source: palm/trunk/SOURCE/sum_up_3d_data.f90 @ 2766

Last change on this file since 2766 was 2766, checked in by kanani, 4 years ago

Removal of chem directive, plus minor changes

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 34.9 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 2766 2018-01-22 17:17:47Z kanani $
27! Removed preprocessor directive __chem
28!
29! 2743 2018-01-12 16:03:39Z suehring
30! In case of natural- and urban-type surfaces output surfaces fluxes in W/m2.
31!
32! 2742 2018-01-12 14:59:47Z suehring
33! Enable output of surface temperature
34!
35! 2735 2018-01-11 12:01:27Z suehring
36! output of r_a moved from land-surface to consider also urban-type surfaces
37!
38! 2718 2018-01-02 08:49:38Z maronga
39! Corrected "Former revisions" section
40!
41! 2696 2017-12-14 17:12:51Z kanani
42! - Change in file header (GPL part)
43! - Implementation of uv exposure model (FK)
44! - output of diss_av, kh_av, km_av (turbulence_closure_mod) (TG)
45! - Implementation of chemistry module (FK)
46! - Workaround for sum-up usm arrays in case of restart runs, to avoid program
47!   crash (MS)
48!
49! 2292 2017-06-20 09:51:42Z schwenkel
50! Implementation of new microphysic scheme: cloud_scheme = 'morrison'
51! includes two more prognostic equations for cloud drop concentration (nc) 
52! and cloud water content (qc).
53!
54! 2233 2017-05-30 18:08:54Z suehring
55!
56! 2232 2017-05-30 17:47:52Z suehring
57! Adjustments to new surface concept
58!
59! 2031 2016-10-21 15:11:58Z knoop
60! renamed variable rho to rho_ocean and rho_av to rho_ocean_av
61!
62! 2024 2016-10-12 16:42:37Z kanani
63! Added missing CASE for ssws*
64!
65! 2011 2016-09-19 17:29:57Z kanani
66! Flag urban_surface is now defined in module control_parameters,
67! changed prefix for urban surface model output to "usm_",
68! introduced control parameter varnamelength for LEN of trimvar.
69!
70! 2007 2016-08-24 15:47:17Z kanani
71! Added support for new urban surface model (temporary modifications of
72! SELECT CASE ( ) necessary, see variable trimvar),
73! added comments in variable declaration section
74!
75! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
76! Forced header and separation lines into 80 columns
77!
78! 1992 2016-08-12 15:14:59Z suehring
79! Bugfix in summation of passive scalar
80!
81! 1976 2016-07-27 13:28:04Z maronga
82! Radiation actions are now done directly in the respective module
83!
84! 1972 2016-07-26 07:52:02Z maronga
85! Land surface actions are now done directly in the respective module
86!
87! 1960 2016-07-12 16:34:24Z suehring
88! Scalar surface flux added
89!
90! 1949 2016-06-17 07:19:16Z maronga
91! Bugfix: calculation of lai_av, c_veg_av and c_liq_av.
92!
93! 1849 2016-04-08 11:33:18Z hoffmann
94! precipitation_rate moved to arrays_3d
95!
96! 1788 2016-03-10 11:01:04Z maronga
97! Added z0q and z0q_av
98!
99! 1693 2015-10-27 08:35:45Z maronga
100! Last revision text corrected
101!
102! 1691 2015-10-26 16:17:44Z maronga
103! Added output of Obukhov length and radiative heating rates for RRTMG.
104! Corrected output of liquid water path.
105!
106! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
107! Code annotations made doxygen readable
108!
109! 1585 2015-04-30 07:05:52Z maronga
110! Adapted for RRTMG
111!
112! 1555 2015-03-04 17:44:27Z maronga
113! Added output of r_a and r_s
114!
115! 1551 2015-03-03 14:18:16Z maronga
116! Added support for land surface model and radiation model data.
117!
118! 1359 2014-04-11 17:15:14Z hoffmann
119! New particle structure integrated.
120!
121! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
122! REAL constants provided with KIND-attribute
123!
124! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
125! ONLY-attribute added to USE-statements,
126! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
127! kinds are defined in new module kinds,
128! old module precision_kind is removed,
129! revision history before 2012 removed,
130! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
131! all variable declaration statements
132!
133! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
134! barrier argument removed from cpu_log,
135! module interfaces removed
136!
137! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
138! ql is calculated by calc_liquid_water_content
139!
140! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
141! +nr, prr, qr
142!
143! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
144! code put under GPL (PALM 3.9)
145!
146! 1007 2012-09-19 14:30:36Z franke
147! Bugfix in calculation of ql_vp
148!
149! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
150! +z0h*
151!
152! Revision 1.1  2006/02/23 12:55:23  raasch
153! Initial revision
154!
155!
156! Description:
157! ------------
158!> Sum-up the values of 3d-arrays. The real averaging is later done in routine
159!> average_3d_data.
160!------------------------------------------------------------------------------!
161 SUBROUTINE sum_up_3d_data
162 
163
164    USE arrays_3d,                                                             &
165        ONLY:  dzw, e, heatflux_output_conversion, nc, nr, p, pt,              &
166               precipitation_rate, q, qc, ql, ql_c,                            &
167               ql_v, qr, rho_ocean, s, sa, u, v, vpt, w,                       &
168               waterflux_output_conversion
169
170    USE averaging,                                                             &
171        ONLY:  diss_av, e_av, kh_av, km_av, lpt_av, lwp_av, nc_av, nr_av,      &
172               ol_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, precipitation_rate_av, pt_av,&
173               q_av, qc_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qsws_av, &
174               qv_av, r_a_av, rho_ocean_av, s_av, sa_av, shf_av, ssws_av,      &
175               ts_av, tsurf_av, u_av, us_av, v_av, vpt_av, w_av, z0_av, z0h_av,&
176               z0q_av
177    USE chemistry_model_mod,                                                   &
178        ONLY:  chem_3d_data_averaging, chem_integrate, chem_species, nspec                                   
179
180    USE cloud_parameters,                                                      &
181        ONLY:  cp, l_d_cp, l_v, pt_d_t
182
183    USE control_parameters,                                                    &
184        ONLY:  air_chemistry, average_count_3d, cloud_physics, doav, doav_n,   &
185               land_surface, rho_surface, urban_surface, uv_exposure,          &
186               varnamelength
187
188    USE cpulog,                                                                &
189        ONLY:  cpu_log, log_point
190
191    USE indices,                                                               &
192        ONLY:  nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt
193
194    USE kinds
195
196    USE land_surface_model_mod,                                                &
197        ONLY:  lsm_3d_data_averaging
198
199    USE particle_attributes,                                                   &
200        ONLY:  grid_particles, number_of_particles, particles, prt_count
201
202    USE radiation_model_mod,                                                   &
203        ONLY:  radiation, radiation_3d_data_averaging
204
205    USE surface_mod,                                                           &
206        ONLY:  surf_def_h, surf_lsm_h, surf_usm_h
207
208    USE turbulence_closure_mod,                                                &
209        ONLY:  tcm_3d_data_averaging
210
211    USE urban_surface_mod,                                                     &
212        ONLY:  usm_average_3d_data
213
214    USE uv_exposure_model_mod,                                                &
215        ONLY:  uvem_3d_data_averaging
216
217
218    IMPLICIT NONE
219
220    INTEGER(iwp) ::  i   !< grid index x direction
221    INTEGER(iwp) ::  ii  !< running index
222    INTEGER(iwp) ::  j   !< grid index y direction
223    INTEGER(iwp) ::  k   !< grid index x direction
224    INTEGER(iwp) ::  m   !< running index surface type
225    INTEGER(iwp) ::  n   !<
226
227    REAL(wp)     ::  mean_r !<
228    REAL(wp)     ::  s_r2   !<
229    REAL(wp)     ::  s_r3   !<
230
231    CHARACTER (LEN=varnamelength) ::  trimvar  !< TRIM of output-variable string
232
233
234    CALL cpu_log (log_point(34),'sum_up_3d_data','start')
235
236!
237!-- Allocate and initialize the summation arrays if called for the very first
238!-- time or the first time after average_3d_data has been called
239!-- (some or all of the arrays may have been already allocated
240!-- in read_3d_binary)
241    IF ( average_count_3d == 0 )  THEN
242
243       DO  ii = 1, doav_n
244!
245!--       Temporary solution to account for data output within the new urban
246!--       surface model (urban_surface_mod.f90), see also SELECT CASE ( trimvar )
247          trimvar = TRIM( doav(ii) )
248          IF ( urban_surface  .AND.  trimvar(1:4) == 'usm_' )  THEN
249             trimvar = 'usm_output'
250          ENDIF
251       
252          SELECT CASE ( trimvar )
253
254             CASE ( 'e' )
255                IF ( .NOT. ALLOCATED( e_av ) )  THEN
256                   ALLOCATE( e_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
257                ENDIF
258                e_av = 0.0_wp
259
260             CASE ( 'lpt' )
261                IF ( .NOT. ALLOCATED( lpt_av ) )  THEN
262                   ALLOCATE( lpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
263                ENDIF
264                lpt_av = 0.0_wp
265
266             CASE ( 'lwp*' )
267                IF ( .NOT. ALLOCATED( lwp_av ) )  THEN
268                   ALLOCATE( lwp_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
269                ENDIF
270                lwp_av = 0.0_wp
271
272             CASE ( 'nc' )
273                IF ( .NOT. ALLOCATED( nc_av ) )  THEN
274                   ALLOCATE( nc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
275                ENDIF
276                nc_av = 0.0_wp
277
278             CASE ( 'nr' )
279                IF ( .NOT. ALLOCATED( nr_av ) )  THEN
280                   ALLOCATE( nr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
281                ENDIF
282                nr_av = 0.0_wp
283
284             CASE ( 'ol*' )
285                IF ( .NOT. ALLOCATED( ol_av ) )  THEN
286                   ALLOCATE( ol_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
287                ENDIF
288                ol_av = 0.0_wp
289
290             CASE ( 'p' )
291                IF ( .NOT. ALLOCATED( p_av ) )  THEN
292                   ALLOCATE( p_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
293                ENDIF
294                p_av = 0.0_wp
295
296             CASE ( 'pc' )
297                IF ( .NOT. ALLOCATED( pc_av ) )  THEN
298                   ALLOCATE( pc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
299                ENDIF
300                pc_av = 0.0_wp
301
302             CASE ( 'pr' )
303                IF ( .NOT. ALLOCATED( pr_av ) )  THEN
304                   ALLOCATE( pr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
305                ENDIF
306                pr_av = 0.0_wp
307
308             CASE ( 'prr' )
309                IF ( .NOT. ALLOCATED( prr_av ) )  THEN
310                   ALLOCATE( prr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
311                ENDIF
312                prr_av = 0.0_wp
313
314             CASE ( 'prr*' )
315                IF ( .NOT. ALLOCATED( precipitation_rate_av ) )  THEN
316                   ALLOCATE( precipitation_rate_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
317                ENDIF
318                precipitation_rate_av = 0.0_wp
319
320             CASE ( 'pt' )
321                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_av ) )  THEN
322                   ALLOCATE( pt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
323                ENDIF
324                pt_av = 0.0_wp
325
326             CASE ( 'q' )
327                IF ( .NOT. ALLOCATED( q_av ) )  THEN
328                   ALLOCATE( q_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
329                ENDIF
330                q_av = 0.0_wp
331
332             CASE ( 'qc' )
333                IF ( .NOT. ALLOCATED( qc_av ) )  THEN
334                   ALLOCATE( qc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
335                ENDIF
336                qc_av = 0.0_wp
337
338             CASE ( 'ql' )
339                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_av ) )  THEN
340                   ALLOCATE( ql_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
341                ENDIF
342                ql_av = 0.0_wp
343
344             CASE ( 'ql_c' )
345                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_c_av ) )  THEN
346                   ALLOCATE( ql_c_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
347                ENDIF
348                ql_c_av = 0.0_wp
349
350             CASE ( 'ql_v' )
351                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_v_av ) )  THEN
352                   ALLOCATE( ql_v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
353                ENDIF
354                ql_v_av = 0.0_wp
355
356             CASE ( 'ql_vp' )
357                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_vp_av ) )  THEN
358                   ALLOCATE( ql_vp_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
359                ENDIF
360                ql_vp_av = 0.0_wp
361
362             CASE ( 'qr' )
363                IF ( .NOT. ALLOCATED( qr_av ) )  THEN
364                   ALLOCATE( qr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
365                ENDIF
366                qr_av = 0.0_wp
367
368             CASE ( 'qsws*' )
369                IF ( .NOT. ALLOCATED( qsws_av ) )  THEN
370                   ALLOCATE( qsws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
371                ENDIF
372                qsws_av = 0.0_wp
373
374             CASE ( 'qv' )
375                IF ( .NOT. ALLOCATED( qv_av ) )  THEN
376                   ALLOCATE( qv_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
377                ENDIF
378                qv_av = 0.0_wp
379
380             CASE ( 'r_a*' )
381                IF ( .NOT. ALLOCATED( r_a_av ) )  THEN
382                   ALLOCATE( r_a_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
383                ENDIF
384                r_a_av = 0.0_wp
385
386             CASE ( 'rho_ocean' )
387                IF ( .NOT. ALLOCATED( rho_ocean_av ) )  THEN
388                   ALLOCATE( rho_ocean_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
389                ENDIF
390                rho_ocean_av = 0.0_wp
391
392             CASE ( 's' )
393                IF ( .NOT. ALLOCATED( s_av ) )  THEN
394                   ALLOCATE( s_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
395                ENDIF
396                s_av = 0.0_wp
397
398             CASE ( 'sa' )
399                IF ( .NOT. ALLOCATED( sa_av ) )  THEN
400                   ALLOCATE( sa_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
401                ENDIF
402                sa_av = 0.0_wp
403
404             CASE ( 'shf*' )
405                IF ( .NOT. ALLOCATED( shf_av ) )  THEN
406                   ALLOCATE( shf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
407                ENDIF
408                shf_av = 0.0_wp
409               
410             CASE ( 'ssws*' )
411                IF ( .NOT. ALLOCATED( ssws_av ) )  THEN
412                   ALLOCATE( ssws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
413                ENDIF
414                ssws_av = 0.0_wp               
415
416             CASE ( 't*' )
417                IF ( .NOT. ALLOCATED( ts_av ) )  THEN
418                   ALLOCATE( ts_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
419                ENDIF
420                ts_av = 0.0_wp
421
422             CASE ( 'tsurf*' )
423                IF ( .NOT. ALLOCATED( tsurf_av ) )  THEN
424                   ALLOCATE( tsurf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
425                ENDIF
426                tsurf_av = 0.0_wp
427
428             CASE ( 'u' )
429                IF ( .NOT. ALLOCATED( u_av ) )  THEN
430                   ALLOCATE( u_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
431                ENDIF
432                u_av = 0.0_wp
433
434             CASE ( 'u*' )
435                IF ( .NOT. ALLOCATED( us_av ) )  THEN
436                   ALLOCATE( us_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
437                ENDIF
438                us_av = 0.0_wp
439
440             CASE ( 'v' )
441                IF ( .NOT. ALLOCATED( v_av ) )  THEN
442                   ALLOCATE( v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
443                ENDIF
444                v_av = 0.0_wp
445
446             CASE ( 'vpt' )
447                IF ( .NOT. ALLOCATED( vpt_av ) )  THEN
448                   ALLOCATE( vpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
449                ENDIF
450                vpt_av = 0.0_wp
451
452             CASE ( 'w' )
453                IF ( .NOT. ALLOCATED( w_av ) )  THEN
454                   ALLOCATE( w_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
455                ENDIF
456                w_av = 0.0_wp
457
458             CASE ( 'z0*' )
459                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0_av ) )  THEN
460                   ALLOCATE( z0_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
461                ENDIF
462                z0_av = 0.0_wp
463
464             CASE ( 'z0h*' )
465                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0h_av ) )  THEN
466                   ALLOCATE( z0h_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
467                ENDIF
468                z0h_av = 0.0_wp
469
470             CASE ( 'z0q*' )
471                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0q_av ) )  THEN
472                   ALLOCATE( z0q_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
473                ENDIF
474                z0q_av = 0.0_wp
475!             
476!--          Block of urban surface model outputs
477             CASE ( 'usm_output' )
478
479                CALL usm_average_3d_data( 'allocate', doav(ii) )
480             
481
482             CASE DEFAULT
483
484!
485!--             Turbulence closure module
486                CALL tcm_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
487
488!
489!--             Land surface quantity
490                IF ( land_surface )  THEN
491                   CALL lsm_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
492                ENDIF
493
494!
495!--             Radiation quantity
496                IF ( radiation )  THEN
497                   CALL radiation_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
498                ENDIF
499
500!
501!--             Chemical quantity                                           
502#if defined( __chem )               
503                IF ( air_chemistry  .AND.  trimvar(1:3) == 'kc_')  THEN
504                   CALL chem_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
505                ENDIF
506#endif
507
508!
509!--             UV exposure quantity
510                IF ( uv_exposure  .AND.  trimvar(1:5) == 'uvem_')  THEN
511                   CALL uvem_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
512                ENDIF
513
514!
515!--             User-defined quantity
516                CALL user_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
517
518          END SELECT
519
520       ENDDO
521
522    ENDIF
523
524!
525!-- Loop of all variables to be averaged.
526    DO  ii = 1, doav_n
527!
528!--       Temporary solution to account for data output within the new urban
529!--       surface model (urban_surface_mod.f90), see also SELECT CASE ( trimvar )
530          trimvar = TRIM( doav(ii) )
531          IF ( urban_surface  .AND.  trimvar(1:4) == 'usm_' )  THEN
532             trimvar = 'usm_output'
533          ENDIF
534!
535!--    Store the array chosen on the temporary array.
536       SELECT CASE ( trimvar )
537
538          CASE ( 'e' )
539             DO  i = nxlg, nxrg
540                DO  j = nysg, nyng
541                   DO  k = nzb, nzt+1
542                      e_av(k,j,i) = e_av(k,j,i) + e(k,j,i)
543                   ENDDO
544                ENDDO
545             ENDDO
546
547          CASE ( 'lpt' )
548             DO  i = nxlg, nxrg
549                DO  j = nysg, nyng
550                   DO  k = nzb, nzt+1
551                      lpt_av(k,j,i) = lpt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
552                   ENDDO
553                ENDDO
554             ENDDO
555
556          CASE ( 'lwp*' )
557             DO  i = nxlg, nxrg
558                DO  j = nysg, nyng
559                   lwp_av(j,i) = lwp_av(j,i) + SUM( ql(nzb:nzt,j,i)            &
560                                               * dzw(1:nzt+1) ) * rho_surface
561                ENDDO
562             ENDDO
563
564          CASE ( 'nc' )
565             DO  i = nxlg, nxrg
566                DO  j = nysg, nyng
567                   DO  k = nzb, nzt+1
568                      nc_av(k,j,i) = nc_av(k,j,i) + nc(k,j,i)
569                   ENDDO
570                ENDDO
571             ENDDO
572
573          CASE ( 'nr' )
574             DO  i = nxlg, nxrg
575                DO  j = nysg, nyng
576                   DO  k = nzb, nzt+1
577                      nr_av(k,j,i) = nr_av(k,j,i) + nr(k,j,i)
578                   ENDDO
579                ENDDO
580             ENDDO
581
582          CASE ( 'ol*' )
583             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
584                i = surf_def_h(0)%i(m)
585                j = surf_def_h(0)%j(m)
586                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_def_h(0)%ol(m)
587             ENDDO
588             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
589                i = surf_lsm_h%i(m)
590                j = surf_lsm_h%j(m)
591                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_lsm_h%ol(m)
592             ENDDO
593             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
594                i = surf_usm_h%i(m)
595                j = surf_usm_h%j(m)
596                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_usm_h%ol(m)
597             ENDDO
598
599          CASE ( 'p' )
600             DO  i = nxlg, nxrg
601                DO  j = nysg, nyng
602                   DO  k = nzb, nzt+1
603                      p_av(k,j,i) = p_av(k,j,i) + p(k,j,i)
604                   ENDDO
605                ENDDO
606             ENDDO
607
608          CASE ( 'pc' )
609             DO  i = nxl, nxr
610                DO  j = nys, nyn
611                   DO  k = nzb, nzt+1
612                      pc_av(k,j,i) = pc_av(k,j,i) + prt_count(k,j,i)
613                   ENDDO
614                ENDDO
615             ENDDO
616
617          CASE ( 'pr' )
618             DO  i = nxl, nxr
619                DO  j = nys, nyn
620                   DO  k = nzb, nzt+1
621                      number_of_particles = prt_count(k,j,i)
622                      IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
623                      particles => grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
624                      s_r2 = 0.0_wp
625                      s_r3 = 0.0_wp
626
627                      DO  n = 1, number_of_particles
628                         IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
629                            s_r2 = s_r2 + particles(n)%radius**2 * &
630                                particles(n)%weight_factor
631                            s_r3 = s_r3 + particles(n)%radius**3 * &
632                                particles(n)%weight_factor
633                         ENDIF
634                      ENDDO
635
636                      IF ( s_r2 > 0.0_wp )  THEN
637                         mean_r = s_r3 / s_r2
638                      ELSE
639                         mean_r = 0.0_wp
640                      ENDIF
641                      pr_av(k,j,i) = pr_av(k,j,i) + mean_r
642                   ENDDO
643                ENDDO
644             ENDDO
645
646
647          CASE ( 'pr*' )
648             DO  i = nxlg, nxrg
649                DO  j = nysg, nyng
650                   precipitation_rate_av(j,i) = precipitation_rate_av(j,i) + &
651                                                precipitation_rate(j,i)
652                ENDDO
653             ENDDO
654
655          CASE ( 'pt' )
656             IF ( .NOT. cloud_physics ) THEN
657             DO  i = nxlg, nxrg
658                DO  j = nysg, nyng
659                   DO  k = nzb, nzt+1
660                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
661                      ENDDO
662                   ENDDO
663                ENDDO
664             ELSE
665             DO  i = nxlg, nxrg
666                DO  j = nysg, nyng
667                   DO  k = nzb, nzt+1
668                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i) + l_d_cp * &
669                                                       pt_d_t(k) * ql(k,j,i)
670                      ENDDO
671                   ENDDO
672                ENDDO
673             ENDIF
674
675          CASE ( 'q' )
676             DO  i = nxlg, nxrg
677                DO  j = nysg, nyng
678                   DO  k = nzb, nzt+1
679                      q_av(k,j,i) = q_av(k,j,i) + q(k,j,i)
680                   ENDDO
681                ENDDO
682             ENDDO
683
684          CASE ( 'qc' )
685             DO  i = nxlg, nxrg
686                DO  j = nysg, nyng
687                   DO  k = nzb, nzt+1
688                      qc_av(k,j,i) = qc_av(k,j,i) + qc(k,j,i)
689                   ENDDO
690                ENDDO
691             ENDDO
692
693          CASE ( 'ql' )
694             DO  i = nxlg, nxrg
695                DO  j = nysg, nyng
696                   DO  k = nzb, nzt+1
697                      ql_av(k,j,i) = ql_av(k,j,i) + ql(k,j,i)
698                   ENDDO
699                ENDDO
700             ENDDO
701
702          CASE ( 'ql_c' )
703             DO  i = nxlg, nxrg
704                DO  j = nysg, nyng
705                   DO  k = nzb, nzt+1
706                      ql_c_av(k,j,i) = ql_c_av(k,j,i) + ql_c(k,j,i)
707                   ENDDO
708                ENDDO
709             ENDDO
710
711          CASE ( 'ql_v' )
712             DO  i = nxlg, nxrg
713                DO  j = nysg, nyng
714                   DO  k = nzb, nzt+1
715                      ql_v_av(k,j,i) = ql_v_av(k,j,i) + ql_v(k,j,i)
716                   ENDDO
717                ENDDO
718             ENDDO
719
720          CASE ( 'ql_vp' )
721             DO  i = nxl, nxr
722                DO  j = nys, nyn
723                   DO  k = nzb, nzt+1
724                      number_of_particles = prt_count(k,j,i)
725                      IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
726                      particles => grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
727                      DO  n = 1, number_of_particles
728                         IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
729                            ql_vp_av(k,j,i) = ql_vp_av(k,j,i) + &
730                                              particles(n)%weight_factor / &
731                                              number_of_particles
732                         ENDIF
733                      ENDDO
734                   ENDDO
735                ENDDO
736             ENDDO
737
738          CASE ( 'qr' )
739             DO  i = nxlg, nxrg
740                DO  j = nysg, nyng
741                   DO  k = nzb, nzt+1
742                      qr_av(k,j,i) = qr_av(k,j,i) + qr(k,j,i)
743                   ENDDO
744                ENDDO
745             ENDDO
746
747          CASE ( 'qsws*' )
748!
749!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
750!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
751!--          dynamic units.
752             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
753                i = surf_def_h(0)%i(m)
754                j = surf_def_h(0)%j(m)
755                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_def_h(0)%qsws(m) *          &
756                                              waterflux_output_conversion(k)
757             ENDDO
758             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
759                i = surf_lsm_h%i(m)
760                j = surf_lsm_h%j(m)
761                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_lsm_h%qsws(m) * l_v
762             ENDDO
763             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
764                i = surf_usm_h%i(m)
765                j = surf_usm_h%j(m)
766                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_usm_h%qsws(m) * l_v
767             ENDDO
768
769          CASE ( 'qv' )
770             DO  i = nxlg, nxrg
771                DO  j = nysg, nyng
772                   DO  k = nzb, nzt+1
773                      qv_av(k,j,i) = qv_av(k,j,i) + q(k,j,i) - ql(k,j,i)
774                   ENDDO
775                ENDDO
776             ENDDO
777
778          CASE ( 'r_a*' )
779             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
780                i   = surf_lsm_h%i(m)           
781                j   = surf_lsm_h%j(m)
782                r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) + surf_lsm_h%r_a(m)
783             ENDDO
784!
785!--          Please note, resistance is also applied at urban-type surfaces,
786!--          and is output only as a single variable. Here, tile approach is
787!--          already implemented, so for each surface fraction resistance
788!--          need to be summed-up.
789             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
790                i   = surf_usm_h%i(m)           
791                j   = surf_usm_h%j(m)
792                r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                                    &
793                           ( surf_usm_h%frac(0,m) * surf_usm_h%r_a(m)       +  & 
794                             surf_usm_h%frac(1,m) * surf_usm_h%r_a_green(m) +  & 
795                             surf_usm_h%frac(2,m) * surf_usm_h%r_a_window(m) )
796             ENDDO
797
798          CASE ( 'rho_ocean' )
799             DO  i = nxlg, nxrg
800                DO  j = nysg, nyng
801                   DO  k = nzb, nzt+1
802                      rho_ocean_av(k,j,i) = rho_ocean_av(k,j,i) + rho_ocean(k,j,i)
803                   ENDDO
804                ENDDO
805             ENDDO
806
807          CASE ( 's' )
808             DO  i = nxlg, nxrg
809                DO  j = nysg, nyng
810                   DO  k = nzb, nzt+1
811                      s_av(k,j,i) = s_av(k,j,i) + s(k,j,i)
812                   ENDDO
813                ENDDO
814             ENDDO
815
816          CASE ( 'sa' )
817             DO  i = nxlg, nxrg
818                DO  j = nysg, nyng
819                   DO  k = nzb, nzt+1
820                      sa_av(k,j,i) = sa_av(k,j,i) + sa(k,j,i)
821                   ENDDO
822                ENDDO
823             ENDDO
824
825          CASE ( 'shf*' )
826!
827!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
828!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
829!--          dynamic units.
830             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
831                i = surf_def_h(0)%i(m)
832                j = surf_def_h(0)%j(m)
833                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_def_h(0)%shf(m)  *            &
834                                            heatflux_output_conversion(k)
835             ENDDO
836             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
837                i = surf_lsm_h%i(m)
838                j = surf_lsm_h%j(m)
839                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_lsm_h%shf(m) * cp
840             ENDDO
841             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
842                i = surf_usm_h%i(m)
843                j = surf_usm_h%j(m)
844                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_usm_h%shf(m) * cp
845             ENDDO
846
847
848          CASE ( 'ssws*' )
849             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
850                i = surf_def_h(0)%i(m)
851                j = surf_def_h(0)%j(m)
852                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_def_h(0)%ssws(m)
853             ENDDO
854             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
855                i = surf_lsm_h%i(m)
856                j = surf_lsm_h%j(m)
857                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_lsm_h%ssws(m)
858             ENDDO
859             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
860                i = surf_usm_h%i(m)
861                j = surf_usm_h%j(m)
862                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_usm_h%ssws(m)
863             ENDDO
864
865          CASE ( 't*' )
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                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_def_h(0)%ts(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                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_lsm_h%ts(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                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_usm_h%ts(m)
880             ENDDO
881
882          CASE ( 'tsurf*' )
883             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
884                i   = surf_lsm_h%i(m)           
885                j   = surf_lsm_h%j(m)
886                tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) + surf_lsm_h%pt_surface(m)
887             ENDDO
888
889             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
890                i   = surf_usm_h%i(m)           
891                j   = surf_usm_h%j(m)
892                tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) + surf_usm_h%pt_surface(m)
893             ENDDO
894
895          CASE ( 'u' )
896             DO  i = nxlg, nxrg
897                DO  j = nysg, nyng
898                   DO  k = nzb, nzt+1
899                      u_av(k,j,i) = u_av(k,j,i) + u(k,j,i)
900                   ENDDO
901                ENDDO
902             ENDDO
903
904          CASE ( 'u*' )
905             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
906                i = surf_def_h(0)%i(m)
907                j = surf_def_h(0)%j(m)
908                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_def_h(0)%us(m)
909             ENDDO
910             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
911                i = surf_lsm_h%i(m)
912                j = surf_lsm_h%j(m)
913                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_lsm_h%us(m)
914             ENDDO
915             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
916                i = surf_usm_h%i(m)
917                j = surf_usm_h%j(m)
918                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_usm_h%us(m)
919             ENDDO
920
921          CASE ( 'v' )
922             DO  i = nxlg, nxrg
923                DO  j = nysg, nyng
924                   DO  k = nzb, nzt+1
925                      v_av(k,j,i) = v_av(k,j,i) + v(k,j,i)
926                   ENDDO
927                ENDDO
928             ENDDO
929
930          CASE ( 'vpt' )
931             DO  i = nxlg, nxrg
932                DO  j = nysg, nyng
933                   DO  k = nzb, nzt+1
934                      vpt_av(k,j,i) = vpt_av(k,j,i) + vpt(k,j,i)
935                   ENDDO
936                ENDDO
937             ENDDO
938
939          CASE ( 'w' )
940             DO  i = nxlg, nxrg
941                DO  j = nysg, nyng
942                   DO  k = nzb, nzt+1
943                      w_av(k,j,i) = w_av(k,j,i) + w(k,j,i)
944                   ENDDO
945                ENDDO
946             ENDDO
947
948          CASE ( 'z0*' )
949             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
950                i = surf_def_h(0)%i(m)
951                j = surf_def_h(0)%j(m)
952                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0(m)
953             ENDDO
954             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
955                i = surf_lsm_h%i(m)
956                j = surf_lsm_h%j(m)
957                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_lsm_h%z0(m)
958             ENDDO
959             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
960                i = surf_usm_h%i(m)
961                j = surf_usm_h%j(m)
962                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_usm_h%z0(m)
963             ENDDO
964
965          CASE ( 'z0h*' )
966             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
967                i = surf_def_h(0)%i(m)
968                j = surf_def_h(0)%j(m)
969                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0h(m)
970             ENDDO
971             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
972                i = surf_lsm_h%i(m)
973                j = surf_lsm_h%j(m)
974                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_lsm_h%z0h(m)
975             ENDDO
976             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
977                i = surf_usm_h%i(m)
978                j = surf_usm_h%j(m)
979                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_usm_h%z0h(m)
980             ENDDO
981
982          CASE ( 'z0q*' )
983             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
984                i = surf_def_h(0)%i(m)
985                j = surf_def_h(0)%j(m)
986                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0q(m)
987             ENDDO
988             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
989                i = surf_lsm_h%i(m)
990                j = surf_lsm_h%j(m)
991                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_lsm_h%z0q(m)
992             ENDDO
993             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
994                i = surf_usm_h%i(m)
995                j = surf_usm_h%j(m)
996                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_usm_h%z0q(m)
997             ENDDO
998!             
999!--       Block of urban surface model outputs.
1000!--       In case of urban surface variables it should be always checked
1001!--       if respective arrays are allocated, at least in case of a restart
1002!--       run, as usm arrays are not read from file at the moment.
1003          CASE ( 'usm_output' )
1004             CALL usm_average_3d_data( 'allocate', doav(ii) )
1005             CALL usm_average_3d_data( 'sum', doav(ii) )
1006
1007          CASE DEFAULT
1008!
1009!--          Turbulence closure module
1010             CALL tcm_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1011
1012!
1013!--          Land surface quantity
1014             IF ( land_surface )  THEN
1015                CALL lsm_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1016             ENDIF
1017
1018!
1019!--          Radiation quantity
1020             IF ( radiation )  THEN
1021                CALL radiation_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1022             ENDIF
1023
1024!
1025!--          Chemical quantity
1026             IF ( air_chemistry  .AND.  trimvar(1:3) == 'kc_')  THEN
1027                CALL chem_3d_data_averaging( 'sum',doav(ii) )
1028             ENDIF
1029
1030!
1031!--          UV exposure quantity
1032             IF ( uv_exposure )  THEN
1033                CALL uvem_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1034             ENDIF
1035
1036!
1037!--          User-defined quantity
1038             CALL user_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1039
1040       END SELECT
1041
1042    ENDDO
1043
1044    CALL cpu_log( log_point(34), 'sum_up_3d_data', 'stop' )
1045
1046
1047 END SUBROUTINE sum_up_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.