' )
99                IF ( .NOT. ALLOCATED( p_av ) )  THEN
100                   ALLOCATE( p_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
101                ENDIF
102                p_av = 0.0
103
104             CASE ( 'pc' )
105                IF ( .NOT. ALLOCATED( pc_av ) )  THEN
106                   ALLOCATE( pc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
107                ENDIF
108                pc_av = 0.0
109
110             CASE ( 'pr' )
111                IF ( .NOT. ALLOCATED( pr_av ) )  THEN
112                   ALLOCATE( pr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
113                ENDIF
114                pr_av = 0.0
115
116             CASE ( 'prr*' )
117                IF ( .NOT. ALLOCATED( precipitation_rate_av ) )  THEN
118                   ALLOCATE( precipitation_rate_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
119                ENDIF
120                precipitation_rate_av = 0.0
121
122             CASE ( 'pt' )
123                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_av ) )  THEN
124                   ALLOCATE( pt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
125                ENDIF
126                pt_av = 0.0
127
128             CASE ( 'q' )
129                IF ( .NOT. ALLOCATED( q_av ) )  THEN
130                   ALLOCATE( q_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
131                ENDIF
132                q_av = 0.0
133
134             CASE ( 'ql' )
135                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_av ) )  THEN
136                   ALLOCATE( ql_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
137                ENDIF
138                ql_av = 0.0
139
140             CASE ( 'ql_c' )
141                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_c_av ) )  THEN
142                   ALLOCATE( ql_c_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
143                ENDIF
144                ql_c_av = 0.0
145
146             CASE ( 'ql_v' )
147                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_v_av ) )  THEN
148                   ALLOCATE( ql_v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
149                ENDIF
150                ql_v_av = 0.0
151
152             CASE ( 'ql_vp' )
153                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_vp_av ) )  THEN
154                   ALLOCATE( ql_vp_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
155                ENDIF
156                ql_vp_av = 0.0
157
158             CASE ( 'qsws*' )
159                IF ( .NOT. ALLOCATED( qsws_av ) )  THEN
160                   ALLOCATE( qsws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
161                ENDIF
162                qsws_av = 0.0
163
164             CASE ( 'qv' )
165                IF ( .NOT. ALLOCATED( qv_av ) )  THEN
166                   ALLOCATE( qv_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
167                ENDIF
168                qv_av = 0.0
169
170             CASE ( 'rho' )
171                IF ( .NOT. ALLOCATED( rho_av ) )  THEN
172                   ALLOCATE( rho_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
173                ENDIF
174                rho_av = 0.0
175
176             CASE ( 's' )
177                IF ( .NOT. ALLOCATED( s_av ) )  THEN
178                   ALLOCATE( s_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
179                ENDIF
180                s_av = 0.0
181
182             CASE ( 'sa' )
183                IF ( .NOT. ALLOCATED( sa_av ) )  THEN
184                   ALLOCATE( sa_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
185                ENDIF
186                sa_av = 0.0
187
188             CASE ( 'shf*' )
189                IF ( .NOT. ALLOCATED( shf_av ) )  THEN
190                   ALLOCATE( shf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
191                ENDIF
192                shf_av = 0.0
193
194             CASE ( 't*' )
195                IF ( .NOT. ALLOCATED( ts_av ) )  THEN
196                   ALLOCATE( ts_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
197                ENDIF
198                ts_av = 0.0
199
200             CASE ( 'u' )
201                IF ( .NOT. ALLOCATED( u_av ) )  THEN
202                   ALLOCATE( u_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
203                ENDIF
204                u_av = 0.0
205
206             CASE ( 'u*' )
207                IF ( .NOT. ALLOCATED( us_av ) )  THEN
208                   ALLOCATE( us_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
209                ENDIF
210                us_av = 0.0
211
212             CASE ( 'v' )
213                IF ( .NOT. ALLOCATED( v_av ) )  THEN
214                   ALLOCATE( v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
215                ENDIF
216                v_av = 0.0
217
218             CASE ( 'vpt' )
219                IF ( .NOT. ALLOCATED( vpt_av ) )  THEN
220                   ALLOCATE( vpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
221                ENDIF
222                vpt_av = 0.0
223
224             CASE ( 'w' )
225                IF ( .NOT. ALLOCATED( w_av ) )  THEN
226                   ALLOCATE( w_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
227                ENDIF
228                w_av = 0.0
229
230             CASE ( 'z0*' )
231                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0_av ) )  THEN
232                   ALLOCATE( z0_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
233                ENDIF
234                z0_av = 0.0
235
236             CASE ( 'z0h*' )
237                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0h_av ) )  THEN
238                   ALLOCATE( z0h_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
239                ENDIF
240                z0h_av = 0.0
241
242             CASE DEFAULT
243!
244!--             User-defined quantity
245                CALL user_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
246
247          END SELECT
248
249       ENDDO
250
251    ENDIF
252
253!
254!-- Loop of all variables to be averaged.
255    DO  ii = 1, doav_n
256
257!
258!--    Store the array chosen on the temporary array.
259       SELECT CASE ( TRIM( doav(ii) ) )
260
261          CASE ( 'e' )
262             DO  i = nxlg, nxrg
263                DO  j = nysg, nyng
264                   DO  k = nzb, nzt+1
265                      e_av(k,j,i) = e_av(k,j,i) + e(k,j,i)
266                   ENDDO
267                ENDDO
268             ENDDO
269
270          CASE ( 'lpt' )
271             DO  i = nxlg, nxrg
272                DO  j = nysg, nyng
273                   DO  k = nzb, nzt+1
274                      lpt_av(k,j,i) = lpt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
275                   ENDDO
276                ENDDO
277             ENDDO
278
279          CASE ( 'lwp*' )
280             DO  i = nxlg, nxrg
281                DO  j = nysg, nyng
282                   lwp_av(j,i) = lwp_av(j,i) + SUM( ql(nzb:nzt,j,i) * &
283                                                    dzw(1:nzt+1) )
284                ENDDO
285             ENDDO
286
287          CASE ( 'p' )
288             DO  i = nxlg, nxrg
289                DO  j = nysg, nyng
290                   DO  k = nzb, nzt+1
291                      p_av(k,j,i) = p_av(k,j,i) + p(k,j,i)
292                   ENDDO
293                ENDDO
294             ENDDO
295
296          CASE ( 'pc' )
297             DO  i = nxl, nxr
298                DO  j = nys, nyn
299                   DO  k = nzb, nzt+1
300                      pc_av(k,j,i) = pc_av(k,j,i) + prt_count(k,j,i)
301                   ENDDO
302                ENDDO
303             ENDDO
304
305          CASE ( 'pr' )
306             DO  i = nxl, nxr
307                DO  j = nys, nyn
308                   DO  k = nzb, nzt+1
309                      psi = prt_start_index(k,j,i)
310                      s_r3 = 0.0
311                      s_r4 = 0.0
312                      DO  n = psi, psi+prt_count(k,j,i)-1
313                         s_r3 = s_r3 + particles(n)%radius**3 * &
314                                       particles(n)%weight_factor
315                         s_r4 = s_r4 + particles(n)%radius**4 * &
316                                       particles(n)%weight_factor
317                      ENDDO
318                      IF ( s_r3 /= 0.0 )  THEN
319                         mean_r = s_r4 / s_r3
320                      ELSE
321                         mean_r = 0.0
322                      ENDIF
323                      pr_av(k,j,i) = pr_av(k,j,i) + mean_r
324                   ENDDO
325                ENDDO
326             ENDDO
327
328          CASE ( 'pr*' )
329             DO  i = nxlg, nxrg
330                DO  j = nysg, nyng
331                   precipitation_rate_av(j,i) = precipitation_rate_av(j,i) + &
332                                                precipitation_rate(j,i)
333                ENDDO
334             ENDDO
335
336          CASE ( 'pt' )
337             IF ( .NOT. cloud_physics ) THEN
338             DO  i = nxlg, nxrg
339                DO  j = nysg, nyng
340                   DO  k = nzb, nzt+1
341                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
342                      ENDDO
343                   ENDDO
344                ENDDO
345             ELSE
346             DO  i = nxlg, nxrg
347                DO  j = nysg, nyng
348                   DO  k = nzb, nzt+1
349                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i) + l_d_cp * &
350                                                       pt_d_t(k) * ql(k,j,i)
351                      ENDDO
352                   ENDDO
353                ENDDO
354             ENDIF
355
356          CASE ( 'q' )
357             DO  i = nxlg, nxrg
358                DO  j = nysg, nyng
359                   DO  k = nzb, nzt+1
360                      q_av(k,j,i) = q_av(k,j,i) + q(k,j,i)
361                   ENDDO
362                ENDDO
363             ENDDO
364
365          CASE ( 'ql' )
366             DO  i = nxlg, nxrg
367                DO  j = nysg, nyng
368                   DO  k = nzb, nzt+1
369                      ql_av(k,j,i) = ql_av(k,j,i) + ql(k,j,i)
370                   ENDDO
371                ENDDO
372             ENDDO
373
374          CASE ( 'ql_c' )
375             DO  i = nxlg, nxrg
376                DO  j = nysg, nyng
377                   DO  k = nzb, nzt+1
378                      ql_c_av(k,j,i) = ql_c_av(k,j,i) + ql_c(k,j,i)
379                   ENDDO
380                ENDDO
381             ENDDO
382
383          CASE ( 'ql_v' )
384             DO  i = nxlg, nxrg
385                DO  j = nysg, nyng
386                   DO  k = nzb, nzt+1
387                      ql_v_av(k,j,i) = ql_v_av(k,j,i) + ql_v(k,j,i)
388                   ENDDO
389                ENDDO
390             ENDDO
391
392          CASE ( 'ql_vp' )
393             DO  i = nxl, nxr
394                DO  j = nys, nyn
395                   DO  k = nzb, nzt+1
396                      psi = prt_start_index(k,j,i)
397                      DO  n = psi, psi+prt_count(k,j,i)-1
398                         ql_vp_av(k,j,i) = ql_vp_av(k,j,i) + &
399                                           particles(n)%weight_factor / &
400                                           prt_count(k,j,i)
401                      ENDDO
402                   ENDDO
403                ENDDO
404             ENDDO
405
406          CASE ( 'qsws*' )
407             DO  i = nxlg, nxrg
408                DO  j = nysg, nyng
409                   qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + qsws(j,i)
410                ENDDO
411             ENDDO
412
413          CASE ( 'qv' )
414             DO  i = nxlg, nxrg
415                DO  j = nysg, nyng
416                   DO  k = nzb, nzt+1
417                      qv_av(k,j,i) = qv_av(k,j,i) + q(k,j,i) - ql(k,j,i)
418                   ENDDO
419                ENDDO
420             ENDDO
421
422          CASE ( 'rho' )
423             DO  i = nxlg, nxrg
424                DO  j = nysg, nyng
425                   DO  k = nzb, nzt+1
426                      rho_av(k,j,i) = rho_av(k,j,i) + rho(k,j,i)
427                   ENDDO
428                ENDDO
429             ENDDO
430
431          CASE ( 's' )
432             DO  i = nxlg, nxrg
433                DO  j = nysg, nyng
434                   DO  k = nzb, nzt+1
435                      s_av(k,j,i) = s_av(k,j,i) + q(k,j,i)
436                   ENDDO
437                ENDDO
438             ENDDO
439
440          CASE ( 'sa' )
441             DO  i = nxlg, nxrg
442                DO  j = nysg, nyng
443                   DO  k = nzb, nzt+1
444                      sa_av(k,j,i) = sa_av(k,j,i) + sa(k,j,i)
445                   ENDDO
446                ENDDO
447             ENDDO
448
449          CASE ( 'shf*' )
450             DO  i = nxlg, nxrg
451                DO  j = nysg, nyng
452                   shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + shf(j,i)
453                ENDDO
454             ENDDO
455
456          CASE ( 't*' )
457             DO  i = nxlg, nxrg
458                DO  j = nysg, nyng
459                   ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + ts(j,i)
460                ENDDO
461             ENDDO
462
463          CASE ( 'u' )
464             DO  i = nxlg, nxrg
465                DO  j = nysg, nyng
466                   DO  k = nzb, nzt+1
467                      u_av(k,j,i) = u_av(k,j,i) + u(k,j,i)
468                   ENDDO
469                ENDDO
470             ENDDO
471
472          CASE ( 'u*' )
473             DO  i = nxlg, nxrg
474                DO  j = nysg, nyng
475                   us_av(j,i) = us_av(j,i) + us(j,i)
476                ENDDO
477             ENDDO
478
479          CASE ( 'v' )
480             DO  i = nxlg, nxrg
481                DO  j = nysg, nyng
482                   DO  k = nzb, nzt+1
483                      v_av(k,j,i) = v_av(k,j,i) + v(k,j,i)
484                   ENDDO
485                ENDDO
486             ENDDO
487
488          CASE ( 'vpt' )
489             DO  i = nxlg, nxrg
490                DO  j = nysg, nyng
491                   DO  k = nzb, nzt+1
492                      vpt_av(k,j,i) = vpt_av(k,j,i) + vpt(k,j,i)
493                   ENDDO
494                ENDDO
495             ENDDO
496
497          CASE ( 'w' )
498             DO  i = nxlg, nxrg
499                DO  j = nysg, nyng
500                   DO  k = nzb, nzt+1
501                      w_av(k,j,i) = w_av(k,j,i) + w(k,j,i)
502                   ENDDO
503                ENDDO
504             ENDDO
505
506          CASE ( 'z0*' )
507             DO  i = nxlg, nxrg
508                DO  j = nysg, nyng
509                   z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + z0(j,i)
510                ENDDO
511             ENDDO
512
513          CASE ( 'z0h*' )
514             DO  i = nxlg, nxrg
515                DO  j = nysg, nyng
516                   z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + z0h(j,i)
517                ENDDO
518             ENDDO
519
520          CASE DEFAULT
521!
522!--          User-defined quantity
523             CALL user_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
524
525       END SELECT
526
527    ENDDO
528
529    CALL cpu_log (log_point(34),'sum_up_3d_data','stop','nobarrier')
530
531
532 END SUBROUTINE sum_up_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.