source: palm/trunk/SOURCE/sum_up_3d_data.f90 @ 2735

Last change on this file since 2735 was 2735, checked in by suehring, 6 years ago

Output of resistance also urban-type surfaces

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 33.3 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 2735 2018-01-11 12:01:27Z suehring $
27! output of r_a moved from land-surface to consider also urban-type surfaces
28!
29! 2718 2018-01-02 08:49:38Z maronga
30! Corrected "Former revisions" section
31!
32! 2696 2017-12-14 17:12:51Z kanani
33! - Change in file header (GPL part)
34! - Implementation of uv exposure model (FK)
35! - output of diss_av, kh_av, km_av (turbulence_closure_mod) (TG)
36! - Implementation of chemistry module (FK)
37! - Workaround for sum-up usm arrays in case of restart runs, to avoid program
38!   crash (MS)
39!
40! 2292 2017-06-20 09:51:42Z schwenkel
41! Implementation of new microphysic scheme: cloud_scheme = 'morrison'
42! includes two more prognostic equations for cloud drop concentration (nc) 
43! and cloud water content (qc).
44!
45! 2233 2017-05-30 18:08:54Z suehring
46!
47! 2232 2017-05-30 17:47:52Z suehring
48! Adjustments to new surface concept
49!
50! 2031 2016-10-21 15:11:58Z knoop
51! renamed variable rho to rho_ocean and rho_av to rho_ocean_av
52!
53! 2024 2016-10-12 16:42:37Z kanani
54! Added missing CASE for ssws*
55!
56! 2011 2016-09-19 17:29:57Z kanani
57! Flag urban_surface is now defined in module control_parameters,
58! changed prefix for urban surface model output to "usm_",
59! introduced control parameter varnamelength for LEN of trimvar.
60!
61! 2007 2016-08-24 15:47:17Z kanani
62! Added support for new urban surface model (temporary modifications of
63! SELECT CASE ( ) necessary, see variable trimvar),
64! added comments in variable declaration section
65!
66! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
67! Forced header and separation lines into 80 columns
68!
69! 1992 2016-08-12 15:14:59Z suehring
70! Bugfix in summation of passive scalar
71!
72! 1976 2016-07-27 13:28:04Z maronga
73! Radiation actions are now done directly in the respective module
74!
75! 1972 2016-07-26 07:52:02Z maronga
76! Land surface actions are now done directly in the respective module
77!
78! 1960 2016-07-12 16:34:24Z suehring
79! Scalar surface flux added
80!
81! 1949 2016-06-17 07:19:16Z maronga
82! Bugfix: calculation of lai_av, c_veg_av and c_liq_av.
83!
84! 1849 2016-04-08 11:33:18Z hoffmann
85! precipitation_rate moved to arrays_3d
86!
87! 1788 2016-03-10 11:01:04Z maronga
88! Added z0q and z0q_av
89!
90! 1693 2015-10-27 08:35:45Z maronga
91! Last revision text corrected
92!
93! 1691 2015-10-26 16:17:44Z maronga
94! Added output of Obukhov length and radiative heating rates for RRTMG.
95! Corrected output of liquid water path.
96!
97! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
98! Code annotations made doxygen readable
99!
100! 1585 2015-04-30 07:05:52Z maronga
101! Adapted for RRTMG
102!
103! 1555 2015-03-04 17:44:27Z maronga
104! Added output of r_a and r_s
105!
106! 1551 2015-03-03 14:18:16Z maronga
107! Added support for land surface model and radiation model data.
108!
109! 1359 2014-04-11 17:15:14Z hoffmann
110! New particle structure integrated.
111!
112! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
113! REAL constants provided with KIND-attribute
114!
115! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
116! ONLY-attribute added to USE-statements,
117! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
118! kinds are defined in new module kinds,
119! old module precision_kind is removed,
120! revision history before 2012 removed,
121! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
122! all variable declaration statements
123!
124! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
125! barrier argument removed from cpu_log,
126! module interfaces removed
127!
128! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
129! ql is calculated by calc_liquid_water_content
130!
131! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
132! +nr, prr, qr
133!
134! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
135! code put under GPL (PALM 3.9)
136!
137! 1007 2012-09-19 14:30:36Z franke
138! Bugfix in calculation of ql_vp
139!
140! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
141! +z0h*
142!
143! Revision 1.1  2006/02/23 12:55:23  raasch
144! Initial revision
145!
146!
147! Description:
148! ------------
149!> Sum-up the values of 3d-arrays. The real averaging is later done in routine
150!> average_3d_data.
151!------------------------------------------------------------------------------!
152 SUBROUTINE sum_up_3d_data
153 
154
155    USE arrays_3d,                                                             &
156        ONLY:  dzw, e, nc, nr, p, pt, precipitation_rate, q, qc, ql, ql_c,     &
157               ql_v, qr, rho_ocean, s, sa, u, v, vpt, w
158
159    USE averaging,                                                             &
160        ONLY:  diss_av, e_av, kh_av, km_av, lpt_av, lwp_av, nc_av, nr_av,      &
161               ol_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, precipitation_rate_av, pt_av,&
162               q_av, qc_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qsws_av, &
163               qv_av, r_a_av, rho_ocean_av, s_av, sa_av, shf_av, ssws_av,      &
164               ts_av, u_av, us_av, v_av, vpt_av, w_av, z0_av, z0h_av, z0q_av
165#if defined( __chem )
166    USE chemistry_model_mod,                                                   &
167        ONLY:  chem_3d_data_averaging, chem_integrate, chem_species, nspec                                   
168#endif
169
170    USE cloud_parameters,                                                      &
171        ONLY:  l_d_cp, pt_d_t
172
173    USE control_parameters,                                                    &
174        ONLY:  air_chemistry, average_count_3d, cloud_physics, doav, doav_n,   &
175               land_surface, rho_surface, urban_surface, uv_exposure,          &
176               varnamelength
177
178    USE cpulog,                                                                &
179        ONLY:  cpu_log, log_point
180
181    USE indices,                                                               &
182        ONLY:  nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt 
183
184    USE kinds
185
186    USE land_surface_model_mod,                                                &
187        ONLY:  lsm_3d_data_averaging
188
189    USE particle_attributes,                                                   &
190        ONLY:  grid_particles, number_of_particles, particles, prt_count
191
192    USE radiation_model_mod,                                                   &
193        ONLY:  radiation, radiation_3d_data_averaging
194
195    USE surface_mod,                                                           &
196        ONLY:  surf_def_h, surf_lsm_h, surf_usm_h
197
198    USE turbulence_closure_mod,                                                &
199        ONLY:  tcm_3d_data_averaging
200
201    USE urban_surface_mod,                                                     &
202        ONLY:  usm_average_3d_data
203
204    USE uv_exposure_model_mod,                                                &
205        ONLY:  uvem_3d_data_averaging
206
207
208    IMPLICIT NONE
209
210    INTEGER(iwp) ::  i   !< grid index x direction
211    INTEGER(iwp) ::  ii  !< running index
212    INTEGER(iwp) ::  j   !< grid index y direction
213    INTEGER(iwp) ::  k   !< grid index x direction
214    INTEGER(iwp) ::  m   !< running index surface type
215    INTEGER(iwp) ::  n   !<
216
217    REAL(wp)     ::  mean_r !<
218    REAL(wp)     ::  s_r2   !<
219    REAL(wp)     ::  s_r3   !<
220
221    CHARACTER (LEN=varnamelength) ::  trimvar  !< TRIM of output-variable string
222
223
224    CALL cpu_log (log_point(34),'sum_up_3d_data','start')
225
226!
227!-- Allocate and initialize the summation arrays if called for the very first
228!-- time or the first time after average_3d_data has been called
229!-- (some or all of the arrays may have been already allocated
230!-- in read_3d_binary)
231    IF ( average_count_3d == 0 )  THEN
232
233       DO  ii = 1, doav_n
234!
235!--       Temporary solution to account for data output within the new urban
236!--       surface model (urban_surface_mod.f90), see also SELECT CASE ( trimvar )
237          trimvar = TRIM( doav(ii) )
238          IF ( urban_surface  .AND.  trimvar(1:4) == 'usm_' )  THEN
239             trimvar = 'usm_output'
240          ENDIF
241       
242          SELECT CASE ( trimvar )
243
244             CASE ( 'e' )
245                IF ( .NOT. ALLOCATED( e_av ) )  THEN
246                   ALLOCATE( e_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
247                ENDIF
248                e_av = 0.0_wp
249
250             CASE ( 'lpt' )
251                IF ( .NOT. ALLOCATED( lpt_av ) )  THEN
252                   ALLOCATE( lpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
253                ENDIF
254                lpt_av = 0.0_wp
255
256             CASE ( 'lwp*' )
257                IF ( .NOT. ALLOCATED( lwp_av ) )  THEN
258                   ALLOCATE( lwp_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
259                ENDIF
260                lwp_av = 0.0_wp
261
262             CASE ( 'nc' )
263                IF ( .NOT. ALLOCATED( nc_av ) )  THEN
264                   ALLOCATE( nc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
265                ENDIF
266                nc_av = 0.0_wp
267
268             CASE ( 'nr' )
269                IF ( .NOT. ALLOCATED( nr_av ) )  THEN
270                   ALLOCATE( nr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
271                ENDIF
272                nr_av = 0.0_wp
273
274             CASE ( 'ol*' )
275                IF ( .NOT. ALLOCATED( ol_av ) )  THEN
276                   ALLOCATE( ol_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
277                ENDIF
278                ol_av = 0.0_wp
279
280             CASE ( 'p' )
281                IF ( .NOT. ALLOCATED( p_av ) )  THEN
282                   ALLOCATE( p_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
283                ENDIF
284                p_av = 0.0_wp
285
286             CASE ( 'pc' )
287                IF ( .NOT. ALLOCATED( pc_av ) )  THEN
288                   ALLOCATE( pc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
289                ENDIF
290                pc_av = 0.0_wp
291
292             CASE ( 'pr' )
293                IF ( .NOT. ALLOCATED( pr_av ) )  THEN
294                   ALLOCATE( pr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
295                ENDIF
296                pr_av = 0.0_wp
297
298             CASE ( 'prr' )
299                IF ( .NOT. ALLOCATED( prr_av ) )  THEN
300                   ALLOCATE( prr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
301                ENDIF
302                prr_av = 0.0_wp
303
304             CASE ( 'prr*' )
305                IF ( .NOT. ALLOCATED( precipitation_rate_av ) )  THEN
306                   ALLOCATE( precipitation_rate_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
307                ENDIF
308                precipitation_rate_av = 0.0_wp
309
310             CASE ( 'pt' )
311                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_av ) )  THEN
312                   ALLOCATE( pt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
313                ENDIF
314                pt_av = 0.0_wp
315
316             CASE ( 'q' )
317                IF ( .NOT. ALLOCATED( q_av ) )  THEN
318                   ALLOCATE( q_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
319                ENDIF
320                q_av = 0.0_wp
321
322             CASE ( 'qc' )
323                IF ( .NOT. ALLOCATED( qc_av ) )  THEN
324                   ALLOCATE( qc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
325                ENDIF
326                qc_av = 0.0_wp
327
328             CASE ( 'ql' )
329                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_av ) )  THEN
330                   ALLOCATE( ql_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
331                ENDIF
332                ql_av = 0.0_wp
333
334             CASE ( 'ql_c' )
335                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_c_av ) )  THEN
336                   ALLOCATE( ql_c_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
337                ENDIF
338                ql_c_av = 0.0_wp
339
340             CASE ( 'ql_v' )
341                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_v_av ) )  THEN
342                   ALLOCATE( ql_v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
343                ENDIF
344                ql_v_av = 0.0_wp
345
346             CASE ( 'ql_vp' )
347                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_vp_av ) )  THEN
348                   ALLOCATE( ql_vp_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
349                ENDIF
350                ql_vp_av = 0.0_wp
351
352             CASE ( 'qr' )
353                IF ( .NOT. ALLOCATED( qr_av ) )  THEN
354                   ALLOCATE( qr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
355                ENDIF
356                qr_av = 0.0_wp
357
358             CASE ( 'qsws*' )
359                IF ( .NOT. ALLOCATED( qsws_av ) )  THEN
360                   ALLOCATE( qsws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
361                ENDIF
362                qsws_av = 0.0_wp
363
364             CASE ( 'qv' )
365                IF ( .NOT. ALLOCATED( qv_av ) )  THEN
366                   ALLOCATE( qv_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
367                ENDIF
368                qv_av = 0.0_wp
369
370             CASE ( 'r_a*' )
371                IF ( .NOT. ALLOCATED( r_a_av ) )  THEN
372                   ALLOCATE( r_a_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
373                ENDIF
374                r_a_av = 0.0_wp
375
376             CASE ( 'rho_ocean' )
377                IF ( .NOT. ALLOCATED( rho_ocean_av ) )  THEN
378                   ALLOCATE( rho_ocean_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
379                ENDIF
380                rho_ocean_av = 0.0_wp
381
382             CASE ( 's' )
383                IF ( .NOT. ALLOCATED( s_av ) )  THEN
384                   ALLOCATE( s_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
385                ENDIF
386                s_av = 0.0_wp
387
388             CASE ( 'sa' )
389                IF ( .NOT. ALLOCATED( sa_av ) )  THEN
390                   ALLOCATE( sa_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
391                ENDIF
392                sa_av = 0.0_wp
393
394             CASE ( 'shf*' )
395                IF ( .NOT. ALLOCATED( shf_av ) )  THEN
396                   ALLOCATE( shf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
397                ENDIF
398                shf_av = 0.0_wp
399               
400             CASE ( 'ssws*' )
401                IF ( .NOT. ALLOCATED( ssws_av ) )  THEN
402                   ALLOCATE( ssws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
403                ENDIF
404                ssws_av = 0.0_wp               
405
406             CASE ( 't*' )
407                IF ( .NOT. ALLOCATED( ts_av ) )  THEN
408                   ALLOCATE( ts_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
409                ENDIF
410                ts_av = 0.0_wp
411
412             CASE ( 'u' )
413                IF ( .NOT. ALLOCATED( u_av ) )  THEN
414                   ALLOCATE( u_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
415                ENDIF
416                u_av = 0.0_wp
417
418             CASE ( 'u*' )
419                IF ( .NOT. ALLOCATED( us_av ) )  THEN
420                   ALLOCATE( us_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
421                ENDIF
422                us_av = 0.0_wp
423
424             CASE ( 'v' )
425                IF ( .NOT. ALLOCATED( v_av ) )  THEN
426                   ALLOCATE( v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
427                ENDIF
428                v_av = 0.0_wp
429
430             CASE ( 'vpt' )
431                IF ( .NOT. ALLOCATED( vpt_av ) )  THEN
432                   ALLOCATE( vpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
433                ENDIF
434                vpt_av = 0.0_wp
435
436             CASE ( 'w' )
437                IF ( .NOT. ALLOCATED( w_av ) )  THEN
438                   ALLOCATE( w_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
439                ENDIF
440                w_av = 0.0_wp
441
442             CASE ( 'z0*' )
443                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0_av ) )  THEN
444                   ALLOCATE( z0_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
445                ENDIF
446                z0_av = 0.0_wp
447
448             CASE ( 'z0h*' )
449                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0h_av ) )  THEN
450                   ALLOCATE( z0h_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
451                ENDIF
452                z0h_av = 0.0_wp
453
454             CASE ( 'z0q*' )
455                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0q_av ) )  THEN
456                   ALLOCATE( z0q_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
457                ENDIF
458                z0q_av = 0.0_wp
459!             
460!--          Block of urban surface model outputs
461             CASE ( 'usm_output' )
462
463                CALL usm_average_3d_data( 'allocate', doav(ii) )
464             
465
466             CASE DEFAULT
467
468!
469!--             Turbulence closure module
470                CALL tcm_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
471
472!
473!--             Land surface quantity
474                IF ( land_surface )  THEN
475                   CALL lsm_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
476                ENDIF
477
478!
479!--             Radiation quantity
480                IF ( radiation )  THEN
481                   CALL radiation_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
482                ENDIF
483
484!
485!--             Chemical quantity                                           
486#if defined( __chem )               
487                IF ( air_chemistry  .AND.  trimvar(1:3) == 'kc_')  THEN
488                   CALL chem_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
489                ENDIF
490#endif
491
492!
493!--             UV exposure quantity
494                IF ( uv_exposure  .AND.  trimvar(1:5) == 'uvem_')  THEN
495                   CALL uvem_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
496                ENDIF
497
498!
499!--             User-defined quantity
500                CALL user_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
501
502          END SELECT
503
504       ENDDO
505
506    ENDIF
507
508!
509!-- Loop of all variables to be averaged.
510    DO  ii = 1, doav_n
511!
512!--       Temporary solution to account for data output within the new urban
513!--       surface model (urban_surface_mod.f90), see also SELECT CASE ( trimvar )
514          trimvar = TRIM( doav(ii) )
515          IF ( urban_surface  .AND.  trimvar(1:4) == 'usm_' )  THEN
516             trimvar = 'usm_output'
517          ENDIF
518!
519!--    Store the array chosen on the temporary array.
520       SELECT CASE ( trimvar )
521
522          CASE ( 'e' )
523             DO  i = nxlg, nxrg
524                DO  j = nysg, nyng
525                   DO  k = nzb, nzt+1
526                      e_av(k,j,i) = e_av(k,j,i) + e(k,j,i)
527                   ENDDO
528                ENDDO
529             ENDDO
530
531          CASE ( 'lpt' )
532             DO  i = nxlg, nxrg
533                DO  j = nysg, nyng
534                   DO  k = nzb, nzt+1
535                      lpt_av(k,j,i) = lpt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
536                   ENDDO
537                ENDDO
538             ENDDO
539
540          CASE ( 'lwp*' )
541             DO  i = nxlg, nxrg
542                DO  j = nysg, nyng
543                   lwp_av(j,i) = lwp_av(j,i) + SUM( ql(nzb:nzt,j,i)            &
544                                               * dzw(1:nzt+1) ) * rho_surface
545                ENDDO
546             ENDDO
547
548          CASE ( 'nc' )
549             DO  i = nxlg, nxrg
550                DO  j = nysg, nyng
551                   DO  k = nzb, nzt+1
552                      nc_av(k,j,i) = nc_av(k,j,i) + nc(k,j,i)
553                   ENDDO
554                ENDDO
555             ENDDO
556
557          CASE ( 'nr' )
558             DO  i = nxlg, nxrg
559                DO  j = nysg, nyng
560                   DO  k = nzb, nzt+1
561                      nr_av(k,j,i) = nr_av(k,j,i) + nr(k,j,i)
562                   ENDDO
563                ENDDO
564             ENDDO
565
566          CASE ( 'ol*' )
567             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
568                i = surf_def_h(0)%i(m)
569                j = surf_def_h(0)%j(m)
570                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_def_h(0)%ol(m)
571             ENDDO
572             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
573                i = surf_lsm_h%i(m)
574                j = surf_lsm_h%j(m)
575                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_lsm_h%ol(m)
576             ENDDO
577             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
578                i = surf_usm_h%i(m)
579                j = surf_usm_h%j(m)
580                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_usm_h%ol(m)
581             ENDDO
582
583          CASE ( 'p' )
584             DO  i = nxlg, nxrg
585                DO  j = nysg, nyng
586                   DO  k = nzb, nzt+1
587                      p_av(k,j,i) = p_av(k,j,i) + p(k,j,i)
588                   ENDDO
589                ENDDO
590             ENDDO
591
592          CASE ( 'pc' )
593             DO  i = nxl, nxr
594                DO  j = nys, nyn
595                   DO  k = nzb, nzt+1
596                      pc_av(k,j,i) = pc_av(k,j,i) + prt_count(k,j,i)
597                   ENDDO
598                ENDDO
599             ENDDO
600
601          CASE ( 'pr' )
602             DO  i = nxl, nxr
603                DO  j = nys, nyn
604                   DO  k = nzb, nzt+1
605                      number_of_particles = prt_count(k,j,i)
606                      IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
607                      particles => grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
608                      s_r2 = 0.0_wp
609                      s_r3 = 0.0_wp
610
611                      DO  n = 1, number_of_particles
612                         IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
613                            s_r2 = s_r2 + particles(n)%radius**2 * &
614                                particles(n)%weight_factor
615                            s_r3 = s_r3 + particles(n)%radius**3 * &
616                                particles(n)%weight_factor
617                         ENDIF
618                      ENDDO
619
620                      IF ( s_r2 > 0.0_wp )  THEN
621                         mean_r = s_r3 / s_r2
622                      ELSE
623                         mean_r = 0.0_wp
624                      ENDIF
625                      pr_av(k,j,i) = pr_av(k,j,i) + mean_r
626                   ENDDO
627                ENDDO
628             ENDDO
629
630
631          CASE ( 'pr*' )
632             DO  i = nxlg, nxrg
633                DO  j = nysg, nyng
634                   precipitation_rate_av(j,i) = precipitation_rate_av(j,i) + &
635                                                precipitation_rate(j,i)
636                ENDDO
637             ENDDO
638
639          CASE ( 'pt' )
640             IF ( .NOT. cloud_physics ) THEN
641             DO  i = nxlg, nxrg
642                DO  j = nysg, nyng
643                   DO  k = nzb, nzt+1
644                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
645                      ENDDO
646                   ENDDO
647                ENDDO
648             ELSE
649             DO  i = nxlg, nxrg
650                DO  j = nysg, nyng
651                   DO  k = nzb, nzt+1
652                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i) + l_d_cp * &
653                                                       pt_d_t(k) * ql(k,j,i)
654                      ENDDO
655                   ENDDO
656                ENDDO
657             ENDIF
658
659          CASE ( 'q' )
660             DO  i = nxlg, nxrg
661                DO  j = nysg, nyng
662                   DO  k = nzb, nzt+1
663                      q_av(k,j,i) = q_av(k,j,i) + q(k,j,i)
664                   ENDDO
665                ENDDO
666             ENDDO
667
668          CASE ( 'qc' )
669             DO  i = nxlg, nxrg
670                DO  j = nysg, nyng
671                   DO  k = nzb, nzt+1
672                      qc_av(k,j,i) = qc_av(k,j,i) + qc(k,j,i)
673                   ENDDO
674                ENDDO
675             ENDDO
676
677          CASE ( 'ql' )
678             DO  i = nxlg, nxrg
679                DO  j = nysg, nyng
680                   DO  k = nzb, nzt+1
681                      ql_av(k,j,i) = ql_av(k,j,i) + ql(k,j,i)
682                   ENDDO
683                ENDDO
684             ENDDO
685
686          CASE ( 'ql_c' )
687             DO  i = nxlg, nxrg
688                DO  j = nysg, nyng
689                   DO  k = nzb, nzt+1
690                      ql_c_av(k,j,i) = ql_c_av(k,j,i) + ql_c(k,j,i)
691                   ENDDO
692                ENDDO
693             ENDDO
694
695          CASE ( 'ql_v' )
696             DO  i = nxlg, nxrg
697                DO  j = nysg, nyng
698                   DO  k = nzb, nzt+1
699                      ql_v_av(k,j,i) = ql_v_av(k,j,i) + ql_v(k,j,i)
700                   ENDDO
701                ENDDO
702             ENDDO
703
704          CASE ( 'ql_vp' )
705             DO  i = nxl, nxr
706                DO  j = nys, nyn
707                   DO  k = nzb, nzt+1
708                      number_of_particles = prt_count(k,j,i)
709                      IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
710                      particles => grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
711                      DO  n = 1, number_of_particles
712                         IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
713                            ql_vp_av(k,j,i) = ql_vp_av(k,j,i) + &
714                                              particles(n)%weight_factor / &
715                                              number_of_particles
716                         ENDIF
717                      ENDDO
718                   ENDDO
719                ENDDO
720             ENDDO
721
722          CASE ( 'qr' )
723             DO  i = nxlg, nxrg
724                DO  j = nysg, nyng
725                   DO  k = nzb, nzt+1
726                      qr_av(k,j,i) = qr_av(k,j,i) + qr(k,j,i)
727                   ENDDO
728                ENDDO
729             ENDDO
730
731          CASE ( 'qsws*' )
732             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
733                i = surf_def_h(0)%i(m)
734                j = surf_def_h(0)%j(m)
735                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_def_h(0)%qsws(m)
736             ENDDO
737             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
738                i = surf_lsm_h%i(m)
739                j = surf_lsm_h%j(m)
740                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_lsm_h%qsws(m)
741             ENDDO
742             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
743                i = surf_usm_h%i(m)
744                j = surf_usm_h%j(m)
745                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_usm_h%qsws(m)
746             ENDDO
747
748          CASE ( 'qv' )
749             DO  i = nxlg, nxrg
750                DO  j = nysg, nyng
751                   DO  k = nzb, nzt+1
752                      qv_av(k,j,i) = qv_av(k,j,i) + q(k,j,i) - ql(k,j,i)
753                   ENDDO
754                ENDDO
755             ENDDO
756
757          CASE ( 'r_a*' )
758             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
759                i   = surf_lsm_h%i(m)           
760                j   = surf_lsm_h%j(m)
761                r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) + surf_lsm_h%r_a(m)
762             ENDDO
763!
764!--          Please note, resistance is also applied at urban-type surfaces,
765!--          and is output only as a single variable. Here, tile approach is
766!--          already implemented, so for each surface fraction resistance
767!--          need to be summed-up.
768             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
769                i   = surf_usm_h%i(m)           
770                j   = surf_usm_h%j(m)
771                r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                                    &
772                           ( surf_usm_h%frac(0,m) * surf_usm_h%r_a(m)       +  & 
773                             surf_usm_h%frac(1,m) * surf_usm_h%r_a_green(m) +  & 
774                             surf_usm_h%frac(2,m) * surf_usm_h%r_a_window(m) )
775             ENDDO
776
777          CASE ( 'rho_ocean' )
778             DO  i = nxlg, nxrg
779                DO  j = nysg, nyng
780                   DO  k = nzb, nzt+1
781                      rho_ocean_av(k,j,i) = rho_ocean_av(k,j,i) + rho_ocean(k,j,i)
782                   ENDDO
783                ENDDO
784             ENDDO
785
786          CASE ( 's' )
787             DO  i = nxlg, nxrg
788                DO  j = nysg, nyng
789                   DO  k = nzb, nzt+1
790                      s_av(k,j,i) = s_av(k,j,i) + s(k,j,i)
791                   ENDDO
792                ENDDO
793             ENDDO
794
795          CASE ( 'sa' )
796             DO  i = nxlg, nxrg
797                DO  j = nysg, nyng
798                   DO  k = nzb, nzt+1
799                      sa_av(k,j,i) = sa_av(k,j,i) + sa(k,j,i)
800                   ENDDO
801                ENDDO
802             ENDDO
803
804          CASE ( 'shf*' )
805             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
806                i = surf_def_h(0)%i(m)
807                j = surf_def_h(0)%j(m)
808                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_def_h(0)%shf(m)
809             ENDDO
810             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
811                i = surf_lsm_h%i(m)
812                j = surf_lsm_h%j(m)
813                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_lsm_h%shf(m)
814             ENDDO
815             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
816                i = surf_usm_h%i(m)
817                j = surf_usm_h%j(m)
818                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_usm_h%shf(m)
819             ENDDO
820
821
822          CASE ( 'ssws*' )
823             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
824                i = surf_def_h(0)%i(m)
825                j = surf_def_h(0)%j(m)
826                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_def_h(0)%ssws(m)
827             ENDDO
828             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
829                i = surf_lsm_h%i(m)
830                j = surf_lsm_h%j(m)
831                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_lsm_h%ssws(m)
832             ENDDO
833             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
834                i = surf_usm_h%i(m)
835                j = surf_usm_h%j(m)
836                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_usm_h%ssws(m)
837             ENDDO
838
839          CASE ( 't*' )
840             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
841                i = surf_def_h(0)%i(m)
842                j = surf_def_h(0)%j(m)
843                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_def_h(0)%ts(m)
844             ENDDO
845             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
846                i = surf_lsm_h%i(m)
847                j = surf_lsm_h%j(m)
848                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_lsm_h%ts(m)
849             ENDDO
850             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
851                i = surf_usm_h%i(m)
852                j = surf_usm_h%j(m)
853                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_usm_h%ts(m)
854             ENDDO
855
856          CASE ( 'u' )
857             DO  i = nxlg, nxrg
858                DO  j = nysg, nyng
859                   DO  k = nzb, nzt+1
860                      u_av(k,j,i) = u_av(k,j,i) + u(k,j,i)
861                   ENDDO
862                ENDDO
863             ENDDO
864
865          CASE ( 'u*' )
866             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
867                i = surf_def_h(0)%i(m)
868                j = surf_def_h(0)%j(m)
869                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_def_h(0)%us(m)
870             ENDDO
871             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
872                i = surf_lsm_h%i(m)
873                j = surf_lsm_h%j(m)
874                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_lsm_h%us(m)
875             ENDDO
876             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
877                i = surf_usm_h%i(m)
878                j = surf_usm_h%j(m)
879                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_usm_h%us(m)
880             ENDDO
881
882          CASE ( 'v' )
883             DO  i = nxlg, nxrg
884                DO  j = nysg, nyng
885                   DO  k = nzb, nzt+1
886                      v_av(k,j,i) = v_av(k,j,i) + v(k,j,i)
887                   ENDDO
888                ENDDO
889             ENDDO
890
891          CASE ( 'vpt' )
892             DO  i = nxlg, nxrg
893                DO  j = nysg, nyng
894                   DO  k = nzb, nzt+1
895                      vpt_av(k,j,i) = vpt_av(k,j,i) + vpt(k,j,i)
896                   ENDDO
897                ENDDO
898             ENDDO
899
900          CASE ( 'w' )
901             DO  i = nxlg, nxrg
902                DO  j = nysg, nyng
903                   DO  k = nzb, nzt+1
904                      w_av(k,j,i) = w_av(k,j,i) + w(k,j,i)
905                   ENDDO
906                ENDDO
907             ENDDO
908
909          CASE ( 'z0*' )
910             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
911                i = surf_def_h(0)%i(m)
912                j = surf_def_h(0)%j(m)
913                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0(m)
914             ENDDO
915             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
916                i = surf_lsm_h%i(m)
917                j = surf_lsm_h%j(m)
918                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_lsm_h%z0(m)
919             ENDDO
920             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
921                i = surf_usm_h%i(m)
922                j = surf_usm_h%j(m)
923                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_usm_h%z0(m)
924             ENDDO
925
926          CASE ( 'z0h*' )
927             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
928                i = surf_def_h(0)%i(m)
929                j = surf_def_h(0)%j(m)
930                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0h(m)
931             ENDDO
932             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
933                i = surf_lsm_h%i(m)
934                j = surf_lsm_h%j(m)
935                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_lsm_h%z0h(m)
936             ENDDO
937             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
938                i = surf_usm_h%i(m)
939                j = surf_usm_h%j(m)
940                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_usm_h%z0h(m)
941             ENDDO
942
943          CASE ( 'z0q*' )
944             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
945                i = surf_def_h(0)%i(m)
946                j = surf_def_h(0)%j(m)
947                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0q(m)
948             ENDDO
949             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
950                i = surf_lsm_h%i(m)
951                j = surf_lsm_h%j(m)
952                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_lsm_h%z0q(m)
953             ENDDO
954             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
955                i = surf_usm_h%i(m)
956                j = surf_usm_h%j(m)
957                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_usm_h%z0q(m)
958             ENDDO
959!             
960!--       Block of urban surface model outputs.
961!--       In case of urban surface variables it should be always checked
962!--       if respective arrays are allocated, at least in case of a restart
963!--       run, as usm arrays are not read from file at the moment.
964          CASE ( 'usm_output' )
965             CALL usm_average_3d_data( 'allocate', doav(ii) )
966             CALL usm_average_3d_data( 'sum', doav(ii) )
967
968          CASE DEFAULT
969!
970!--          Turbulence closure module
971             CALL tcm_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
972
973!
974!--          Land surface quantity
975             IF ( land_surface )  THEN
976                CALL lsm_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
977             ENDIF
978
979!
980!--          Radiation quantity
981             IF ( radiation )  THEN
982                CALL radiation_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
983             ENDIF
984
985!
986!--          Chemical quantity
987#if defined( __chem )               
988             IF ( air_chemistry  .AND.  trimvar(1:3) == 'kc_')  THEN
989                CALL chem_3d_data_averaging( 'sum',doav(ii) )
990             ENDIF
991#endif
992
993!
994!--          UV exposure quantity
995             IF ( uv_exposure )  THEN
996                CALL uvem_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
997             ENDIF
998
999!
1000!--          User-defined quantity
1001             CALL user_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1002
1003       END SELECT
1004
1005    ENDDO
1006
1007    CALL cpu_log( log_point(34), 'sum_up_3d_data', 'stop' )
1008
1009
1010 END SUBROUTINE sum_up_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.