source: palm/trunk/SOURCE/sum_up_3d_data.f90 @ 2798

Last change on this file since 2798 was 2798, checked in by suehring, 6 years ago

Bugfix initialization of %pt_surface array; Output of surface temperature also for default-type surfaces

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 36.6 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 2798 2018-02-09 17:16:39Z suehring $
27! Consider also default-type surfaces for surface temperature output.
28!
29! 2797 2018-02-08 13:24:35Z suehring
30! Enable output of ground-heat flux also at urban surfaces.
31!
32! 2790 2018-02-06 11:57:19Z suehring
33! Bugfix in summation of surface sensible and latent heat flux
34!
35! 2766 2018-01-22 17:17:47Z kanani
36! Removed preprocessor directive __chem
37!
38! 2743 2018-01-12 16:03:39Z suehring
39! In case of natural- and urban-type surfaces output surfaces fluxes in W/m2.
40!
41! 2742 2018-01-12 14:59:47Z suehring
42! Enable output of surface temperature
43!
44! 2735 2018-01-11 12:01:27Z suehring
45! output of r_a moved from land-surface to consider also urban-type surfaces
46!
47! 2718 2018-01-02 08:49:38Z maronga
48! Corrected "Former revisions" section
49!
50! 2696 2017-12-14 17:12:51Z kanani
51! - Change in file header (GPL part)
52! - Implementation of uv exposure model (FK)
53! - output of diss_av, kh_av, km_av (turbulence_closure_mod) (TG)
54! - Implementation of chemistry module (FK)
55! - Workaround for sum-up usm arrays in case of restart runs, to avoid program
56!   crash (MS)
57!
58! 2292 2017-06-20 09:51:42Z schwenkel
59! Implementation of new microphysic scheme: cloud_scheme = 'morrison'
60! includes two more prognostic equations for cloud drop concentration (nc) 
61! and cloud water content (qc).
62!
63! 2233 2017-05-30 18:08:54Z suehring
64!
65! 2232 2017-05-30 17:47:52Z suehring
66! Adjustments to new surface concept
67!
68! 2031 2016-10-21 15:11:58Z knoop
69! renamed variable rho to rho_ocean and rho_av to rho_ocean_av
70!
71! 2024 2016-10-12 16:42:37Z kanani
72! Added missing CASE for ssws*
73!
74! 2011 2016-09-19 17:29:57Z kanani
75! Flag urban_surface is now defined in module control_parameters,
76! changed prefix for urban surface model output to "usm_",
77! introduced control parameter varnamelength for LEN of trimvar.
78!
79! 2007 2016-08-24 15:47:17Z kanani
80! Added support for new urban surface model (temporary modifications of
81! SELECT CASE ( ) necessary, see variable trimvar),
82! added comments in variable declaration section
83!
84! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
85! Forced header and separation lines into 80 columns
86!
87! 1992 2016-08-12 15:14:59Z suehring
88! Bugfix in summation of passive scalar
89!
90! 1976 2016-07-27 13:28:04Z maronga
91! Radiation actions are now done directly in the respective module
92!
93! 1972 2016-07-26 07:52:02Z maronga
94! Land surface actions are now done directly in the respective module
95!
96! 1960 2016-07-12 16:34:24Z suehring
97! Scalar surface flux added
98!
99! 1949 2016-06-17 07:19:16Z maronga
100! Bugfix: calculation of lai_av, c_veg_av and c_liq_av.
101!
102! 1849 2016-04-08 11:33:18Z hoffmann
103! precipitation_rate moved to arrays_3d
104!
105! 1788 2016-03-10 11:01:04Z maronga
106! Added z0q and z0q_av
107!
108! 1693 2015-10-27 08:35:45Z maronga
109! Last revision text corrected
110!
111! 1691 2015-10-26 16:17:44Z maronga
112! Added output of Obukhov length and radiative heating rates for RRTMG.
113! Corrected output of liquid water path.
114!
115! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
116! Code annotations made doxygen readable
117!
118! 1585 2015-04-30 07:05:52Z maronga
119! Adapted for RRTMG
120!
121! 1555 2015-03-04 17:44:27Z maronga
122! Added output of r_a and r_s
123!
124! 1551 2015-03-03 14:18:16Z maronga
125! Added support for land surface model and radiation model data.
126!
127! 1359 2014-04-11 17:15:14Z hoffmann
128! New particle structure integrated.
129!
130! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
131! REAL constants provided with KIND-attribute
132!
133! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
134! ONLY-attribute added to USE-statements,
135! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
136! kinds are defined in new module kinds,
137! old module precision_kind is removed,
138! revision history before 2012 removed,
139! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
140! all variable declaration statements
141!
142! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
143! barrier argument removed from cpu_log,
144! module interfaces removed
145!
146! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
147! ql is calculated by calc_liquid_water_content
148!
149! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
150! +nr, prr, qr
151!
152! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
153! code put under GPL (PALM 3.9)
154!
155! 1007 2012-09-19 14:30:36Z franke
156! Bugfix in calculation of ql_vp
157!
158! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
159! +z0h*
160!
161! Revision 1.1  2006/02/23 12:55:23  raasch
162! Initial revision
163!
164!
165! Description:
166! ------------
167!> Sum-up the values of 3d-arrays. The real averaging is later done in routine
168!> average_3d_data.
169!------------------------------------------------------------------------------!
170 SUBROUTINE sum_up_3d_data
171 
172
173    USE arrays_3d,                                                             &
174        ONLY:  dzw, e, heatflux_output_conversion, nc, nr, p, pt,              &
175               precipitation_rate, q, qc, ql, ql_c,                            &
176               ql_v, qr, rho_ocean, s, sa, u, v, vpt, w,                       &
177               waterflux_output_conversion
178
179    USE averaging,                                                             &
180        ONLY:  diss_av, e_av, ghf_av, kh_av, km_av, lpt_av, lwp_av, nc_av,     &
181               nr_av,                                                          &
182               ol_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, precipitation_rate_av, pt_av,&
183               q_av, qc_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qsws_av, &
184               qv_av, r_a_av, rho_ocean_av, s_av, sa_av, shf_av, ssws_av,      &
185               ts_av, tsurf_av, u_av, us_av, v_av, vpt_av, w_av, z0_av, z0h_av,&
186               z0q_av
187    USE chemistry_model_mod,                                                   &
188        ONLY:  chem_3d_data_averaging, chem_integrate, chem_species, nspec                                   
189
190    USE cloud_parameters,                                                      &
191        ONLY:  cp, l_d_cp, l_v, pt_d_t
192
193    USE control_parameters,                                                    &
194        ONLY:  air_chemistry, average_count_3d, cloud_physics, doav, doav_n,   &
195               land_surface, rho_surface, urban_surface, uv_exposure,          &
196               varnamelength
197
198    USE cpulog,                                                                &
199        ONLY:  cpu_log, log_point
200
201    USE indices,                                                               &
202        ONLY:  nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt 
203
204    USE kinds
205
206    USE land_surface_model_mod,                                                &
207        ONLY:  lsm_3d_data_averaging
208
209    USE particle_attributes,                                                   &
210        ONLY:  grid_particles, number_of_particles, particles, prt_count
211
212    USE radiation_model_mod,                                                   &
213        ONLY:  radiation, radiation_3d_data_averaging
214
215    USE surface_mod,                                                           &
216        ONLY:  surf_def_h, surf_lsm_h, surf_usm_h
217
218    USE turbulence_closure_mod,                                                &
219        ONLY:  tcm_3d_data_averaging
220
221    USE urban_surface_mod,                                                     &
222        ONLY:  usm_average_3d_data
223
224    USE uv_exposure_model_mod,                                                &
225        ONLY:  uvem_3d_data_averaging
226
227
228    IMPLICIT NONE
229
230    INTEGER(iwp) ::  i   !< grid index x direction
231    INTEGER(iwp) ::  ii  !< running index
232    INTEGER(iwp) ::  j   !< grid index y direction
233    INTEGER(iwp) ::  k   !< grid index x direction
234    INTEGER(iwp) ::  m   !< running index surface type
235    INTEGER(iwp) ::  n   !<
236
237    REAL(wp)     ::  mean_r !<
238    REAL(wp)     ::  s_r2   !<
239    REAL(wp)     ::  s_r3   !<
240
241    CHARACTER (LEN=varnamelength) ::  trimvar  !< TRIM of output-variable string
242
243
244    CALL cpu_log (log_point(34),'sum_up_3d_data','start')
245
246!
247!-- Allocate and initialize the summation arrays if called for the very first
248!-- time or the first time after average_3d_data has been called
249!-- (some or all of the arrays may have been already allocated
250!-- in read_3d_binary)
251    IF ( average_count_3d == 0 )  THEN
252
253       DO  ii = 1, doav_n
254!
255!--       Temporary solution to account for data output within the new urban
256!--       surface model (urban_surface_mod.f90), see also SELECT CASE ( trimvar )
257          trimvar = TRIM( doav(ii) )
258          IF ( urban_surface  .AND.  trimvar(1:4) == 'usm_' )  THEN
259             trimvar = 'usm_output'
260          ENDIF
261       
262          SELECT CASE ( trimvar )
263
264             CASE ( 'ghf*' )
265                IF ( .NOT. ALLOCATED( ghf_av ) )  THEN
266                   ALLOCATE( ghf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
267                ENDIF
268                ghf_av = 0.0_wp
269
270             CASE ( 'e' )
271                IF ( .NOT. ALLOCATED( e_av ) )  THEN
272                   ALLOCATE( e_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
273                ENDIF
274                e_av = 0.0_wp
275
276             CASE ( 'lpt' )
277                IF ( .NOT. ALLOCATED( lpt_av ) )  THEN
278                   ALLOCATE( lpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
279                ENDIF
280                lpt_av = 0.0_wp
281
282             CASE ( 'lwp*' )
283                IF ( .NOT. ALLOCATED( lwp_av ) )  THEN
284                   ALLOCATE( lwp_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
285                ENDIF
286                lwp_av = 0.0_wp
287
288             CASE ( 'nc' )
289                IF ( .NOT. ALLOCATED( nc_av ) )  THEN
290                   ALLOCATE( nc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
291                ENDIF
292                nc_av = 0.0_wp
293
294             CASE ( 'nr' )
295                IF ( .NOT. ALLOCATED( nr_av ) )  THEN
296                   ALLOCATE( nr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
297                ENDIF
298                nr_av = 0.0_wp
299
300             CASE ( 'ol*' )
301                IF ( .NOT. ALLOCATED( ol_av ) )  THEN
302                   ALLOCATE( ol_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
303                ENDIF
304                ol_av = 0.0_wp
305
306             CASE ( 'p' )
307                IF ( .NOT. ALLOCATED( p_av ) )  THEN
308                   ALLOCATE( p_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
309                ENDIF
310                p_av = 0.0_wp
311
312             CASE ( 'pc' )
313                IF ( .NOT. ALLOCATED( pc_av ) )  THEN
314                   ALLOCATE( pc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
315                ENDIF
316                pc_av = 0.0_wp
317
318             CASE ( 'pr' )
319                IF ( .NOT. ALLOCATED( pr_av ) )  THEN
320                   ALLOCATE( pr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
321                ENDIF
322                pr_av = 0.0_wp
323
324             CASE ( 'prr' )
325                IF ( .NOT. ALLOCATED( prr_av ) )  THEN
326                   ALLOCATE( prr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
327                ENDIF
328                prr_av = 0.0_wp
329
330             CASE ( 'prr*' )
331                IF ( .NOT. ALLOCATED( precipitation_rate_av ) )  THEN
332                   ALLOCATE( precipitation_rate_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
333                ENDIF
334                precipitation_rate_av = 0.0_wp
335
336             CASE ( 'pt' )
337                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_av ) )  THEN
338                   ALLOCATE( pt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
339                ENDIF
340                pt_av = 0.0_wp
341
342             CASE ( 'q' )
343                IF ( .NOT. ALLOCATED( q_av ) )  THEN
344                   ALLOCATE( q_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
345                ENDIF
346                q_av = 0.0_wp
347
348             CASE ( 'qc' )
349                IF ( .NOT. ALLOCATED( qc_av ) )  THEN
350                   ALLOCATE( qc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
351                ENDIF
352                qc_av = 0.0_wp
353
354             CASE ( 'ql' )
355                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_av ) )  THEN
356                   ALLOCATE( ql_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
357                ENDIF
358                ql_av = 0.0_wp
359
360             CASE ( 'ql_c' )
361                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_c_av ) )  THEN
362                   ALLOCATE( ql_c_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
363                ENDIF
364                ql_c_av = 0.0_wp
365
366             CASE ( 'ql_v' )
367                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_v_av ) )  THEN
368                   ALLOCATE( ql_v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
369                ENDIF
370                ql_v_av = 0.0_wp
371
372             CASE ( 'ql_vp' )
373                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_vp_av ) )  THEN
374                   ALLOCATE( ql_vp_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
375                ENDIF
376                ql_vp_av = 0.0_wp
377
378             CASE ( 'qr' )
379                IF ( .NOT. ALLOCATED( qr_av ) )  THEN
380                   ALLOCATE( qr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
381                ENDIF
382                qr_av = 0.0_wp
383
384             CASE ( 'qsws*' )
385                IF ( .NOT. ALLOCATED( qsws_av ) )  THEN
386                   ALLOCATE( qsws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
387                ENDIF
388                qsws_av = 0.0_wp
389
390             CASE ( 'qv' )
391                IF ( .NOT. ALLOCATED( qv_av ) )  THEN
392                   ALLOCATE( qv_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
393                ENDIF
394                qv_av = 0.0_wp
395
396             CASE ( 'r_a*' )
397                IF ( .NOT. ALLOCATED( r_a_av ) )  THEN
398                   ALLOCATE( r_a_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
399                ENDIF
400                r_a_av = 0.0_wp
401
402             CASE ( 'rho_ocean' )
403                IF ( .NOT. ALLOCATED( rho_ocean_av ) )  THEN
404                   ALLOCATE( rho_ocean_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
405                ENDIF
406                rho_ocean_av = 0.0_wp
407
408             CASE ( 's' )
409                IF ( .NOT. ALLOCATED( s_av ) )  THEN
410                   ALLOCATE( s_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
411                ENDIF
412                s_av = 0.0_wp
413
414             CASE ( 'sa' )
415                IF ( .NOT. ALLOCATED( sa_av ) )  THEN
416                   ALLOCATE( sa_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
417                ENDIF
418                sa_av = 0.0_wp
419
420             CASE ( 'shf*' )
421                IF ( .NOT. ALLOCATED( shf_av ) )  THEN
422                   ALLOCATE( shf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
423                ENDIF
424                shf_av = 0.0_wp
425               
426             CASE ( 'ssws*' )
427                IF ( .NOT. ALLOCATED( ssws_av ) )  THEN
428                   ALLOCATE( ssws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
429                ENDIF
430                ssws_av = 0.0_wp               
431
432             CASE ( 't*' )
433                IF ( .NOT. ALLOCATED( ts_av ) )  THEN
434                   ALLOCATE( ts_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
435                ENDIF
436                ts_av = 0.0_wp
437
438             CASE ( 'tsurf*' )
439                IF ( .NOT. ALLOCATED( tsurf_av ) )  THEN
440                   ALLOCATE( tsurf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
441                ENDIF
442                tsurf_av = 0.0_wp
443
444             CASE ( 'u' )
445                IF ( .NOT. ALLOCATED( u_av ) )  THEN
446                   ALLOCATE( u_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
447                ENDIF
448                u_av = 0.0_wp
449
450             CASE ( 'u*' )
451                IF ( .NOT. ALLOCATED( us_av ) )  THEN
452                   ALLOCATE( us_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
453                ENDIF
454                us_av = 0.0_wp
455
456             CASE ( 'v' )
457                IF ( .NOT. ALLOCATED( v_av ) )  THEN
458                   ALLOCATE( v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
459                ENDIF
460                v_av = 0.0_wp
461
462             CASE ( 'vpt' )
463                IF ( .NOT. ALLOCATED( vpt_av ) )  THEN
464                   ALLOCATE( vpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
465                ENDIF
466                vpt_av = 0.0_wp
467
468             CASE ( 'w' )
469                IF ( .NOT. ALLOCATED( w_av ) )  THEN
470                   ALLOCATE( w_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
471                ENDIF
472                w_av = 0.0_wp
473
474             CASE ( 'z0*' )
475                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0_av ) )  THEN
476                   ALLOCATE( z0_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
477                ENDIF
478                z0_av = 0.0_wp
479
480             CASE ( 'z0h*' )
481                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0h_av ) )  THEN
482                   ALLOCATE( z0h_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
483                ENDIF
484                z0h_av = 0.0_wp
485
486             CASE ( 'z0q*' )
487                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0q_av ) )  THEN
488                   ALLOCATE( z0q_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
489                ENDIF
490                z0q_av = 0.0_wp
491!             
492!--          Block of urban surface model outputs
493             CASE ( 'usm_output' )
494
495                CALL usm_average_3d_data( 'allocate', doav(ii) )
496             
497
498             CASE DEFAULT
499
500!
501!--             Turbulence closure module
502                CALL tcm_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
503
504!
505!--             Land surface quantity
506                IF ( land_surface )  THEN
507                   CALL lsm_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
508                ENDIF
509
510!
511!--             Radiation quantity
512                IF ( radiation )  THEN
513                   CALL radiation_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
514                ENDIF
515
516!
517!--             Chemical quantity                                           
518#if defined( __chem )               
519                IF ( air_chemistry  .AND.  trimvar(1:3) == 'kc_')  THEN
520                   CALL chem_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
521                ENDIF
522#endif
523
524!
525!--             UV exposure quantity
526                IF ( uv_exposure  .AND.  trimvar(1:5) == 'uvem_')  THEN
527                   CALL uvem_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
528                ENDIF
529
530!
531!--             User-defined quantity
532                CALL user_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
533
534          END SELECT
535
536       ENDDO
537
538    ENDIF
539
540!
541!-- Loop of all variables to be averaged.
542    DO  ii = 1, doav_n
543!
544!--       Temporary solution to account for data output within the new urban
545!--       surface model (urban_surface_mod.f90), see also SELECT CASE ( trimvar )
546          trimvar = TRIM( doav(ii) )
547          IF ( urban_surface  .AND.  trimvar(1:4) == 'usm_' )  THEN
548             trimvar = 'usm_output'
549          ENDIF
550!
551!--    Store the array chosen on the temporary array.
552       SELECT CASE ( trimvar )
553
554          CASE ( 'ghf*' )
555             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
556                i   = surf_lsm_h%i(m)           
557                j   = surf_lsm_h%j(m)
558                ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) + surf_lsm_h%ghf(m)
559             ENDDO
560
561             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
562                i   = surf_usm_h%i(m)           
563                j   = surf_usm_h%j(m)
564                ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) + surf_usm_h%frac(0,m)     *          &
565                                            surf_usm_h%wghf_eb(m)        +      &
566                                            surf_usm_h%frac(1,m)     *          &
567                                            surf_usm_h%wghf_eb_green(m)  +      &
568                                            surf_usm_h%frac(2,m)     *          &
569                                            surf_usm_h%wghf_eb_window(m)
570             ENDDO
571
572          CASE ( 'e' )
573             DO  i = nxlg, nxrg
574                DO  j = nysg, nyng
575                   DO  k = nzb, nzt+1
576                      e_av(k,j,i) = e_av(k,j,i) + e(k,j,i)
577                   ENDDO
578                ENDDO
579             ENDDO
580
581          CASE ( 'lpt' )
582             DO  i = nxlg, nxrg
583                DO  j = nysg, nyng
584                   DO  k = nzb, nzt+1
585                      lpt_av(k,j,i) = lpt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
586                   ENDDO
587                ENDDO
588             ENDDO
589
590          CASE ( 'lwp*' )
591             DO  i = nxlg, nxrg
592                DO  j = nysg, nyng
593                   lwp_av(j,i) = lwp_av(j,i) + SUM( ql(nzb:nzt,j,i)            &
594                                               * dzw(1:nzt+1) ) * rho_surface
595                ENDDO
596             ENDDO
597
598          CASE ( 'nc' )
599             DO  i = nxlg, nxrg
600                DO  j = nysg, nyng
601                   DO  k = nzb, nzt+1
602                      nc_av(k,j,i) = nc_av(k,j,i) + nc(k,j,i)
603                   ENDDO
604                ENDDO
605             ENDDO
606
607          CASE ( 'nr' )
608             DO  i = nxlg, nxrg
609                DO  j = nysg, nyng
610                   DO  k = nzb, nzt+1
611                      nr_av(k,j,i) = nr_av(k,j,i) + nr(k,j,i)
612                   ENDDO
613                ENDDO
614             ENDDO
615
616          CASE ( 'ol*' )
617             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
618                i = surf_def_h(0)%i(m)
619                j = surf_def_h(0)%j(m)
620                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_def_h(0)%ol(m)
621             ENDDO
622             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
623                i = surf_lsm_h%i(m)
624                j = surf_lsm_h%j(m)
625                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_lsm_h%ol(m)
626             ENDDO
627             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
628                i = surf_usm_h%i(m)
629                j = surf_usm_h%j(m)
630                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_usm_h%ol(m)
631             ENDDO
632
633          CASE ( 'p' )
634             DO  i = nxlg, nxrg
635                DO  j = nysg, nyng
636                   DO  k = nzb, nzt+1
637                      p_av(k,j,i) = p_av(k,j,i) + p(k,j,i)
638                   ENDDO
639                ENDDO
640             ENDDO
641
642          CASE ( 'pc' )
643             DO  i = nxl, nxr
644                DO  j = nys, nyn
645                   DO  k = nzb, nzt+1
646                      pc_av(k,j,i) = pc_av(k,j,i) + prt_count(k,j,i)
647                   ENDDO
648                ENDDO
649             ENDDO
650
651          CASE ( 'pr' )
652             DO  i = nxl, nxr
653                DO  j = nys, nyn
654                   DO  k = nzb, nzt+1
655                      number_of_particles = prt_count(k,j,i)
656                      IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
657                      particles => grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
658                      s_r2 = 0.0_wp
659                      s_r3 = 0.0_wp
660
661                      DO  n = 1, number_of_particles
662                         IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
663                            s_r2 = s_r2 + particles(n)%radius**2 * &
664                                particles(n)%weight_factor
665                            s_r3 = s_r3 + particles(n)%radius**3 * &
666                                particles(n)%weight_factor
667                         ENDIF
668                      ENDDO
669
670                      IF ( s_r2 > 0.0_wp )  THEN
671                         mean_r = s_r3 / s_r2
672                      ELSE
673                         mean_r = 0.0_wp
674                      ENDIF
675                      pr_av(k,j,i) = pr_av(k,j,i) + mean_r
676                   ENDDO
677                ENDDO
678             ENDDO
679
680
681          CASE ( 'pr*' )
682             DO  i = nxlg, nxrg
683                DO  j = nysg, nyng
684                   precipitation_rate_av(j,i) = precipitation_rate_av(j,i) + &
685                                                precipitation_rate(j,i)
686                ENDDO
687             ENDDO
688
689          CASE ( 'pt' )
690             IF ( .NOT. cloud_physics ) THEN
691             DO  i = nxlg, nxrg
692                DO  j = nysg, nyng
693                   DO  k = nzb, nzt+1
694                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
695                      ENDDO
696                   ENDDO
697                ENDDO
698             ELSE
699             DO  i = nxlg, nxrg
700                DO  j = nysg, nyng
701                   DO  k = nzb, nzt+1
702                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i) + l_d_cp * &
703                                                       pt_d_t(k) * ql(k,j,i)
704                      ENDDO
705                   ENDDO
706                ENDDO
707             ENDIF
708
709          CASE ( 'q' )
710             DO  i = nxlg, nxrg
711                DO  j = nysg, nyng
712                   DO  k = nzb, nzt+1
713                      q_av(k,j,i) = q_av(k,j,i) + q(k,j,i)
714                   ENDDO
715                ENDDO
716             ENDDO
717
718          CASE ( 'qc' )
719             DO  i = nxlg, nxrg
720                DO  j = nysg, nyng
721                   DO  k = nzb, nzt+1
722                      qc_av(k,j,i) = qc_av(k,j,i) + qc(k,j,i)
723                   ENDDO
724                ENDDO
725             ENDDO
726
727          CASE ( 'ql' )
728             DO  i = nxlg, nxrg
729                DO  j = nysg, nyng
730                   DO  k = nzb, nzt+1
731                      ql_av(k,j,i) = ql_av(k,j,i) + ql(k,j,i)
732                   ENDDO
733                ENDDO
734             ENDDO
735
736          CASE ( 'ql_c' )
737             DO  i = nxlg, nxrg
738                DO  j = nysg, nyng
739                   DO  k = nzb, nzt+1
740                      ql_c_av(k,j,i) = ql_c_av(k,j,i) + ql_c(k,j,i)
741                   ENDDO
742                ENDDO
743             ENDDO
744
745          CASE ( 'ql_v' )
746             DO  i = nxlg, nxrg
747                DO  j = nysg, nyng
748                   DO  k = nzb, nzt+1
749                      ql_v_av(k,j,i) = ql_v_av(k,j,i) + ql_v(k,j,i)
750                   ENDDO
751                ENDDO
752             ENDDO
753
754          CASE ( 'ql_vp' )
755             DO  i = nxl, nxr
756                DO  j = nys, nyn
757                   DO  k = nzb, nzt+1
758                      number_of_particles = prt_count(k,j,i)
759                      IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
760                      particles => grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
761                      DO  n = 1, number_of_particles
762                         IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
763                            ql_vp_av(k,j,i) = ql_vp_av(k,j,i) + &
764                                              particles(n)%weight_factor / &
765                                              number_of_particles
766                         ENDIF
767                      ENDDO
768                   ENDDO
769                ENDDO
770             ENDDO
771
772          CASE ( 'qr' )
773             DO  i = nxlg, nxrg
774                DO  j = nysg, nyng
775                   DO  k = nzb, nzt+1
776                      qr_av(k,j,i) = qr_av(k,j,i) + qr(k,j,i)
777                   ENDDO
778                ENDDO
779             ENDDO
780
781          CASE ( 'qsws*' )
782!
783!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
784!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
785!--          dynamic units.
786             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
787                i = surf_def_h(0)%i(m)
788                j = surf_def_h(0)%j(m)
789                k = surf_def_h(0)%k(m)
790                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_def_h(0)%qsws(m) *          &
791                                              waterflux_output_conversion(k)
792             ENDDO
793             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
794                i = surf_lsm_h%i(m)
795                j = surf_lsm_h%j(m)
796                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_lsm_h%qsws(m) * l_v
797             ENDDO
798             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
799                i = surf_usm_h%i(m)
800                j = surf_usm_h%j(m)
801                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_usm_h%qsws(m) * l_v
802             ENDDO
803
804          CASE ( 'qv' )
805             DO  i = nxlg, nxrg
806                DO  j = nysg, nyng
807                   DO  k = nzb, nzt+1
808                      qv_av(k,j,i) = qv_av(k,j,i) + q(k,j,i) - ql(k,j,i)
809                   ENDDO
810                ENDDO
811             ENDDO
812
813          CASE ( 'r_a*' )
814             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
815                i   = surf_lsm_h%i(m)           
816                j   = surf_lsm_h%j(m)
817                r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) + surf_lsm_h%r_a(m)
818             ENDDO
819!
820!--          Please note, resistance is also applied at urban-type surfaces,
821!--          and is output only as a single variable. Here, tile approach is
822!--          already implemented, so for each surface fraction resistance
823!--          need to be summed-up.
824             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
825                i   = surf_usm_h%i(m)           
826                j   = surf_usm_h%j(m)
827                r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                                    &
828                           ( surf_usm_h%frac(0,m) * surf_usm_h%r_a(m)       +  & 
829                             surf_usm_h%frac(1,m) * surf_usm_h%r_a_green(m) +  & 
830                             surf_usm_h%frac(2,m) * surf_usm_h%r_a_window(m) )
831             ENDDO
832
833          CASE ( 'rho_ocean' )
834             DO  i = nxlg, nxrg
835                DO  j = nysg, nyng
836                   DO  k = nzb, nzt+1
837                      rho_ocean_av(k,j,i) = rho_ocean_av(k,j,i) + rho_ocean(k,j,i)
838                   ENDDO
839                ENDDO
840             ENDDO
841
842          CASE ( 's' )
843             DO  i = nxlg, nxrg
844                DO  j = nysg, nyng
845                   DO  k = nzb, nzt+1
846                      s_av(k,j,i) = s_av(k,j,i) + s(k,j,i)
847                   ENDDO
848                ENDDO
849             ENDDO
850
851          CASE ( 'sa' )
852             DO  i = nxlg, nxrg
853                DO  j = nysg, nyng
854                   DO  k = nzb, nzt+1
855                      sa_av(k,j,i) = sa_av(k,j,i) + sa(k,j,i)
856                   ENDDO
857                ENDDO
858             ENDDO
859
860          CASE ( 'shf*' )
861!
862!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
863!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
864!--          dynamic units.
865             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
866                i = surf_def_h(0)%i(m)
867                j = surf_def_h(0)%j(m)
868                k = surf_def_h(0)%k(m)
869                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_def_h(0)%shf(m)  *            &
870                                            heatflux_output_conversion(k)
871             ENDDO
872             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
873                i = surf_lsm_h%i(m)
874                j = surf_lsm_h%j(m)
875                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_lsm_h%shf(m) * cp
876             ENDDO
877             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
878                i = surf_usm_h%i(m)
879                j = surf_usm_h%j(m)
880                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_usm_h%shf(m) * cp
881             ENDDO
882
883          CASE ( 'ssws*' )
884             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
885                i = surf_def_h(0)%i(m)
886                j = surf_def_h(0)%j(m)
887                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_def_h(0)%ssws(m)
888             ENDDO
889             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
890                i = surf_lsm_h%i(m)
891                j = surf_lsm_h%j(m)
892                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_lsm_h%ssws(m)
893             ENDDO
894             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
895                i = surf_usm_h%i(m)
896                j = surf_usm_h%j(m)
897                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_usm_h%ssws(m)
898             ENDDO
899
900          CASE ( 't*' )
901             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
902                i = surf_def_h(0)%i(m)
903                j = surf_def_h(0)%j(m)
904                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_def_h(0)%ts(m)
905             ENDDO
906             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
907                i = surf_lsm_h%i(m)
908                j = surf_lsm_h%j(m)
909                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_lsm_h%ts(m)
910             ENDDO
911             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
912                i = surf_usm_h%i(m)
913                j = surf_usm_h%j(m)
914                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_usm_h%ts(m)
915             ENDDO
916
917          CASE ( 'tsurf*' )
918             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
919                i   = surf_def_h(0)%i(m)           
920                j   = surf_def_h(0)%j(m)
921                tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) + surf_def_h(0)%pt_surface(m)
922             ENDDO
923
924             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
925                i   = surf_lsm_h%i(m)           
926                j   = surf_lsm_h%j(m)
927                tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) + surf_lsm_h%pt_surface(m)
928             ENDDO
929
930             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
931                i   = surf_usm_h%i(m)           
932                j   = surf_usm_h%j(m)
933                tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) + surf_usm_h%pt_surface(m)
934             ENDDO
935
936          CASE ( 'u' )
937             DO  i = nxlg, nxrg
938                DO  j = nysg, nyng
939                   DO  k = nzb, nzt+1
940                      u_av(k,j,i) = u_av(k,j,i) + u(k,j,i)
941                   ENDDO
942                ENDDO
943             ENDDO
944
945          CASE ( 'u*' )
946             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
947                i = surf_def_h(0)%i(m)
948                j = surf_def_h(0)%j(m)
949                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_def_h(0)%us(m)
950             ENDDO
951             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
952                i = surf_lsm_h%i(m)
953                j = surf_lsm_h%j(m)
954                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_lsm_h%us(m)
955             ENDDO
956             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
957                i = surf_usm_h%i(m)
958                j = surf_usm_h%j(m)
959                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_usm_h%us(m)
960             ENDDO
961
962          CASE ( 'v' )
963             DO  i = nxlg, nxrg
964                DO  j = nysg, nyng
965                   DO  k = nzb, nzt+1
966                      v_av(k,j,i) = v_av(k,j,i) + v(k,j,i)
967                   ENDDO
968                ENDDO
969             ENDDO
970
971          CASE ( 'vpt' )
972             DO  i = nxlg, nxrg
973                DO  j = nysg, nyng
974                   DO  k = nzb, nzt+1
975                      vpt_av(k,j,i) = vpt_av(k,j,i) + vpt(k,j,i)
976                   ENDDO
977                ENDDO
978             ENDDO
979
980          CASE ( 'w' )
981             DO  i = nxlg, nxrg
982                DO  j = nysg, nyng
983                   DO  k = nzb, nzt+1
984                      w_av(k,j,i) = w_av(k,j,i) + w(k,j,i)
985                   ENDDO
986                ENDDO
987             ENDDO
988
989          CASE ( 'z0*' )
990             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
991                i = surf_def_h(0)%i(m)
992                j = surf_def_h(0)%j(m)
993                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0(m)
994             ENDDO
995             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
996                i = surf_lsm_h%i(m)
997                j = surf_lsm_h%j(m)
998                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_lsm_h%z0(m)
999             ENDDO
1000             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
1001                i = surf_usm_h%i(m)
1002                j = surf_usm_h%j(m)
1003                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_usm_h%z0(m)
1004             ENDDO
1005
1006          CASE ( 'z0h*' )
1007             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
1008                i = surf_def_h(0)%i(m)
1009                j = surf_def_h(0)%j(m)
1010                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0h(m)
1011             ENDDO
1012             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
1013                i = surf_lsm_h%i(m)
1014                j = surf_lsm_h%j(m)
1015                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_lsm_h%z0h(m)
1016             ENDDO
1017             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
1018                i = surf_usm_h%i(m)
1019                j = surf_usm_h%j(m)
1020                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_usm_h%z0h(m)
1021             ENDDO
1022
1023          CASE ( 'z0q*' )
1024             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
1025                i = surf_def_h(0)%i(m)
1026                j = surf_def_h(0)%j(m)
1027                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0q(m)
1028             ENDDO
1029             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
1030                i = surf_lsm_h%i(m)
1031                j = surf_lsm_h%j(m)
1032                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_lsm_h%z0q(m)
1033             ENDDO
1034             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
1035                i = surf_usm_h%i(m)
1036                j = surf_usm_h%j(m)
1037                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_usm_h%z0q(m)
1038             ENDDO
1039!             
1040!--       Block of urban surface model outputs.
1041!--       In case of urban surface variables it should be always checked
1042!--       if respective arrays are allocated, at least in case of a restart
1043!--       run, as usm arrays are not read from file at the moment.
1044          CASE ( 'usm_output' )
1045             CALL usm_average_3d_data( 'allocate', doav(ii) )
1046             CALL usm_average_3d_data( 'sum', doav(ii) )
1047
1048          CASE DEFAULT
1049!
1050!--          Turbulence closure module
1051             CALL tcm_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1052
1053!
1054!--          Land surface quantity
1055             IF ( land_surface )  THEN
1056                CALL lsm_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1057             ENDIF
1058
1059!
1060!--          Radiation quantity
1061             IF ( radiation )  THEN
1062                CALL radiation_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1063             ENDIF
1064
1065!
1066!--          Chemical quantity
1067             IF ( air_chemistry  .AND.  trimvar(1:3) == 'kc_')  THEN
1068                CALL chem_3d_data_averaging( 'sum',doav(ii) )
1069             ENDIF
1070
1071!
1072!--          UV exposure quantity
1073             IF ( uv_exposure )  THEN
1074                CALL uvem_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1075             ENDIF
1076
1077!
1078!--          User-defined quantity
1079             CALL user_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1080
1081       END SELECT
1082
1083    ENDDO
1084
1085    CALL cpu_log( log_point(34), 'sum_up_3d_data', 'stop' )
1086
1087
1088 END SUBROUTINE sum_up_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.