source: palm/trunk/SOURCE/sum_up_3d_data.f90 @ 2796

Last change on this file since 2796 was 2790, checked in by suehring, 6 years ago

Bugfix in summation of surface sensible and latent heat flux.

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 35.1 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 2790 2018-02-06 11:57:19Z suehring $
27! Bugfix in summation of surface sensible and latent heat flux
28!
29! 2766 2018-01-22 17:17:47Z kanani
30! Removed preprocessor directive __chem
31!
32! 2743 2018-01-12 16:03:39Z suehring
33! In case of natural- and urban-type surfaces output surfaces fluxes in W/m2.
34!
35! 2742 2018-01-12 14:59:47Z suehring
36! Enable output of surface temperature
37!
38! 2735 2018-01-11 12:01:27Z suehring
39! output of r_a moved from land-surface to consider also urban-type surfaces
40!
41! 2718 2018-01-02 08:49:38Z maronga
42! Corrected "Former revisions" section
43!
44! 2696 2017-12-14 17:12:51Z kanani
45! - Change in file header (GPL part)
46! - Implementation of uv exposure model (FK)
47! - output of diss_av, kh_av, km_av (turbulence_closure_mod) (TG)
48! - Implementation of chemistry module (FK)
49! - Workaround for sum-up usm arrays in case of restart runs, to avoid program
50!   crash (MS)
51!
52! 2292 2017-06-20 09:51:42Z schwenkel
53! Implementation of new microphysic scheme: cloud_scheme = 'morrison'
54! includes two more prognostic equations for cloud drop concentration (nc) 
55! and cloud water content (qc).
56!
57! 2233 2017-05-30 18:08:54Z suehring
58!
59! 2232 2017-05-30 17:47:52Z suehring
60! Adjustments to new surface concept
61!
62! 2031 2016-10-21 15:11:58Z knoop
63! renamed variable rho to rho_ocean and rho_av to rho_ocean_av
64!
65! 2024 2016-10-12 16:42:37Z kanani
66! Added missing CASE for ssws*
67!
68! 2011 2016-09-19 17:29:57Z kanani
69! Flag urban_surface is now defined in module control_parameters,
70! changed prefix for urban surface model output to "usm_",
71! introduced control parameter varnamelength for LEN of trimvar.
72!
73! 2007 2016-08-24 15:47:17Z kanani
74! Added support for new urban surface model (temporary modifications of
75! SELECT CASE ( ) necessary, see variable trimvar),
76! added comments in variable declaration section
77!
78! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
79! Forced header and separation lines into 80 columns
80!
81! 1992 2016-08-12 15:14:59Z suehring
82! Bugfix in summation of passive scalar
83!
84! 1976 2016-07-27 13:28:04Z maronga
85! Radiation actions are now done directly in the respective module
86!
87! 1972 2016-07-26 07:52:02Z maronga
88! Land surface actions are now done directly in the respective module
89!
90! 1960 2016-07-12 16:34:24Z suehring
91! Scalar surface flux added
92!
93! 1949 2016-06-17 07:19:16Z maronga
94! Bugfix: calculation of lai_av, c_veg_av and c_liq_av.
95!
96! 1849 2016-04-08 11:33:18Z hoffmann
97! precipitation_rate moved to arrays_3d
98!
99! 1788 2016-03-10 11:01:04Z maronga
100! Added z0q and z0q_av
101!
102! 1693 2015-10-27 08:35:45Z maronga
103! Last revision text corrected
104!
105! 1691 2015-10-26 16:17:44Z maronga
106! Added output of Obukhov length and radiative heating rates for RRTMG.
107! Corrected output of liquid water path.
108!
109! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
110! Code annotations made doxygen readable
111!
112! 1585 2015-04-30 07:05:52Z maronga
113! Adapted for RRTMG
114!
115! 1555 2015-03-04 17:44:27Z maronga
116! Added output of r_a and r_s
117!
118! 1551 2015-03-03 14:18:16Z maronga
119! Added support for land surface model and radiation model data.
120!
121! 1359 2014-04-11 17:15:14Z hoffmann
122! New particle structure integrated.
123!
124! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
125! REAL constants provided with KIND-attribute
126!
127! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
128! ONLY-attribute added to USE-statements,
129! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
130! kinds are defined in new module kinds,
131! old module precision_kind is removed,
132! revision history before 2012 removed,
133! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
134! all variable declaration statements
135!
136! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
137! barrier argument removed from cpu_log,
138! module interfaces removed
139!
140! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
141! ql is calculated by calc_liquid_water_content
142!
143! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
144! +nr, prr, qr
145!
146! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
147! code put under GPL (PALM 3.9)
148!
149! 1007 2012-09-19 14:30:36Z franke
150! Bugfix in calculation of ql_vp
151!
152! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
153! +z0h*
154!
155! Revision 1.1  2006/02/23 12:55:23  raasch
156! Initial revision
157!
158!
159! Description:
160! ------------
161!> Sum-up the values of 3d-arrays. The real averaging is later done in routine
162!> average_3d_data.
163!------------------------------------------------------------------------------!
164 SUBROUTINE sum_up_3d_data
165 
166
167    USE arrays_3d,                                                             &
168        ONLY:  dzw, e, heatflux_output_conversion, nc, nr, p, pt,              &
169               precipitation_rate, q, qc, ql, ql_c,                            &
170               ql_v, qr, rho_ocean, s, sa, u, v, vpt, w,                       &
171               waterflux_output_conversion
172
173    USE averaging,                                                             &
174        ONLY:  diss_av, e_av, kh_av, km_av, lpt_av, lwp_av, nc_av, nr_av,      &
175               ol_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, precipitation_rate_av, pt_av,&
176               q_av, qc_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qsws_av, &
177               qv_av, r_a_av, rho_ocean_av, s_av, sa_av, shf_av, ssws_av,      &
178               ts_av, tsurf_av, u_av, us_av, v_av, vpt_av, w_av, z0_av, z0h_av,&
179               z0q_av
180    USE chemistry_model_mod,                                                   &
181        ONLY:  chem_3d_data_averaging, chem_integrate, chem_species, nspec                                   
182
183    USE cloud_parameters,                                                      &
184        ONLY:  cp, l_d_cp, l_v, pt_d_t
185
186    USE control_parameters,                                                    &
187        ONLY:  air_chemistry, average_count_3d, cloud_physics, doav, doav_n,   &
188               land_surface, rho_surface, urban_surface, uv_exposure,          &
189               varnamelength
190
191    USE cpulog,                                                                &
192        ONLY:  cpu_log, log_point
193
194    USE indices,                                                               &
195        ONLY:  nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt 
196
197    USE kinds
198
199    USE land_surface_model_mod,                                                &
200        ONLY:  lsm_3d_data_averaging
201
202    USE particle_attributes,                                                   &
203        ONLY:  grid_particles, number_of_particles, particles, prt_count
204
205    USE radiation_model_mod,                                                   &
206        ONLY:  radiation, radiation_3d_data_averaging
207
208    USE surface_mod,                                                           &
209        ONLY:  surf_def_h, surf_lsm_h, surf_usm_h
210
211    USE turbulence_closure_mod,                                                &
212        ONLY:  tcm_3d_data_averaging
213
214    USE urban_surface_mod,                                                     &
215        ONLY:  usm_average_3d_data
216
217    USE uv_exposure_model_mod,                                                &
218        ONLY:  uvem_3d_data_averaging
219
220
221    IMPLICIT NONE
222
223    INTEGER(iwp) ::  i   !< grid index x direction
224    INTEGER(iwp) ::  ii  !< running index
225    INTEGER(iwp) ::  j   !< grid index y direction
226    INTEGER(iwp) ::  k   !< grid index x direction
227    INTEGER(iwp) ::  m   !< running index surface type
228    INTEGER(iwp) ::  n   !<
229
230    REAL(wp)     ::  mean_r !<
231    REAL(wp)     ::  s_r2   !<
232    REAL(wp)     ::  s_r3   !<
233
234    CHARACTER (LEN=varnamelength) ::  trimvar  !< TRIM of output-variable string
235
236
237    CALL cpu_log (log_point(34),'sum_up_3d_data','start')
238
239!
240!-- Allocate and initialize the summation arrays if called for the very first
241!-- time or the first time after average_3d_data has been called
242!-- (some or all of the arrays may have been already allocated
243!-- in read_3d_binary)
244    IF ( average_count_3d == 0 )  THEN
245
246       DO  ii = 1, doav_n
247!
248!--       Temporary solution to account for data output within the new urban
249!--       surface model (urban_surface_mod.f90), see also SELECT CASE ( trimvar )
250          trimvar = TRIM( doav(ii) )
251          IF ( urban_surface  .AND.  trimvar(1:4) == 'usm_' )  THEN
252             trimvar = 'usm_output'
253          ENDIF
254       
255          SELECT CASE ( trimvar )
256
257             CASE ( 'e' )
258                IF ( .NOT. ALLOCATED( e_av ) )  THEN
259                   ALLOCATE( e_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
260                ENDIF
261                e_av = 0.0_wp
262
263             CASE ( 'lpt' )
264                IF ( .NOT. ALLOCATED( lpt_av ) )  THEN
265                   ALLOCATE( lpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
266                ENDIF
267                lpt_av = 0.0_wp
268
269             CASE ( 'lwp*' )
270                IF ( .NOT. ALLOCATED( lwp_av ) )  THEN
271                   ALLOCATE( lwp_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
272                ENDIF
273                lwp_av = 0.0_wp
274
275             CASE ( 'nc' )
276                IF ( .NOT. ALLOCATED( nc_av ) )  THEN
277                   ALLOCATE( nc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
278                ENDIF
279                nc_av = 0.0_wp
280
281             CASE ( 'nr' )
282                IF ( .NOT. ALLOCATED( nr_av ) )  THEN
283                   ALLOCATE( nr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
284                ENDIF
285                nr_av = 0.0_wp
286
287             CASE ( 'ol*' )
288                IF ( .NOT. ALLOCATED( ol_av ) )  THEN
289                   ALLOCATE( ol_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
290                ENDIF
291                ol_av = 0.0_wp
292
293             CASE ( 'p' )
294                IF ( .NOT. ALLOCATED( p_av ) )  THEN
295                   ALLOCATE( p_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
296                ENDIF
297                p_av = 0.0_wp
298
299             CASE ( 'pc' )
300                IF ( .NOT. ALLOCATED( pc_av ) )  THEN
301                   ALLOCATE( pc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
302                ENDIF
303                pc_av = 0.0_wp
304
305             CASE ( 'pr' )
306                IF ( .NOT. ALLOCATED( pr_av ) )  THEN
307                   ALLOCATE( pr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
308                ENDIF
309                pr_av = 0.0_wp
310
311             CASE ( 'prr' )
312                IF ( .NOT. ALLOCATED( prr_av ) )  THEN
313                   ALLOCATE( prr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
314                ENDIF
315                prr_av = 0.0_wp
316
317             CASE ( 'prr*' )
318                IF ( .NOT. ALLOCATED( precipitation_rate_av ) )  THEN
319                   ALLOCATE( precipitation_rate_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
320                ENDIF
321                precipitation_rate_av = 0.0_wp
322
323             CASE ( 'pt' )
324                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_av ) )  THEN
325                   ALLOCATE( pt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
326                ENDIF
327                pt_av = 0.0_wp
328
329             CASE ( 'q' )
330                IF ( .NOT. ALLOCATED( q_av ) )  THEN
331                   ALLOCATE( q_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
332                ENDIF
333                q_av = 0.0_wp
334
335             CASE ( 'qc' )
336                IF ( .NOT. ALLOCATED( qc_av ) )  THEN
337                   ALLOCATE( qc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
338                ENDIF
339                qc_av = 0.0_wp
340
341             CASE ( 'ql' )
342                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_av ) )  THEN
343                   ALLOCATE( ql_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
344                ENDIF
345                ql_av = 0.0_wp
346
347             CASE ( 'ql_c' )
348                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_c_av ) )  THEN
349                   ALLOCATE( ql_c_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
350                ENDIF
351                ql_c_av = 0.0_wp
352
353             CASE ( 'ql_v' )
354                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_v_av ) )  THEN
355                   ALLOCATE( ql_v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
356                ENDIF
357                ql_v_av = 0.0_wp
358
359             CASE ( 'ql_vp' )
360                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_vp_av ) )  THEN
361                   ALLOCATE( ql_vp_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
362                ENDIF
363                ql_vp_av = 0.0_wp
364
365             CASE ( 'qr' )
366                IF ( .NOT. ALLOCATED( qr_av ) )  THEN
367                   ALLOCATE( qr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
368                ENDIF
369                qr_av = 0.0_wp
370
371             CASE ( 'qsws*' )
372                IF ( .NOT. ALLOCATED( qsws_av ) )  THEN
373                   ALLOCATE( qsws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
374                ENDIF
375                qsws_av = 0.0_wp
376
377             CASE ( 'qv' )
378                IF ( .NOT. ALLOCATED( qv_av ) )  THEN
379                   ALLOCATE( qv_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
380                ENDIF
381                qv_av = 0.0_wp
382
383             CASE ( 'r_a*' )
384                IF ( .NOT. ALLOCATED( r_a_av ) )  THEN
385                   ALLOCATE( r_a_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
386                ENDIF
387                r_a_av = 0.0_wp
388
389             CASE ( 'rho_ocean' )
390                IF ( .NOT. ALLOCATED( rho_ocean_av ) )  THEN
391                   ALLOCATE( rho_ocean_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
392                ENDIF
393                rho_ocean_av = 0.0_wp
394
395             CASE ( 's' )
396                IF ( .NOT. ALLOCATED( s_av ) )  THEN
397                   ALLOCATE( s_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
398                ENDIF
399                s_av = 0.0_wp
400
401             CASE ( 'sa' )
402                IF ( .NOT. ALLOCATED( sa_av ) )  THEN
403                   ALLOCATE( sa_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
404                ENDIF
405                sa_av = 0.0_wp
406
407             CASE ( 'shf*' )
408                IF ( .NOT. ALLOCATED( shf_av ) )  THEN
409                   ALLOCATE( shf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
410                ENDIF
411                shf_av = 0.0_wp
412               
413             CASE ( 'ssws*' )
414                IF ( .NOT. ALLOCATED( ssws_av ) )  THEN
415                   ALLOCATE( ssws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
416                ENDIF
417                ssws_av = 0.0_wp               
418
419             CASE ( 't*' )
420                IF ( .NOT. ALLOCATED( ts_av ) )  THEN
421                   ALLOCATE( ts_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
422                ENDIF
423                ts_av = 0.0_wp
424
425             CASE ( 'tsurf*' )
426                IF ( .NOT. ALLOCATED( tsurf_av ) )  THEN
427                   ALLOCATE( tsurf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
428                ENDIF
429                tsurf_av = 0.0_wp
430
431             CASE ( 'u' )
432                IF ( .NOT. ALLOCATED( u_av ) )  THEN
433                   ALLOCATE( u_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
434                ENDIF
435                u_av = 0.0_wp
436
437             CASE ( 'u*' )
438                IF ( .NOT. ALLOCATED( us_av ) )  THEN
439                   ALLOCATE( us_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
440                ENDIF
441                us_av = 0.0_wp
442
443             CASE ( 'v' )
444                IF ( .NOT. ALLOCATED( v_av ) )  THEN
445                   ALLOCATE( v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
446                ENDIF
447                v_av = 0.0_wp
448
449             CASE ( 'vpt' )
450                IF ( .NOT. ALLOCATED( vpt_av ) )  THEN
451                   ALLOCATE( vpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
452                ENDIF
453                vpt_av = 0.0_wp
454
455             CASE ( 'w' )
456                IF ( .NOT. ALLOCATED( w_av ) )  THEN
457                   ALLOCATE( w_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
458                ENDIF
459                w_av = 0.0_wp
460
461             CASE ( 'z0*' )
462                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0_av ) )  THEN
463                   ALLOCATE( z0_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
464                ENDIF
465                z0_av = 0.0_wp
466
467             CASE ( 'z0h*' )
468                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0h_av ) )  THEN
469                   ALLOCATE( z0h_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
470                ENDIF
471                z0h_av = 0.0_wp
472
473             CASE ( 'z0q*' )
474                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0q_av ) )  THEN
475                   ALLOCATE( z0q_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
476                ENDIF
477                z0q_av = 0.0_wp
478!             
479!--          Block of urban surface model outputs
480             CASE ( 'usm_output' )
481
482                CALL usm_average_3d_data( 'allocate', doav(ii) )
483             
484
485             CASE DEFAULT
486
487!
488!--             Turbulence closure module
489                CALL tcm_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
490
491!
492!--             Land surface quantity
493                IF ( land_surface )  THEN
494                   CALL lsm_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
495                ENDIF
496
497!
498!--             Radiation quantity
499                IF ( radiation )  THEN
500                   CALL radiation_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
501                ENDIF
502
503!
504!--             Chemical quantity                                           
505#if defined( __chem )               
506                IF ( air_chemistry  .AND.  trimvar(1:3) == 'kc_')  THEN
507                   CALL chem_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
508                ENDIF
509#endif
510
511!
512!--             UV exposure quantity
513                IF ( uv_exposure  .AND.  trimvar(1:5) == 'uvem_')  THEN
514                   CALL uvem_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
515                ENDIF
516
517!
518!--             User-defined quantity
519                CALL user_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
520
521          END SELECT
522
523       ENDDO
524
525    ENDIF
526
527!
528!-- Loop of all variables to be averaged.
529    DO  ii = 1, doav_n
530!
531!--       Temporary solution to account for data output within the new urban
532!--       surface model (urban_surface_mod.f90), see also SELECT CASE ( trimvar )
533          trimvar = TRIM( doav(ii) )
534          IF ( urban_surface  .AND.  trimvar(1:4) == 'usm_' )  THEN
535             trimvar = 'usm_output'
536          ENDIF
537!
538!--    Store the array chosen on the temporary array.
539       SELECT CASE ( trimvar )
540
541          CASE ( 'e' )
542             DO  i = nxlg, nxrg
543                DO  j = nysg, nyng
544                   DO  k = nzb, nzt+1
545                      e_av(k,j,i) = e_av(k,j,i) + e(k,j,i)
546                   ENDDO
547                ENDDO
548             ENDDO
549
550          CASE ( 'lpt' )
551             DO  i = nxlg, nxrg
552                DO  j = nysg, nyng
553                   DO  k = nzb, nzt+1
554                      lpt_av(k,j,i) = lpt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
555                   ENDDO
556                ENDDO
557             ENDDO
558
559          CASE ( 'lwp*' )
560             DO  i = nxlg, nxrg
561                DO  j = nysg, nyng
562                   lwp_av(j,i) = lwp_av(j,i) + SUM( ql(nzb:nzt,j,i)            &
563                                               * dzw(1:nzt+1) ) * rho_surface
564                ENDDO
565             ENDDO
566
567          CASE ( 'nc' )
568             DO  i = nxlg, nxrg
569                DO  j = nysg, nyng
570                   DO  k = nzb, nzt+1
571                      nc_av(k,j,i) = nc_av(k,j,i) + nc(k,j,i)
572                   ENDDO
573                ENDDO
574             ENDDO
575
576          CASE ( 'nr' )
577             DO  i = nxlg, nxrg
578                DO  j = nysg, nyng
579                   DO  k = nzb, nzt+1
580                      nr_av(k,j,i) = nr_av(k,j,i) + nr(k,j,i)
581                   ENDDO
582                ENDDO
583             ENDDO
584
585          CASE ( 'ol*' )
586             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
587                i = surf_def_h(0)%i(m)
588                j = surf_def_h(0)%j(m)
589                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_def_h(0)%ol(m)
590             ENDDO
591             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
592                i = surf_lsm_h%i(m)
593                j = surf_lsm_h%j(m)
594                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_lsm_h%ol(m)
595             ENDDO
596             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
597                i = surf_usm_h%i(m)
598                j = surf_usm_h%j(m)
599                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_usm_h%ol(m)
600             ENDDO
601
602          CASE ( 'p' )
603             DO  i = nxlg, nxrg
604                DO  j = nysg, nyng
605                   DO  k = nzb, nzt+1
606                      p_av(k,j,i) = p_av(k,j,i) + p(k,j,i)
607                   ENDDO
608                ENDDO
609             ENDDO
610
611          CASE ( 'pc' )
612             DO  i = nxl, nxr
613                DO  j = nys, nyn
614                   DO  k = nzb, nzt+1
615                      pc_av(k,j,i) = pc_av(k,j,i) + prt_count(k,j,i)
616                   ENDDO
617                ENDDO
618             ENDDO
619
620          CASE ( 'pr' )
621             DO  i = nxl, nxr
622                DO  j = nys, nyn
623                   DO  k = nzb, nzt+1
624                      number_of_particles = prt_count(k,j,i)
625                      IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
626                      particles => grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
627                      s_r2 = 0.0_wp
628                      s_r3 = 0.0_wp
629
630                      DO  n = 1, number_of_particles
631                         IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
632                            s_r2 = s_r2 + particles(n)%radius**2 * &
633                                particles(n)%weight_factor
634                            s_r3 = s_r3 + particles(n)%radius**3 * &
635                                particles(n)%weight_factor
636                         ENDIF
637                      ENDDO
638
639                      IF ( s_r2 > 0.0_wp )  THEN
640                         mean_r = s_r3 / s_r2
641                      ELSE
642                         mean_r = 0.0_wp
643                      ENDIF
644                      pr_av(k,j,i) = pr_av(k,j,i) + mean_r
645                   ENDDO
646                ENDDO
647             ENDDO
648
649
650          CASE ( 'pr*' )
651             DO  i = nxlg, nxrg
652                DO  j = nysg, nyng
653                   precipitation_rate_av(j,i) = precipitation_rate_av(j,i) + &
654                                                precipitation_rate(j,i)
655                ENDDO
656             ENDDO
657
658          CASE ( 'pt' )
659             IF ( .NOT. cloud_physics ) THEN
660             DO  i = nxlg, nxrg
661                DO  j = nysg, nyng
662                   DO  k = nzb, nzt+1
663                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
664                      ENDDO
665                   ENDDO
666                ENDDO
667             ELSE
668             DO  i = nxlg, nxrg
669                DO  j = nysg, nyng
670                   DO  k = nzb, nzt+1
671                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i) + l_d_cp * &
672                                                       pt_d_t(k) * ql(k,j,i)
673                      ENDDO
674                   ENDDO
675                ENDDO
676             ENDIF
677
678          CASE ( 'q' )
679             DO  i = nxlg, nxrg
680                DO  j = nysg, nyng
681                   DO  k = nzb, nzt+1
682                      q_av(k,j,i) = q_av(k,j,i) + q(k,j,i)
683                   ENDDO
684                ENDDO
685             ENDDO
686
687          CASE ( 'qc' )
688             DO  i = nxlg, nxrg
689                DO  j = nysg, nyng
690                   DO  k = nzb, nzt+1
691                      qc_av(k,j,i) = qc_av(k,j,i) + qc(k,j,i)
692                   ENDDO
693                ENDDO
694             ENDDO
695
696          CASE ( 'ql' )
697             DO  i = nxlg, nxrg
698                DO  j = nysg, nyng
699                   DO  k = nzb, nzt+1
700                      ql_av(k,j,i) = ql_av(k,j,i) + ql(k,j,i)
701                   ENDDO
702                ENDDO
703             ENDDO
704
705          CASE ( 'ql_c' )
706             DO  i = nxlg, nxrg
707                DO  j = nysg, nyng
708                   DO  k = nzb, nzt+1
709                      ql_c_av(k,j,i) = ql_c_av(k,j,i) + ql_c(k,j,i)
710                   ENDDO
711                ENDDO
712             ENDDO
713
714          CASE ( 'ql_v' )
715             DO  i = nxlg, nxrg
716                DO  j = nysg, nyng
717                   DO  k = nzb, nzt+1
718                      ql_v_av(k,j,i) = ql_v_av(k,j,i) + ql_v(k,j,i)
719                   ENDDO
720                ENDDO
721             ENDDO
722
723          CASE ( 'ql_vp' )
724             DO  i = nxl, nxr
725                DO  j = nys, nyn
726                   DO  k = nzb, nzt+1
727                      number_of_particles = prt_count(k,j,i)
728                      IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
729                      particles => grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
730                      DO  n = 1, number_of_particles
731                         IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
732                            ql_vp_av(k,j,i) = ql_vp_av(k,j,i) + &
733                                              particles(n)%weight_factor / &
734                                              number_of_particles
735                         ENDIF
736                      ENDDO
737                   ENDDO
738                ENDDO
739             ENDDO
740
741          CASE ( 'qr' )
742             DO  i = nxlg, nxrg
743                DO  j = nysg, nyng
744                   DO  k = nzb, nzt+1
745                      qr_av(k,j,i) = qr_av(k,j,i) + qr(k,j,i)
746                   ENDDO
747                ENDDO
748             ENDDO
749
750          CASE ( 'qsws*' )
751!
752!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
753!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
754!--          dynamic units.
755             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
756                i = surf_def_h(0)%i(m)
757                j = surf_def_h(0)%j(m)
758                k = surf_def_h(0)%k(m)
759                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_def_h(0)%qsws(m) *          &
760                                              waterflux_output_conversion(k)
761             ENDDO
762             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
763                i = surf_lsm_h%i(m)
764                j = surf_lsm_h%j(m)
765                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_lsm_h%qsws(m) * l_v
766             ENDDO
767             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
768                i = surf_usm_h%i(m)
769                j = surf_usm_h%j(m)
770                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_usm_h%qsws(m) * l_v
771             ENDDO
772
773          CASE ( 'qv' )
774             DO  i = nxlg, nxrg
775                DO  j = nysg, nyng
776                   DO  k = nzb, nzt+1
777                      qv_av(k,j,i) = qv_av(k,j,i) + q(k,j,i) - ql(k,j,i)
778                   ENDDO
779                ENDDO
780             ENDDO
781
782          CASE ( 'r_a*' )
783             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
784                i   = surf_lsm_h%i(m)           
785                j   = surf_lsm_h%j(m)
786                r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) + surf_lsm_h%r_a(m)
787             ENDDO
788!
789!--          Please note, resistance is also applied at urban-type surfaces,
790!--          and is output only as a single variable. Here, tile approach is
791!--          already implemented, so for each surface fraction resistance
792!--          need to be summed-up.
793             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
794                i   = surf_usm_h%i(m)           
795                j   = surf_usm_h%j(m)
796                r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                                    &
797                           ( surf_usm_h%frac(0,m) * surf_usm_h%r_a(m)       +  & 
798                             surf_usm_h%frac(1,m) * surf_usm_h%r_a_green(m) +  & 
799                             surf_usm_h%frac(2,m) * surf_usm_h%r_a_window(m) )
800             ENDDO
801
802          CASE ( 'rho_ocean' )
803             DO  i = nxlg, nxrg
804                DO  j = nysg, nyng
805                   DO  k = nzb, nzt+1
806                      rho_ocean_av(k,j,i) = rho_ocean_av(k,j,i) + rho_ocean(k,j,i)
807                   ENDDO
808                ENDDO
809             ENDDO
810
811          CASE ( 's' )
812             DO  i = nxlg, nxrg
813                DO  j = nysg, nyng
814                   DO  k = nzb, nzt+1
815                      s_av(k,j,i) = s_av(k,j,i) + s(k,j,i)
816                   ENDDO
817                ENDDO
818             ENDDO
819
820          CASE ( 'sa' )
821             DO  i = nxlg, nxrg
822                DO  j = nysg, nyng
823                   DO  k = nzb, nzt+1
824                      sa_av(k,j,i) = sa_av(k,j,i) + sa(k,j,i)
825                   ENDDO
826                ENDDO
827             ENDDO
828
829          CASE ( 'shf*' )
830!
831!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
832!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
833!--          dynamic units.
834             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
835                i = surf_def_h(0)%i(m)
836                j = surf_def_h(0)%j(m)
837                k = surf_def_h(0)%k(m)
838                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_def_h(0)%shf(m)  *            &
839                                            heatflux_output_conversion(k)
840             ENDDO
841             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
842                i = surf_lsm_h%i(m)
843                j = surf_lsm_h%j(m)
844                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_lsm_h%shf(m) * cp
845             ENDDO
846             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
847                i = surf_usm_h%i(m)
848                j = surf_usm_h%j(m)
849                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_usm_h%shf(m) * cp
850             ENDDO
851
852          CASE ( 'ssws*' )
853             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
854                i = surf_def_h(0)%i(m)
855                j = surf_def_h(0)%j(m)
856                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_def_h(0)%ssws(m)
857             ENDDO
858             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
859                i = surf_lsm_h%i(m)
860                j = surf_lsm_h%j(m)
861                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_lsm_h%ssws(m)
862             ENDDO
863             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
864                i = surf_usm_h%i(m)
865                j = surf_usm_h%j(m)
866                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_usm_h%ssws(m)
867             ENDDO
868
869          CASE ( 't*' )
870             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
871                i = surf_def_h(0)%i(m)
872                j = surf_def_h(0)%j(m)
873                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_def_h(0)%ts(m)
874             ENDDO
875             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
876                i = surf_lsm_h%i(m)
877                j = surf_lsm_h%j(m)
878                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_lsm_h%ts(m)
879             ENDDO
880             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
881                i = surf_usm_h%i(m)
882                j = surf_usm_h%j(m)
883                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_usm_h%ts(m)
884             ENDDO
885
886          CASE ( 'tsurf*' )
887             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
888                i   = surf_lsm_h%i(m)           
889                j   = surf_lsm_h%j(m)
890                tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) + surf_lsm_h%pt_surface(m)
891             ENDDO
892
893             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
894                i   = surf_usm_h%i(m)           
895                j   = surf_usm_h%j(m)
896                tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) + surf_usm_h%pt_surface(m)
897             ENDDO
898
899          CASE ( 'u' )
900             DO  i = nxlg, nxrg
901                DO  j = nysg, nyng
902                   DO  k = nzb, nzt+1
903                      u_av(k,j,i) = u_av(k,j,i) + u(k,j,i)
904                   ENDDO
905                ENDDO
906             ENDDO
907
908          CASE ( 'u*' )
909             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
910                i = surf_def_h(0)%i(m)
911                j = surf_def_h(0)%j(m)
912                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_def_h(0)%us(m)
913             ENDDO
914             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
915                i = surf_lsm_h%i(m)
916                j = surf_lsm_h%j(m)
917                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_lsm_h%us(m)
918             ENDDO
919             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
920                i = surf_usm_h%i(m)
921                j = surf_usm_h%j(m)
922                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_usm_h%us(m)
923             ENDDO
924
925          CASE ( 'v' )
926             DO  i = nxlg, nxrg
927                DO  j = nysg, nyng
928                   DO  k = nzb, nzt+1
929                      v_av(k,j,i) = v_av(k,j,i) + v(k,j,i)
930                   ENDDO
931                ENDDO
932             ENDDO
933
934          CASE ( 'vpt' )
935             DO  i = nxlg, nxrg
936                DO  j = nysg, nyng
937                   DO  k = nzb, nzt+1
938                      vpt_av(k,j,i) = vpt_av(k,j,i) + vpt(k,j,i)
939                   ENDDO
940                ENDDO
941             ENDDO
942
943          CASE ( 'w' )
944             DO  i = nxlg, nxrg
945                DO  j = nysg, nyng
946                   DO  k = nzb, nzt+1
947                      w_av(k,j,i) = w_av(k,j,i) + w(k,j,i)
948                   ENDDO
949                ENDDO
950             ENDDO
951
952          CASE ( 'z0*' )
953             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
954                i = surf_def_h(0)%i(m)
955                j = surf_def_h(0)%j(m)
956                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0(m)
957             ENDDO
958             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
959                i = surf_lsm_h%i(m)
960                j = surf_lsm_h%j(m)
961                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_lsm_h%z0(m)
962             ENDDO
963             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
964                i = surf_usm_h%i(m)
965                j = surf_usm_h%j(m)
966                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_usm_h%z0(m)
967             ENDDO
968
969          CASE ( 'z0h*' )
970             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
971                i = surf_def_h(0)%i(m)
972                j = surf_def_h(0)%j(m)
973                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0h(m)
974             ENDDO
975             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
976                i = surf_lsm_h%i(m)
977                j = surf_lsm_h%j(m)
978                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_lsm_h%z0h(m)
979             ENDDO
980             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
981                i = surf_usm_h%i(m)
982                j = surf_usm_h%j(m)
983                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_usm_h%z0h(m)
984             ENDDO
985
986          CASE ( 'z0q*' )
987             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
988                i = surf_def_h(0)%i(m)
989                j = surf_def_h(0)%j(m)
990                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0q(m)
991             ENDDO
992             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
993                i = surf_lsm_h%i(m)
994                j = surf_lsm_h%j(m)
995                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_lsm_h%z0q(m)
996             ENDDO
997             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
998                i = surf_usm_h%i(m)
999                j = surf_usm_h%j(m)
1000                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_usm_h%z0q(m)
1001             ENDDO
1002!             
1003!--       Block of urban surface model outputs.
1004!--       In case of urban surface variables it should be always checked
1005!--       if respective arrays are allocated, at least in case of a restart
1006!--       run, as usm arrays are not read from file at the moment.
1007          CASE ( 'usm_output' )
1008             CALL usm_average_3d_data( 'allocate', doav(ii) )
1009             CALL usm_average_3d_data( 'sum', doav(ii) )
1010
1011          CASE DEFAULT
1012!
1013!--          Turbulence closure module
1014             CALL tcm_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1015
1016!
1017!--          Land surface quantity
1018             IF ( land_surface )  THEN
1019                CALL lsm_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1020             ENDIF
1021
1022!
1023!--          Radiation quantity
1024             IF ( radiation )  THEN
1025                CALL radiation_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1026             ENDIF
1027
1028!
1029!--          Chemical quantity
1030             IF ( air_chemistry  .AND.  trimvar(1:3) == 'kc_')  THEN
1031                CALL chem_3d_data_averaging( 'sum',doav(ii) )
1032             ENDIF
1033
1034!
1035!--          UV exposure quantity
1036             IF ( uv_exposure )  THEN
1037                CALL uvem_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1038             ENDIF
1039
1040!
1041!--          User-defined quantity
1042             CALL user_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1043
1044       END SELECT
1045
1046    ENDDO
1047
1048    CALL cpu_log( log_point(34), 'sum_up_3d_data', 'stop' )
1049
1050
1051 END SUBROUTINE sum_up_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.