source: palm/trunk/SOURCE/sum_up_3d_data.f90 @ 1037

Last change on this file since 1037 was 1037, checked in by raasch, 9 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 16.3 KB
Line 
1 SUBROUTINE sum_up_3d_data
2
3!--------------------------------------------------------------------------------!
4! This file is part of PALM.
5!
6! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms
7! of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation,
8! either version 3 of the License, or (at your option) any later 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 1997-2012  Leibniz University Hannover
18!--------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: sum_up_3d_data.f90 1037 2012-10-22 14:10:22Z raasch $
27!
28! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
29! code put under GPL (PALM 3.9)
30!
31! 1007 2012-09-19 14:30:36Z franke
32! Bugfix in calculation of ql_vp
33!
34! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
35! +z0h*
36!
37! 790 2011-11-29 03:11:20Z raasch
38! bugfix: calculation of 'pr' must depend on the particle weighting factor
39!
40! 771 2011-10-27 10:56:21Z heinze
41! +lpt_av
42!
43! 667 2010-12-23 12:06:00Z suehring/gryschka
44! nxl-1, nxr+1, nys-1, nyn+1 replaced by nxlg, nxrg, nysg, nyng
45!
46! 402 2009-10-21 11:59:41Z maronga
47! Bugfix in calculation of shf*_av, qsws*_av
48!
49! 2009-08-25 08:35:52Z maronga
50! +shf*, qsws*
51!
52! 96 2007-06-04 08:07:41Z raasch
53! +sum-up of density and salinity
54!
55! 72 2007-03-19 08:20:46Z raasch
56! +sum-up of precipitation rate and roughness length (prr*, z0*)
57!
58! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
59!
60! Revision 1.1  2006/02/23 12:55:23  raasch
61! Initial revision
62!
63!
64! Description:
65! ------------
66! Sum-up the values of 3d-arrays. The real averaging is later done in routine
67! average_3d_data.
68!------------------------------------------------------------------------------!
69
70    USE arrays_3d
71    USE averaging
72    USE cloud_parameters
73    USE control_parameters
74    USE cpulog
75    USE indices
76    USE interfaces
77    USE particle_attributes
78
79    IMPLICIT NONE
80
81    INTEGER ::  i, ii, j, k, n, psi
82
83    REAL    ::  mean_r, s_r3, s_r4
84
85
86    CALL cpu_log (log_point(34),'sum_up_3d_data','start')
87
88!
89!-- Allocate and initialize the summation arrays if called for the very first
90!-- time or the first time after average_3d_data has been called
91!-- (some or all of the arrays may have been already allocated
92!-- in read_3d_binary)
93    IF ( average_count_3d == 0 )  THEN
94
95       DO  ii = 1, doav_n
96
97          SELECT CASE ( TRIM( doav(ii) ) )
98
99             CASE ( 'e' )
100                IF ( .NOT. ALLOCATED( e_av ) )  THEN
101                   ALLOCATE( e_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
102                ENDIF
103                e_av = 0.0
104
105             CASE ( 'lpt' )
106                IF ( .NOT. ALLOCATED( lpt_av ) )  THEN
107                   ALLOCATE( lpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
108                ENDIF
109                lpt_av = 0.0
110
111             CASE ( 'lwp*' )
112                IF ( .NOT. ALLOCATED( lwp_av ) )  THEN
113                   ALLOCATE( lwp_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
114                ENDIF
115                lwp_av = 0.0
116
117             CASE ( 'p' )
118                IF ( .NOT. ALLOCATED( p_av ) )  THEN
119                   ALLOCATE( p_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
120                ENDIF
121                p_av = 0.0
122
123             CASE ( 'pc' )
124                IF ( .NOT. ALLOCATED( pc_av ) )  THEN
125                   ALLOCATE( pc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
126                ENDIF
127                pc_av = 0.0
128
129             CASE ( 'pr' )
130                IF ( .NOT. ALLOCATED( pr_av ) )  THEN
131                   ALLOCATE( pr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
132                ENDIF
133                pr_av = 0.0
134
135             CASE ( 'prr*' )
136                IF ( .NOT. ALLOCATED( precipitation_rate_av ) )  THEN
137                   ALLOCATE( precipitation_rate_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
138                ENDIF
139                precipitation_rate_av = 0.0
140
141             CASE ( 'pt' )
142                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_av ) )  THEN
143                   ALLOCATE( pt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
144                ENDIF
145                pt_av = 0.0
146
147             CASE ( 'q' )
148                IF ( .NOT. ALLOCATED( q_av ) )  THEN
149                   ALLOCATE( q_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
150                ENDIF
151                q_av = 0.0
152
153             CASE ( 'ql' )
154                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_av ) )  THEN
155                   ALLOCATE( ql_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
156                ENDIF
157                ql_av = 0.0
158
159             CASE ( 'ql_c' )
160                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_c_av ) )  THEN
161                   ALLOCATE( ql_c_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
162                ENDIF
163                ql_c_av = 0.0
164
165             CASE ( 'ql_v' )
166                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_v_av ) )  THEN
167                   ALLOCATE( ql_v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
168                ENDIF
169                ql_v_av = 0.0
170
171             CASE ( 'ql_vp' )
172                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_vp_av ) )  THEN
173                   ALLOCATE( ql_vp_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
174                ENDIF
175                ql_vp_av = 0.0
176
177             CASE ( 'qsws*' )
178                IF ( .NOT. ALLOCATED( qsws_av ) )  THEN
179                   ALLOCATE( qsws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
180                ENDIF
181                qsws_av = 0.0
182
183             CASE ( 'qv' )
184                IF ( .NOT. ALLOCATED( qv_av ) )  THEN
185                   ALLOCATE( qv_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
186                ENDIF
187                qv_av = 0.0
188
189             CASE ( 'rho' )
190                IF ( .NOT. ALLOCATED( rho_av ) )  THEN
191                   ALLOCATE( rho_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
192                ENDIF
193                rho_av = 0.0
194
195             CASE ( 's' )
196                IF ( .NOT. ALLOCATED( s_av ) )  THEN
197                   ALLOCATE( s_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
198                ENDIF
199                s_av = 0.0
200
201             CASE ( 'sa' )
202                IF ( .NOT. ALLOCATED( sa_av ) )  THEN
203                   ALLOCATE( sa_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
204                ENDIF
205                sa_av = 0.0
206
207             CASE ( 'shf*' )
208                IF ( .NOT. ALLOCATED( shf_av ) )  THEN
209                   ALLOCATE( shf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
210                ENDIF
211                shf_av = 0.0
212
213             CASE ( 't*' )
214                IF ( .NOT. ALLOCATED( ts_av ) )  THEN
215                   ALLOCATE( ts_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
216                ENDIF
217                ts_av = 0.0
218
219             CASE ( 'u' )
220                IF ( .NOT. ALLOCATED( u_av ) )  THEN
221                   ALLOCATE( u_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
222                ENDIF
223                u_av = 0.0
224
225             CASE ( 'u*' )
226                IF ( .NOT. ALLOCATED( us_av ) )  THEN
227                   ALLOCATE( us_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
228                ENDIF
229                us_av = 0.0
230
231             CASE ( 'v' )
232                IF ( .NOT. ALLOCATED( v_av ) )  THEN
233                   ALLOCATE( v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
234                ENDIF
235                v_av = 0.0
236
237             CASE ( 'vpt' )
238                IF ( .NOT. ALLOCATED( vpt_av ) )  THEN
239                   ALLOCATE( vpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
240                ENDIF
241                vpt_av = 0.0
242
243             CASE ( 'w' )
244                IF ( .NOT. ALLOCATED( w_av ) )  THEN
245                   ALLOCATE( w_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
246                ENDIF
247                w_av = 0.0
248
249             CASE ( 'z0*' )
250                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0_av ) )  THEN
251                   ALLOCATE( z0_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
252                ENDIF
253                z0_av = 0.0
254
255             CASE ( 'z0h*' )
256                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0h_av ) )  THEN
257                   ALLOCATE( z0h_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
258                ENDIF
259                z0h_av = 0.0
260
261             CASE DEFAULT
262!
263!--             User-defined quantity
264                CALL user_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
265
266          END SELECT
267
268       ENDDO
269
270    ENDIF
271
272!
273!-- Loop of all variables to be averaged.
274    DO  ii = 1, doav_n
275
276!
277!--    Store the array chosen on the temporary array.
278       SELECT CASE ( TRIM( doav(ii) ) )
279
280          CASE ( 'e' )
281             DO  i = nxlg, nxrg
282                DO  j = nysg, nyng
283                   DO  k = nzb, nzt+1
284                      e_av(k,j,i) = e_av(k,j,i) + e(k,j,i)
285                   ENDDO
286                ENDDO
287             ENDDO
288
289          CASE ( 'lpt' )
290             DO  i = nxlg, nxrg
291                DO  j = nysg, nyng
292                   DO  k = nzb, nzt+1
293                      lpt_av(k,j,i) = lpt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
294                   ENDDO
295                ENDDO
296             ENDDO
297
298          CASE ( 'lwp*' )
299             DO  i = nxlg, nxrg
300                DO  j = nysg, nyng
301                   lwp_av(j,i) = lwp_av(j,i) + SUM( ql(nzb:nzt,j,i) * &
302                                                    dzw(1:nzt+1) )
303                ENDDO
304             ENDDO
305
306          CASE ( 'p' )
307             DO  i = nxlg, nxrg
308                DO  j = nysg, nyng
309                   DO  k = nzb, nzt+1
310                      p_av(k,j,i) = p_av(k,j,i) + p(k,j,i)
311                   ENDDO
312                ENDDO
313             ENDDO
314
315          CASE ( 'pc' )
316             DO  i = nxl, nxr
317                DO  j = nys, nyn
318                   DO  k = nzb, nzt+1
319                      pc_av(k,j,i) = pc_av(k,j,i) + prt_count(k,j,i)
320                   ENDDO
321                ENDDO
322             ENDDO
323
324          CASE ( 'pr' )
325             DO  i = nxl, nxr
326                DO  j = nys, nyn
327                   DO  k = nzb, nzt+1
328                      psi = prt_start_index(k,j,i)
329                      s_r3 = 0.0
330                      s_r4 = 0.0
331                      DO  n = psi, psi+prt_count(k,j,i)-1
332                         s_r3 = s_r3 + particles(n)%radius**3 * &
333                                       particles(n)%weight_factor
334                         s_r4 = s_r4 + particles(n)%radius**4 * &
335                                       particles(n)%weight_factor
336                      ENDDO
337                      IF ( s_r3 /= 0.0 )  THEN
338                         mean_r = s_r4 / s_r3
339                      ELSE
340                         mean_r = 0.0
341                      ENDIF
342                      pr_av(k,j,i) = pr_av(k,j,i) + mean_r
343                   ENDDO
344                ENDDO
345             ENDDO
346
347          CASE ( 'pr*' )
348             DO  i = nxlg, nxrg
349                DO  j = nysg, nyng
350                   precipitation_rate_av(j,i) = precipitation_rate_av(j,i) + &
351                                                precipitation_rate(j,i)
352                ENDDO
353             ENDDO
354
355          CASE ( 'pt' )
356             IF ( .NOT. cloud_physics ) THEN
357             DO  i = nxlg, nxrg
358                DO  j = nysg, nyng
359                   DO  k = nzb, nzt+1
360                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
361                      ENDDO
362                   ENDDO
363                ENDDO
364             ELSE
365             DO  i = nxlg, nxrg
366                DO  j = nysg, nyng
367                   DO  k = nzb, nzt+1
368                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i) + l_d_cp * &
369                                                       pt_d_t(k) * ql(k,j,i)
370                      ENDDO
371                   ENDDO
372                ENDDO
373             ENDIF
374
375          CASE ( 'q' )
376             DO  i = nxlg, nxrg
377                DO  j = nysg, nyng
378                   DO  k = nzb, nzt+1
379                      q_av(k,j,i) = q_av(k,j,i) + q(k,j,i)
380                   ENDDO
381                ENDDO
382             ENDDO
383
384          CASE ( 'ql' )
385             DO  i = nxlg, nxrg
386                DO  j = nysg, nyng
387                   DO  k = nzb, nzt+1
388                      ql_av(k,j,i) = ql_av(k,j,i) + ql(k,j,i)
389                   ENDDO
390                ENDDO
391             ENDDO
392
393          CASE ( 'ql_c' )
394             DO  i = nxlg, nxrg
395                DO  j = nysg, nyng
396                   DO  k = nzb, nzt+1
397                      ql_c_av(k,j,i) = ql_c_av(k,j,i) + ql_c(k,j,i)
398                   ENDDO
399                ENDDO
400             ENDDO
401
402          CASE ( 'ql_v' )
403             DO  i = nxlg, nxrg
404                DO  j = nysg, nyng
405                   DO  k = nzb, nzt+1
406                      ql_v_av(k,j,i) = ql_v_av(k,j,i) + ql_v(k,j,i)
407                   ENDDO
408                ENDDO
409             ENDDO
410
411          CASE ( 'ql_vp' )
412             DO  i = nxl, nxr
413                DO  j = nys, nyn
414                   DO  k = nzb, nzt+1
415                      psi = prt_start_index(k,j,i)
416                      DO  n = psi, psi+prt_count(k,j,i)-1
417                         ql_vp_av(k,j,i) = ql_vp_av(k,j,i) + &
418                                           particles(n)%weight_factor / &
419                                           prt_count(k,j,i)
420                      ENDDO
421                   ENDDO
422                ENDDO
423             ENDDO
424
425          CASE ( 'qsws*' )
426             DO  i = nxlg, nxrg
427                DO  j = nysg, nyng
428                   qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + qsws(j,i)
429                ENDDO
430             ENDDO
431
432          CASE ( 'qv' )
433             DO  i = nxlg, nxrg
434                DO  j = nysg, nyng
435                   DO  k = nzb, nzt+1
436                      qv_av(k,j,i) = qv_av(k,j,i) + q(k,j,i) - ql(k,j,i)
437                   ENDDO
438                ENDDO
439             ENDDO
440
441          CASE ( 'rho' )
442             DO  i = nxlg, nxrg
443                DO  j = nysg, nyng
444                   DO  k = nzb, nzt+1
445                      rho_av(k,j,i) = rho_av(k,j,i) + rho(k,j,i)
446                   ENDDO
447                ENDDO
448             ENDDO
449
450          CASE ( 's' )
451             DO  i = nxlg, nxrg
452                DO  j = nysg, nyng
453                   DO  k = nzb, nzt+1
454                      s_av(k,j,i) = s_av(k,j,i) + q(k,j,i)
455                   ENDDO
456                ENDDO
457             ENDDO
458
459          CASE ( 'sa' )
460             DO  i = nxlg, nxrg
461                DO  j = nysg, nyng
462                   DO  k = nzb, nzt+1
463                      sa_av(k,j,i) = sa_av(k,j,i) + sa(k,j,i)
464                   ENDDO
465                ENDDO
466             ENDDO
467
468          CASE ( 'shf*' )
469             DO  i = nxlg, nxrg
470                DO  j = nysg, nyng
471                   shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + shf(j,i)
472                ENDDO
473             ENDDO
474
475          CASE ( 't*' )
476             DO  i = nxlg, nxrg
477                DO  j = nysg, nyng
478                   ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + ts(j,i)
479                ENDDO
480             ENDDO
481
482          CASE ( 'u' )
483             DO  i = nxlg, nxrg
484                DO  j = nysg, nyng
485                   DO  k = nzb, nzt+1
486                      u_av(k,j,i) = u_av(k,j,i) + u(k,j,i)
487                   ENDDO
488                ENDDO
489             ENDDO
490
491          CASE ( 'u*' )
492             DO  i = nxlg, nxrg
493                DO  j = nysg, nyng
494                   us_av(j,i) = us_av(j,i) + us(j,i)
495                ENDDO
496             ENDDO
497
498          CASE ( 'v' )
499             DO  i = nxlg, nxrg
500                DO  j = nysg, nyng
501                   DO  k = nzb, nzt+1
502                      v_av(k,j,i) = v_av(k,j,i) + v(k,j,i)
503                   ENDDO
504                ENDDO
505             ENDDO
506
507          CASE ( 'vpt' )
508             DO  i = nxlg, nxrg
509                DO  j = nysg, nyng
510                   DO  k = nzb, nzt+1
511                      vpt_av(k,j,i) = vpt_av(k,j,i) + vpt(k,j,i)
512                   ENDDO
513                ENDDO
514             ENDDO
515
516          CASE ( 'w' )
517             DO  i = nxlg, nxrg
518                DO  j = nysg, nyng
519                   DO  k = nzb, nzt+1
520                      w_av(k,j,i) = w_av(k,j,i) + w(k,j,i)
521                   ENDDO
522                ENDDO
523             ENDDO
524
525          CASE ( 'z0*' )
526             DO  i = nxlg, nxrg
527                DO  j = nysg, nyng
528                   z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + z0(j,i)
529                ENDDO
530             ENDDO
531
532          CASE ( 'z0h*' )
533             DO  i = nxlg, nxrg
534                DO  j = nysg, nyng
535                   z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + z0h(j,i)
536                ENDDO
537             ENDDO
538
539          CASE DEFAULT
540!
541!--          User-defined quantity
542             CALL user_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
543
544       END SELECT
545
546    ENDDO
547
548    CALL cpu_log (log_point(34),'sum_up_3d_data','stop','nobarrier')
549
550
551 END SUBROUTINE sum_up_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.