source: palm/trunk/SOURCE/sum_up_3d_data.f90 @ 2903

Last change on this file since 2903 was 2894, checked in by Giersch, 7 years ago

Reading/Writing? data in case of restart runs revised

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 37.2 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 2894 2018-03-15 09:17:58Z hellstea $
27! Changed comment
28!
29! 2817 2018-02-19 16:32:21Z suehring
30! Preliminary gust module interface implemented
31!
32! 2798 2018-02-09 17:16:39Z suehring
33! Consider also default-type surfaces for surface temperature output.
34!
35! 2797 2018-02-08 13:24:35Z suehring
36! Enable output of ground-heat flux also at urban surfaces.
37!
38! 2790 2018-02-06 11:57:19Z suehring
39! Bugfix in summation of surface sensible and latent heat flux
40!
41! 2766 2018-01-22 17:17:47Z kanani
42! Removed preprocessor directive __chem
43!
44! 2743 2018-01-12 16:03:39Z suehring
45! In case of natural- and urban-type surfaces output surfaces fluxes in W/m2.
46!
47! 2742 2018-01-12 14:59:47Z suehring
48! Enable output of surface temperature
49!
50! 2735 2018-01-11 12:01:27Z suehring
51! output of r_a moved from land-surface to consider also urban-type surfaces
52!
53! 2718 2018-01-02 08:49:38Z maronga
54! Corrected "Former revisions" section
55!
56! 2696 2017-12-14 17:12:51Z kanani
57! - Change in file header (GPL part)
58! - Implementation of uv exposure model (FK)
59! - output of diss_av, kh_av, km_av (turbulence_closure_mod) (TG)
60! - Implementation of chemistry module (FK)
61! - Workaround for sum-up usm arrays in case of restart runs, to avoid program
62!   crash (MS)
63!
64! 2292 2017-06-20 09:51:42Z schwenkel
65! Implementation of new microphysic scheme: cloud_scheme = 'morrison'
66! includes two more prognostic equations for cloud drop concentration (nc) 
67! and cloud water content (qc).
68!
69! 2233 2017-05-30 18:08:54Z suehring
70!
71! 2232 2017-05-30 17:47:52Z suehring
72! Adjustments to new surface concept
73!
74! 2031 2016-10-21 15:11:58Z knoop
75! renamed variable rho to rho_ocean and rho_av to rho_ocean_av
76!
77! 2024 2016-10-12 16:42:37Z kanani
78! Added missing CASE for ssws*
79!
80! 2011 2016-09-19 17:29:57Z kanani
81! Flag urban_surface is now defined in module control_parameters,
82! changed prefix for urban surface model output to "usm_",
83! introduced control parameter varnamelength for LEN of trimvar.
84!
85! 2007 2016-08-24 15:47:17Z kanani
86! Added support for new urban surface model (temporary modifications of
87! SELECT CASE ( ) necessary, see variable trimvar),
88! added comments in variable declaration section
89!
90! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
91! Forced header and separation lines into 80 columns
92!
93! 1992 2016-08-12 15:14:59Z suehring
94! Bugfix in summation of passive scalar
95!
96! 1976 2016-07-27 13:28:04Z maronga
97! Radiation actions are now done directly in the respective module
98!
99! 1972 2016-07-26 07:52:02Z maronga
100! Land surface actions are now done directly in the respective module
101!
102! 1960 2016-07-12 16:34:24Z suehring
103! Scalar surface flux added
104!
105! 1949 2016-06-17 07:19:16Z maronga
106! Bugfix: calculation of lai_av, c_veg_av and c_liq_av.
107!
108! 1849 2016-04-08 11:33:18Z hoffmann
109! precipitation_rate moved to arrays_3d
110!
111! 1788 2016-03-10 11:01:04Z maronga
112! Added z0q and z0q_av
113!
114! 1693 2015-10-27 08:35:45Z maronga
115! Last revision text corrected
116!
117! 1691 2015-10-26 16:17:44Z maronga
118! Added output of Obukhov length and radiative heating rates for RRTMG.
119! Corrected output of liquid water path.
120!
121! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
122! Code annotations made doxygen readable
123!
124! 1585 2015-04-30 07:05:52Z maronga
125! Adapted for RRTMG
126!
127! 1555 2015-03-04 17:44:27Z maronga
128! Added output of r_a and r_s
129!
130! 1551 2015-03-03 14:18:16Z maronga
131! Added support for land surface model and radiation model data.
132!
133! 1359 2014-04-11 17:15:14Z hoffmann
134! New particle structure integrated.
135!
136! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
137! REAL constants provided with KIND-attribute
138!
139! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
140! ONLY-attribute added to USE-statements,
141! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
142! kinds are defined in new module kinds,
143! old module precision_kind is removed,
144! revision history before 2012 removed,
145! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
146! all variable declaration statements
147!
148! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
149! barrier argument removed from cpu_log,
150! module interfaces removed
151!
152! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
153! ql is calculated by calc_liquid_water_content
154!
155! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
156! +nr, prr, qr
157!
158! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
159! code put under GPL (PALM 3.9)
160!
161! 1007 2012-09-19 14:30:36Z franke
162! Bugfix in calculation of ql_vp
163!
164! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
165! +z0h*
166!
167! Revision 1.1  2006/02/23 12:55:23  raasch
168! Initial revision
169!
170!
171! Description:
172! ------------
173!> Sum-up the values of 3d-arrays. The real averaging is later done in routine
174!> average_3d_data.
175!------------------------------------------------------------------------------!
176 SUBROUTINE sum_up_3d_data
177 
178
179    USE arrays_3d,                                                             &
180        ONLY:  dzw, e, heatflux_output_conversion, nc, nr, p, pt,              &
181               precipitation_rate, q, qc, ql, ql_c,                            &
182               ql_v, qr, rho_ocean, s, sa, u, v, vpt, w,                       &
183               waterflux_output_conversion
184
185    USE averaging,                                                             &
186        ONLY:  diss_av, e_av, ghf_av, kh_av, km_av, lpt_av, lwp_av, nc_av,     &
187               nr_av,                                                          &
188               ol_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, precipitation_rate_av, pt_av,&
189               q_av, qc_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qsws_av, &
190               qv_av, r_a_av, rho_ocean_av, s_av, sa_av, shf_av, ssws_av,      &
191               ts_av, tsurf_av, u_av, us_av, v_av, vpt_av, w_av, z0_av, z0h_av,&
192               z0q_av
193    USE chemistry_model_mod,                                                   &
194        ONLY:  chem_3d_data_averaging, chem_integrate, chem_species, nspec                                   
195
196    USE cloud_parameters,                                                      &
197        ONLY:  cp, l_d_cp, l_v, pt_d_t
198
199    USE control_parameters,                                                    &
200        ONLY:  air_chemistry, average_count_3d, cloud_physics, doav, doav_n,   &
201               land_surface, rho_surface, urban_surface, uv_exposure,          &
202               varnamelength
203
204    USE cpulog,                                                                &
205        ONLY:  cpu_log, log_point
206
207    USE gust_mod,                                                              &
208        ONLY:  gust_3d_data_averaging, gust_module_enabled
209
210    USE indices,                                                               &
211        ONLY:  nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt 
212
213    USE kinds
214
215    USE land_surface_model_mod,                                                &
216        ONLY:  lsm_3d_data_averaging
217
218    USE particle_attributes,                                                   &
219        ONLY:  grid_particles, number_of_particles, particles, prt_count
220
221    USE radiation_model_mod,                                                   &
222        ONLY:  radiation, radiation_3d_data_averaging
223
224    USE surface_mod,                                                           &
225        ONLY:  surf_def_h, surf_lsm_h, surf_usm_h
226
227    USE turbulence_closure_mod,                                                &
228        ONLY:  tcm_3d_data_averaging
229
230    USE urban_surface_mod,                                                     &
231        ONLY:  usm_average_3d_data
232
233    USE uv_exposure_model_mod,                                                &
234        ONLY:  uvem_3d_data_averaging
235
236
237    IMPLICIT NONE
238
239    INTEGER(iwp) ::  i   !< grid index x direction
240    INTEGER(iwp) ::  ii  !< running index
241    INTEGER(iwp) ::  j   !< grid index y direction
242    INTEGER(iwp) ::  k   !< grid index x direction
243    INTEGER(iwp) ::  m   !< running index surface type
244    INTEGER(iwp) ::  n   !<
245
246    REAL(wp)     ::  mean_r !<
247    REAL(wp)     ::  s_r2   !<
248    REAL(wp)     ::  s_r3   !<
249
250    CHARACTER (LEN=varnamelength) ::  trimvar  !< TRIM of output-variable string
251
252
253    CALL cpu_log (log_point(34),'sum_up_3d_data','start')
254
255!
256!-- Allocate and initialize the summation arrays if called for the very first
257!-- time or the first time after average_3d_data has been called
258!-- (some or all of the arrays may have been already allocated
259!-- in rrd_local)
260    IF ( average_count_3d == 0 )  THEN
261
262       DO  ii = 1, doav_n
263!
264!--       Temporary solution to account for data output within the new urban
265!--       surface model (urban_surface_mod.f90), see also SELECT CASE ( trimvar )
266          trimvar = TRIM( doav(ii) )
267          IF ( urban_surface  .AND.  trimvar(1:4) == 'usm_' )  THEN
268             trimvar = 'usm_output'
269          ENDIF
270       
271          SELECT CASE ( trimvar )
272
273             CASE ( 'ghf*' )
274                IF ( .NOT. ALLOCATED( ghf_av ) )  THEN
275                   ALLOCATE( ghf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
276                ENDIF
277                ghf_av = 0.0_wp
278
279             CASE ( 'e' )
280                IF ( .NOT. ALLOCATED( e_av ) )  THEN
281                   ALLOCATE( e_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
282                ENDIF
283                e_av = 0.0_wp
284
285             CASE ( 'lpt' )
286                IF ( .NOT. ALLOCATED( lpt_av ) )  THEN
287                   ALLOCATE( lpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
288                ENDIF
289                lpt_av = 0.0_wp
290
291             CASE ( 'lwp*' )
292                IF ( .NOT. ALLOCATED( lwp_av ) )  THEN
293                   ALLOCATE( lwp_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
294                ENDIF
295                lwp_av = 0.0_wp
296
297             CASE ( 'nc' )
298                IF ( .NOT. ALLOCATED( nc_av ) )  THEN
299                   ALLOCATE( nc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
300                ENDIF
301                nc_av = 0.0_wp
302
303             CASE ( 'nr' )
304                IF ( .NOT. ALLOCATED( nr_av ) )  THEN
305                   ALLOCATE( nr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
306                ENDIF
307                nr_av = 0.0_wp
308
309             CASE ( 'ol*' )
310                IF ( .NOT. ALLOCATED( ol_av ) )  THEN
311                   ALLOCATE( ol_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
312                ENDIF
313                ol_av = 0.0_wp
314
315             CASE ( 'p' )
316                IF ( .NOT. ALLOCATED( p_av ) )  THEN
317                   ALLOCATE( p_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
318                ENDIF
319                p_av = 0.0_wp
320
321             CASE ( 'pc' )
322                IF ( .NOT. ALLOCATED( pc_av ) )  THEN
323                   ALLOCATE( pc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
324                ENDIF
325                pc_av = 0.0_wp
326
327             CASE ( 'pr' )
328                IF ( .NOT. ALLOCATED( pr_av ) )  THEN
329                   ALLOCATE( pr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
330                ENDIF
331                pr_av = 0.0_wp
332
333             CASE ( 'prr' )
334                IF ( .NOT. ALLOCATED( prr_av ) )  THEN
335                   ALLOCATE( prr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
336                ENDIF
337                prr_av = 0.0_wp
338
339             CASE ( 'prr*' )
340                IF ( .NOT. ALLOCATED( precipitation_rate_av ) )  THEN
341                   ALLOCATE( precipitation_rate_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
342                ENDIF
343                precipitation_rate_av = 0.0_wp
344
345             CASE ( 'pt' )
346                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_av ) )  THEN
347                   ALLOCATE( pt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
348                ENDIF
349                pt_av = 0.0_wp
350
351             CASE ( 'q' )
352                IF ( .NOT. ALLOCATED( q_av ) )  THEN
353                   ALLOCATE( q_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
354                ENDIF
355                q_av = 0.0_wp
356
357             CASE ( 'qc' )
358                IF ( .NOT. ALLOCATED( qc_av ) )  THEN
359                   ALLOCATE( qc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
360                ENDIF
361                qc_av = 0.0_wp
362
363             CASE ( 'ql' )
364                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_av ) )  THEN
365                   ALLOCATE( ql_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
366                ENDIF
367                ql_av = 0.0_wp
368
369             CASE ( 'ql_c' )
370                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_c_av ) )  THEN
371                   ALLOCATE( ql_c_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
372                ENDIF
373                ql_c_av = 0.0_wp
374
375             CASE ( 'ql_v' )
376                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_v_av ) )  THEN
377                   ALLOCATE( ql_v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
378                ENDIF
379                ql_v_av = 0.0_wp
380
381             CASE ( 'ql_vp' )
382                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_vp_av ) )  THEN
383                   ALLOCATE( ql_vp_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
384                ENDIF
385                ql_vp_av = 0.0_wp
386
387             CASE ( 'qr' )
388                IF ( .NOT. ALLOCATED( qr_av ) )  THEN
389                   ALLOCATE( qr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
390                ENDIF
391                qr_av = 0.0_wp
392
393             CASE ( 'qsws*' )
394                IF ( .NOT. ALLOCATED( qsws_av ) )  THEN
395                   ALLOCATE( qsws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
396                ENDIF
397                qsws_av = 0.0_wp
398
399             CASE ( 'qv' )
400                IF ( .NOT. ALLOCATED( qv_av ) )  THEN
401                   ALLOCATE( qv_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
402                ENDIF
403                qv_av = 0.0_wp
404
405             CASE ( 'r_a*' )
406                IF ( .NOT. ALLOCATED( r_a_av ) )  THEN
407                   ALLOCATE( r_a_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
408                ENDIF
409                r_a_av = 0.0_wp
410
411             CASE ( 'rho_ocean' )
412                IF ( .NOT. ALLOCATED( rho_ocean_av ) )  THEN
413                   ALLOCATE( rho_ocean_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
414                ENDIF
415                rho_ocean_av = 0.0_wp
416
417             CASE ( 's' )
418                IF ( .NOT. ALLOCATED( s_av ) )  THEN
419                   ALLOCATE( s_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
420                ENDIF
421                s_av = 0.0_wp
422
423             CASE ( 'sa' )
424                IF ( .NOT. ALLOCATED( sa_av ) )  THEN
425                   ALLOCATE( sa_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
426                ENDIF
427                sa_av = 0.0_wp
428
429             CASE ( 'shf*' )
430                IF ( .NOT. ALLOCATED( shf_av ) )  THEN
431                   ALLOCATE( shf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
432                ENDIF
433                shf_av = 0.0_wp
434               
435             CASE ( 'ssws*' )
436                IF ( .NOT. ALLOCATED( ssws_av ) )  THEN
437                   ALLOCATE( ssws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
438                ENDIF
439                ssws_av = 0.0_wp               
440
441             CASE ( 't*' )
442                IF ( .NOT. ALLOCATED( ts_av ) )  THEN
443                   ALLOCATE( ts_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
444                ENDIF
445                ts_av = 0.0_wp
446
447             CASE ( 'tsurf*' )
448                IF ( .NOT. ALLOCATED( tsurf_av ) )  THEN
449                   ALLOCATE( tsurf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
450                ENDIF
451                tsurf_av = 0.0_wp
452
453             CASE ( 'u' )
454                IF ( .NOT. ALLOCATED( u_av ) )  THEN
455                   ALLOCATE( u_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
456                ENDIF
457                u_av = 0.0_wp
458
459             CASE ( 'u*' )
460                IF ( .NOT. ALLOCATED( us_av ) )  THEN
461                   ALLOCATE( us_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
462                ENDIF
463                us_av = 0.0_wp
464
465             CASE ( 'v' )
466                IF ( .NOT. ALLOCATED( v_av ) )  THEN
467                   ALLOCATE( v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
468                ENDIF
469                v_av = 0.0_wp
470
471             CASE ( 'vpt' )
472                IF ( .NOT. ALLOCATED( vpt_av ) )  THEN
473                   ALLOCATE( vpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
474                ENDIF
475                vpt_av = 0.0_wp
476
477             CASE ( 'w' )
478                IF ( .NOT. ALLOCATED( w_av ) )  THEN
479                   ALLOCATE( w_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
480                ENDIF
481                w_av = 0.0_wp
482
483             CASE ( 'z0*' )
484                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0_av ) )  THEN
485                   ALLOCATE( z0_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
486                ENDIF
487                z0_av = 0.0_wp
488
489             CASE ( 'z0h*' )
490                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0h_av ) )  THEN
491                   ALLOCATE( z0h_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
492                ENDIF
493                z0h_av = 0.0_wp
494
495             CASE ( 'z0q*' )
496                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0q_av ) )  THEN
497                   ALLOCATE( z0q_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
498                ENDIF
499                z0q_av = 0.0_wp
500!             
501!--          Block of urban surface model outputs
502             CASE ( 'usm_output' )
503
504                CALL usm_average_3d_data( 'allocate', doav(ii) )
505             
506
507             CASE DEFAULT
508
509!
510!--             Turbulence closure module
511                CALL tcm_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
512
513!
514!--             Land surface quantity
515                IF ( land_surface )  THEN
516                   CALL lsm_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
517                ENDIF
518
519!
520!--             Radiation quantity
521                IF ( radiation )  THEN
522                   CALL radiation_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
523                ENDIF
524
525!
526!--             Gust module quantities
527                IF ( gust_module_enabled )  THEN
528                   CALL gust_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
529                ENDIF
530
531!
532!--             Chemical quantity                                           
533#if defined( __chem )               
534                IF ( air_chemistry  .AND.  trimvar(1:3) == 'kc_')  THEN
535                   CALL chem_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
536                ENDIF
537#endif
538
539!
540!--             UV exposure quantity
541                IF ( uv_exposure  .AND.  trimvar(1:5) == 'uvem_')  THEN
542                   CALL uvem_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
543                ENDIF
544
545!
546!--             User-defined quantity
547                CALL user_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
548
549          END SELECT
550
551       ENDDO
552
553    ENDIF
554
555!
556!-- Loop of all variables to be averaged.
557    DO  ii = 1, doav_n
558!
559!--       Temporary solution to account for data output within the new urban
560!--       surface model (urban_surface_mod.f90), see also SELECT CASE ( trimvar )
561          trimvar = TRIM( doav(ii) )
562          IF ( urban_surface  .AND.  trimvar(1:4) == 'usm_' )  THEN
563             trimvar = 'usm_output'
564          ENDIF
565!
566!--    Store the array chosen on the temporary array.
567       SELECT CASE ( trimvar )
568
569          CASE ( 'ghf*' )
570             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
571                i   = surf_lsm_h%i(m)           
572                j   = surf_lsm_h%j(m)
573                ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) + surf_lsm_h%ghf(m)
574             ENDDO
575
576             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
577                i   = surf_usm_h%i(m)           
578                j   = surf_usm_h%j(m)
579                ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) + surf_usm_h%frac(0,m)     *          &
580                                            surf_usm_h%wghf_eb(m)        +      &
581                                            surf_usm_h%frac(1,m)     *          &
582                                            surf_usm_h%wghf_eb_green(m)  +      &
583                                            surf_usm_h%frac(2,m)     *          &
584                                            surf_usm_h%wghf_eb_window(m)
585             ENDDO
586
587          CASE ( 'e' )
588             DO  i = nxlg, nxrg
589                DO  j = nysg, nyng
590                   DO  k = nzb, nzt+1
591                      e_av(k,j,i) = e_av(k,j,i) + e(k,j,i)
592                   ENDDO
593                ENDDO
594             ENDDO
595
596          CASE ( 'lpt' )
597             DO  i = nxlg, nxrg
598                DO  j = nysg, nyng
599                   DO  k = nzb, nzt+1
600                      lpt_av(k,j,i) = lpt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
601                   ENDDO
602                ENDDO
603             ENDDO
604
605          CASE ( 'lwp*' )
606             DO  i = nxlg, nxrg
607                DO  j = nysg, nyng
608                   lwp_av(j,i) = lwp_av(j,i) + SUM( ql(nzb:nzt,j,i)            &
609                                               * dzw(1:nzt+1) ) * rho_surface
610                ENDDO
611             ENDDO
612
613          CASE ( 'nc' )
614             DO  i = nxlg, nxrg
615                DO  j = nysg, nyng
616                   DO  k = nzb, nzt+1
617                      nc_av(k,j,i) = nc_av(k,j,i) + nc(k,j,i)
618                   ENDDO
619                ENDDO
620             ENDDO
621
622          CASE ( 'nr' )
623             DO  i = nxlg, nxrg
624                DO  j = nysg, nyng
625                   DO  k = nzb, nzt+1
626                      nr_av(k,j,i) = nr_av(k,j,i) + nr(k,j,i)
627                   ENDDO
628                ENDDO
629             ENDDO
630
631          CASE ( 'ol*' )
632             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
633                i = surf_def_h(0)%i(m)
634                j = surf_def_h(0)%j(m)
635                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_def_h(0)%ol(m)
636             ENDDO
637             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
638                i = surf_lsm_h%i(m)
639                j = surf_lsm_h%j(m)
640                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_lsm_h%ol(m)
641             ENDDO
642             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
643                i = surf_usm_h%i(m)
644                j = surf_usm_h%j(m)
645                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_usm_h%ol(m)
646             ENDDO
647
648          CASE ( 'p' )
649             DO  i = nxlg, nxrg
650                DO  j = nysg, nyng
651                   DO  k = nzb, nzt+1
652                      p_av(k,j,i) = p_av(k,j,i) + p(k,j,i)
653                   ENDDO
654                ENDDO
655             ENDDO
656
657          CASE ( 'pc' )
658             DO  i = nxl, nxr
659                DO  j = nys, nyn
660                   DO  k = nzb, nzt+1
661                      pc_av(k,j,i) = pc_av(k,j,i) + prt_count(k,j,i)
662                   ENDDO
663                ENDDO
664             ENDDO
665
666          CASE ( 'pr' )
667             DO  i = nxl, nxr
668                DO  j = nys, nyn
669                   DO  k = nzb, nzt+1
670                      number_of_particles = prt_count(k,j,i)
671                      IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
672                      particles => grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
673                      s_r2 = 0.0_wp
674                      s_r3 = 0.0_wp
675
676                      DO  n = 1, number_of_particles
677                         IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
678                            s_r2 = s_r2 + particles(n)%radius**2 * &
679                                particles(n)%weight_factor
680                            s_r3 = s_r3 + particles(n)%radius**3 * &
681                                particles(n)%weight_factor
682                         ENDIF
683                      ENDDO
684
685                      IF ( s_r2 > 0.0_wp )  THEN
686                         mean_r = s_r3 / s_r2
687                      ELSE
688                         mean_r = 0.0_wp
689                      ENDIF
690                      pr_av(k,j,i) = pr_av(k,j,i) + mean_r
691                   ENDDO
692                ENDDO
693             ENDDO
694
695
696          CASE ( 'pr*' )
697             DO  i = nxlg, nxrg
698                DO  j = nysg, nyng
699                   precipitation_rate_av(j,i) = precipitation_rate_av(j,i) + &
700                                                precipitation_rate(j,i)
701                ENDDO
702             ENDDO
703
704          CASE ( 'pt' )
705             IF ( .NOT. cloud_physics ) THEN
706             DO  i = nxlg, nxrg
707                DO  j = nysg, nyng
708                   DO  k = nzb, nzt+1
709                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
710                      ENDDO
711                   ENDDO
712                ENDDO
713             ELSE
714             DO  i = nxlg, nxrg
715                DO  j = nysg, nyng
716                   DO  k = nzb, nzt+1
717                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i) + l_d_cp * &
718                                                       pt_d_t(k) * ql(k,j,i)
719                      ENDDO
720                   ENDDO
721                ENDDO
722             ENDIF
723
724          CASE ( 'q' )
725             DO  i = nxlg, nxrg
726                DO  j = nysg, nyng
727                   DO  k = nzb, nzt+1
728                      q_av(k,j,i) = q_av(k,j,i) + q(k,j,i)
729                   ENDDO
730                ENDDO
731             ENDDO
732
733          CASE ( 'qc' )
734             DO  i = nxlg, nxrg
735                DO  j = nysg, nyng
736                   DO  k = nzb, nzt+1
737                      qc_av(k,j,i) = qc_av(k,j,i) + qc(k,j,i)
738                   ENDDO
739                ENDDO
740             ENDDO
741
742          CASE ( 'ql' )
743             DO  i = nxlg, nxrg
744                DO  j = nysg, nyng
745                   DO  k = nzb, nzt+1
746                      ql_av(k,j,i) = ql_av(k,j,i) + ql(k,j,i)
747                   ENDDO
748                ENDDO
749             ENDDO
750
751          CASE ( 'ql_c' )
752             DO  i = nxlg, nxrg
753                DO  j = nysg, nyng
754                   DO  k = nzb, nzt+1
755                      ql_c_av(k,j,i) = ql_c_av(k,j,i) + ql_c(k,j,i)
756                   ENDDO
757                ENDDO
758             ENDDO
759
760          CASE ( 'ql_v' )
761             DO  i = nxlg, nxrg
762                DO  j = nysg, nyng
763                   DO  k = nzb, nzt+1
764                      ql_v_av(k,j,i) = ql_v_av(k,j,i) + ql_v(k,j,i)
765                   ENDDO
766                ENDDO
767             ENDDO
768
769          CASE ( 'ql_vp' )
770             DO  i = nxl, nxr
771                DO  j = nys, nyn
772                   DO  k = nzb, nzt+1
773                      number_of_particles = prt_count(k,j,i)
774                      IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
775                      particles => grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
776                      DO  n = 1, number_of_particles
777                         IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
778                            ql_vp_av(k,j,i) = ql_vp_av(k,j,i) + &
779                                              particles(n)%weight_factor / &
780                                              number_of_particles
781                         ENDIF
782                      ENDDO
783                   ENDDO
784                ENDDO
785             ENDDO
786
787          CASE ( 'qr' )
788             DO  i = nxlg, nxrg
789                DO  j = nysg, nyng
790                   DO  k = nzb, nzt+1
791                      qr_av(k,j,i) = qr_av(k,j,i) + qr(k,j,i)
792                   ENDDO
793                ENDDO
794             ENDDO
795
796          CASE ( 'qsws*' )
797!
798!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
799!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
800!--          dynamic units.
801             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
802                i = surf_def_h(0)%i(m)
803                j = surf_def_h(0)%j(m)
804                k = surf_def_h(0)%k(m)
805                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_def_h(0)%qsws(m) *          &
806                                              waterflux_output_conversion(k)
807             ENDDO
808             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
809                i = surf_lsm_h%i(m)
810                j = surf_lsm_h%j(m)
811                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_lsm_h%qsws(m) * l_v
812             ENDDO
813             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
814                i = surf_usm_h%i(m)
815                j = surf_usm_h%j(m)
816                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_usm_h%qsws(m) * l_v
817             ENDDO
818
819          CASE ( 'qv' )
820             DO  i = nxlg, nxrg
821                DO  j = nysg, nyng
822                   DO  k = nzb, nzt+1
823                      qv_av(k,j,i) = qv_av(k,j,i) + q(k,j,i) - ql(k,j,i)
824                   ENDDO
825                ENDDO
826             ENDDO
827
828          CASE ( 'r_a*' )
829             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
830                i   = surf_lsm_h%i(m)           
831                j   = surf_lsm_h%j(m)
832                r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) + surf_lsm_h%r_a(m)
833             ENDDO
834!
835!--          Please note, resistance is also applied at urban-type surfaces,
836!--          and is output only as a single variable. Here, tile approach is
837!--          already implemented, so for each surface fraction resistance
838!--          need to be summed-up.
839             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
840                i   = surf_usm_h%i(m)           
841                j   = surf_usm_h%j(m)
842                r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                                    &
843                           ( surf_usm_h%frac(0,m) * surf_usm_h%r_a(m)       +  & 
844                             surf_usm_h%frac(1,m) * surf_usm_h%r_a_green(m) +  & 
845                             surf_usm_h%frac(2,m) * surf_usm_h%r_a_window(m) )
846             ENDDO
847
848          CASE ( 'rho_ocean' )
849             DO  i = nxlg, nxrg
850                DO  j = nysg, nyng
851                   DO  k = nzb, nzt+1
852                      rho_ocean_av(k,j,i) = rho_ocean_av(k,j,i) + rho_ocean(k,j,i)
853                   ENDDO
854                ENDDO
855             ENDDO
856
857          CASE ( 's' )
858             DO  i = nxlg, nxrg
859                DO  j = nysg, nyng
860                   DO  k = nzb, nzt+1
861                      s_av(k,j,i) = s_av(k,j,i) + s(k,j,i)
862                   ENDDO
863                ENDDO
864             ENDDO
865
866          CASE ( 'sa' )
867             DO  i = nxlg, nxrg
868                DO  j = nysg, nyng
869                   DO  k = nzb, nzt+1
870                      sa_av(k,j,i) = sa_av(k,j,i) + sa(k,j,i)
871                   ENDDO
872                ENDDO
873             ENDDO
874
875          CASE ( 'shf*' )
876!
877!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
878!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
879!--          dynamic units.
880             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
881                i = surf_def_h(0)%i(m)
882                j = surf_def_h(0)%j(m)
883                k = surf_def_h(0)%k(m)
884                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_def_h(0)%shf(m)  *            &
885                                            heatflux_output_conversion(k)
886             ENDDO
887             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
888                i = surf_lsm_h%i(m)
889                j = surf_lsm_h%j(m)
890                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_lsm_h%shf(m) * cp
891             ENDDO
892             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
893                i = surf_usm_h%i(m)
894                j = surf_usm_h%j(m)
895                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_usm_h%shf(m) * cp
896             ENDDO
897
898          CASE ( 'ssws*' )
899             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
900                i = surf_def_h(0)%i(m)
901                j = surf_def_h(0)%j(m)
902                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_def_h(0)%ssws(m)
903             ENDDO
904             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
905                i = surf_lsm_h%i(m)
906                j = surf_lsm_h%j(m)
907                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_lsm_h%ssws(m)
908             ENDDO
909             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
910                i = surf_usm_h%i(m)
911                j = surf_usm_h%j(m)
912                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_usm_h%ssws(m)
913             ENDDO
914
915          CASE ( 't*' )
916             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
917                i = surf_def_h(0)%i(m)
918                j = surf_def_h(0)%j(m)
919                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_def_h(0)%ts(m)
920             ENDDO
921             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
922                i = surf_lsm_h%i(m)
923                j = surf_lsm_h%j(m)
924                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_lsm_h%ts(m)
925             ENDDO
926             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
927                i = surf_usm_h%i(m)
928                j = surf_usm_h%j(m)
929                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_usm_h%ts(m)
930             ENDDO
931
932          CASE ( 'tsurf*' )
933             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
934                i   = surf_def_h(0)%i(m)           
935                j   = surf_def_h(0)%j(m)
936                tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) + surf_def_h(0)%pt_surface(m)
937             ENDDO
938
939             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
940                i   = surf_lsm_h%i(m)           
941                j   = surf_lsm_h%j(m)
942                tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) + surf_lsm_h%pt_surface(m)
943             ENDDO
944
945             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
946                i   = surf_usm_h%i(m)           
947                j   = surf_usm_h%j(m)
948                tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) + surf_usm_h%pt_surface(m)
949             ENDDO
950
951          CASE ( 'u' )
952             DO  i = nxlg, nxrg
953                DO  j = nysg, nyng
954                   DO  k = nzb, nzt+1
955                      u_av(k,j,i) = u_av(k,j,i) + u(k,j,i)
956                   ENDDO
957                ENDDO
958             ENDDO
959
960          CASE ( 'u*' )
961             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
962                i = surf_def_h(0)%i(m)
963                j = surf_def_h(0)%j(m)
964                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_def_h(0)%us(m)
965             ENDDO
966             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
967                i = surf_lsm_h%i(m)
968                j = surf_lsm_h%j(m)
969                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_lsm_h%us(m)
970             ENDDO
971             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
972                i = surf_usm_h%i(m)
973                j = surf_usm_h%j(m)
974                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_usm_h%us(m)
975             ENDDO
976
977          CASE ( 'v' )
978             DO  i = nxlg, nxrg
979                DO  j = nysg, nyng
980                   DO  k = nzb, nzt+1
981                      v_av(k,j,i) = v_av(k,j,i) + v(k,j,i)
982                   ENDDO
983                ENDDO
984             ENDDO
985
986          CASE ( 'vpt' )
987             DO  i = nxlg, nxrg
988                DO  j = nysg, nyng
989                   DO  k = nzb, nzt+1
990                      vpt_av(k,j,i) = vpt_av(k,j,i) + vpt(k,j,i)
991                   ENDDO
992                ENDDO
993             ENDDO
994
995          CASE ( 'w' )
996             DO  i = nxlg, nxrg
997                DO  j = nysg, nyng
998                   DO  k = nzb, nzt+1
999                      w_av(k,j,i) = w_av(k,j,i) + w(k,j,i)
1000                   ENDDO
1001                ENDDO
1002             ENDDO
1003
1004          CASE ( 'z0*' )
1005             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
1006                i = surf_def_h(0)%i(m)
1007                j = surf_def_h(0)%j(m)
1008                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0(m)
1009             ENDDO
1010             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
1011                i = surf_lsm_h%i(m)
1012                j = surf_lsm_h%j(m)
1013                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_lsm_h%z0(m)
1014             ENDDO
1015             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
1016                i = surf_usm_h%i(m)
1017                j = surf_usm_h%j(m)
1018                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_usm_h%z0(m)
1019             ENDDO
1020
1021          CASE ( 'z0h*' )
1022             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
1023                i = surf_def_h(0)%i(m)
1024                j = surf_def_h(0)%j(m)
1025                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0h(m)
1026             ENDDO
1027             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
1028                i = surf_lsm_h%i(m)
1029                j = surf_lsm_h%j(m)
1030                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_lsm_h%z0h(m)
1031             ENDDO
1032             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
1033                i = surf_usm_h%i(m)
1034                j = surf_usm_h%j(m)
1035                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_usm_h%z0h(m)
1036             ENDDO
1037
1038          CASE ( 'z0q*' )
1039             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
1040                i = surf_def_h(0)%i(m)
1041                j = surf_def_h(0)%j(m)
1042                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0q(m)
1043             ENDDO
1044             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
1045                i = surf_lsm_h%i(m)
1046                j = surf_lsm_h%j(m)
1047                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_lsm_h%z0q(m)
1048             ENDDO
1049             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
1050                i = surf_usm_h%i(m)
1051                j = surf_usm_h%j(m)
1052                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_usm_h%z0q(m)
1053             ENDDO
1054!             
1055!--       Block of urban surface model outputs.
1056!--       In case of urban surface variables it should be always checked
1057!--       if respective arrays are allocated, at least in case of a restart
1058!--       run, as usm arrays are not read from file at the moment.
1059          CASE ( 'usm_output' )
1060             CALL usm_average_3d_data( 'allocate', doav(ii) )
1061             CALL usm_average_3d_data( 'sum', doav(ii) )
1062
1063          CASE DEFAULT
1064!
1065!--          Turbulence closure module
1066             CALL tcm_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1067
1068!
1069!--          Land surface quantity
1070             IF ( land_surface )  THEN
1071                CALL lsm_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1072             ENDIF
1073
1074!
1075!--          Radiation quantity
1076             IF ( radiation )  THEN
1077                CALL radiation_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1078             ENDIF
1079
1080!
1081!--          Gust module quantities
1082             IF ( gust_module_enabled )  THEN
1083                CALL gust_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1084             ENDIF
1085
1086!
1087!--          Chemical quantity
1088             IF ( air_chemistry  .AND.  trimvar(1:3) == 'kc_')  THEN
1089                CALL chem_3d_data_averaging( 'sum',doav(ii) )
1090             ENDIF
1091
1092!
1093!--          UV exposure quantity
1094             IF ( uv_exposure )  THEN
1095                CALL uvem_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1096             ENDIF
1097
1098!
1099!--          User-defined quantity
1100             CALL user_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1101
1102       END SELECT
1103
1104    ENDDO
1105
1106    CALL cpu_log( log_point(34), 'sum_up_3d_data', 'stop' )
1107
1108
1109 END SUBROUTINE sum_up_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.