source: palm/trunk/SOURCE/sum_up_3d_data.f90 @ 2963

Last change on this file since 2963 was 2963, checked in by suehring, 3 years ago

Minor revision of static input file checks, bugfix in initialization of surface-fractions in LSM; minor bugfix in initialization of albedo at window-surfaces; for clearer access of albedo and emissivity introduce index for vegetation/wall, pavement/green-wall and water/window surfaces

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 37.7 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 2963 2018-04-12 14:47:44Z suehring $
27! Introduce index for vegetation/wall, pavement/green-wall and water/window
28! surfaces, for clearer access of surface fraction, albedo, emissivity, etc. .
29!
30! 2894 2018-03-15 09:17:58Z Giersch
31! Changed comment
32!
33! 2817 2018-02-19 16:32:21Z suehring
34! Preliminary gust module interface implemented
35!
36! 2798 2018-02-09 17:16:39Z suehring
37! Consider also default-type surfaces for surface temperature output.
38!
39! 2797 2018-02-08 13:24:35Z suehring
40! Enable output of ground-heat flux also at urban surfaces.
41!
42! 2790 2018-02-06 11:57:19Z suehring
43! Bugfix in summation of surface sensible and latent heat flux
44!
45! 2766 2018-01-22 17:17:47Z kanani
46! Removed preprocessor directive __chem
47!
48! 2743 2018-01-12 16:03:39Z suehring
49! In case of natural- and urban-type surfaces output surfaces fluxes in W/m2.
50!
51! 2742 2018-01-12 14:59:47Z suehring
52! Enable output of surface temperature
53!
54! 2735 2018-01-11 12:01:27Z suehring
55! output of r_a moved from land-surface to consider also urban-type surfaces
56!
57! 2718 2018-01-02 08:49:38Z maronga
58! Corrected "Former revisions" section
59!
60! 2696 2017-12-14 17:12:51Z kanani
61! - Change in file header (GPL part)
62! - Implementation of uv exposure model (FK)
63! - output of diss_av, kh_av, km_av (turbulence_closure_mod) (TG)
64! - Implementation of chemistry module (FK)
65! - Workaround for sum-up usm arrays in case of restart runs, to avoid program
66!   crash (MS)
67!
68! 2292 2017-06-20 09:51:42Z schwenkel
69! Implementation of new microphysic scheme: cloud_scheme = 'morrison'
70! includes two more prognostic equations for cloud drop concentration (nc) 
71! and cloud water content (qc).
72!
73! 2233 2017-05-30 18:08:54Z suehring
74!
75! 2232 2017-05-30 17:47:52Z suehring
76! Adjustments to new surface concept
77!
78! 2031 2016-10-21 15:11:58Z knoop
79! renamed variable rho to rho_ocean and rho_av to rho_ocean_av
80!
81! 2024 2016-10-12 16:42:37Z kanani
82! Added missing CASE for ssws*
83!
84! 2011 2016-09-19 17:29:57Z kanani
85! Flag urban_surface is now defined in module control_parameters,
86! changed prefix for urban surface model output to "usm_",
87! introduced control parameter varnamelength for LEN of trimvar.
88!
89! 2007 2016-08-24 15:47:17Z kanani
90! Added support for new urban surface model (temporary modifications of
91! SELECT CASE ( ) necessary, see variable trimvar),
92! added comments in variable declaration section
93!
94! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
95! Forced header and separation lines into 80 columns
96!
97! 1992 2016-08-12 15:14:59Z suehring
98! Bugfix in summation of passive scalar
99!
100! 1976 2016-07-27 13:28:04Z maronga
101! Radiation actions are now done directly in the respective module
102!
103! 1972 2016-07-26 07:52:02Z maronga
104! Land surface actions are now done directly in the respective module
105!
106! 1960 2016-07-12 16:34:24Z suehring
107! Scalar surface flux added
108!
109! 1949 2016-06-17 07:19:16Z maronga
110! Bugfix: calculation of lai_av, c_veg_av and c_liq_av.
111!
112! 1849 2016-04-08 11:33:18Z hoffmann
113! precipitation_rate moved to arrays_3d
114!
115! 1788 2016-03-10 11:01:04Z maronga
116! Added z0q and z0q_av
117!
118! 1693 2015-10-27 08:35:45Z maronga
119! Last revision text corrected
120!
121! 1691 2015-10-26 16:17:44Z maronga
122! Added output of Obukhov length and radiative heating rates for RRTMG.
123! Corrected output of liquid water path.
124!
125! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
126! Code annotations made doxygen readable
127!
128! 1585 2015-04-30 07:05:52Z maronga
129! Adapted for RRTMG
130!
131! 1555 2015-03-04 17:44:27Z maronga
132! Added output of r_a and r_s
133!
134! 1551 2015-03-03 14:18:16Z maronga
135! Added support for land surface model and radiation model data.
136!
137! 1359 2014-04-11 17:15:14Z hoffmann
138! New particle structure integrated.
139!
140! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
141! REAL constants provided with KIND-attribute
142!
143! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
144! ONLY-attribute added to USE-statements,
145! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
146! kinds are defined in new module kinds,
147! old module precision_kind is removed,
148! revision history before 2012 removed,
149! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
150! all variable declaration statements
151!
152! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
153! barrier argument removed from cpu_log,
154! module interfaces removed
155!
156! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
157! ql is calculated by calc_liquid_water_content
158!
159! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
160! +nr, prr, qr
161!
162! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
163! code put under GPL (PALM 3.9)
164!
165! 1007 2012-09-19 14:30:36Z franke
166! Bugfix in calculation of ql_vp
167!
168! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
169! +z0h*
170!
171! Revision 1.1  2006/02/23 12:55:23  raasch
172! Initial revision
173!
174!
175! Description:
176! ------------
177!> Sum-up the values of 3d-arrays. The real averaging is later done in routine
178!> average_3d_data.
179!------------------------------------------------------------------------------!
180 SUBROUTINE sum_up_3d_data
181 
182
183    USE arrays_3d,                                                             &
184        ONLY:  dzw, e, heatflux_output_conversion, nc, nr, p, pt,              &
185               precipitation_rate, q, qc, ql, ql_c,                            &
186               ql_v, qr, rho_ocean, s, sa, u, v, vpt, w,                       &
187               waterflux_output_conversion
188
189    USE averaging,                                                             &
190        ONLY:  diss_av, e_av, ghf_av, kh_av, km_av, lpt_av, lwp_av, nc_av,     &
191               nr_av,                                                          &
192               ol_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, precipitation_rate_av, pt_av,&
193               q_av, qc_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qsws_av, &
194               qv_av, r_a_av, rho_ocean_av, s_av, sa_av, shf_av, ssws_av,      &
195               ts_av, tsurf_av, u_av, us_av, v_av, vpt_av, w_av, z0_av, z0h_av,&
196               z0q_av
197    USE chemistry_model_mod,                                                   &
198        ONLY:  chem_3d_data_averaging, chem_integrate, chem_species, nspec                                   
199
200    USE cloud_parameters,                                                      &
201        ONLY:  cp, l_d_cp, l_v, pt_d_t
202
203    USE control_parameters,                                                    &
204        ONLY:  air_chemistry, average_count_3d, cloud_physics, doav, doav_n,   &
205               land_surface, rho_surface, urban_surface, uv_exposure,          &
206               varnamelength
207
208    USE cpulog,                                                                &
209        ONLY:  cpu_log, log_point
210
211    USE gust_mod,                                                              &
212        ONLY:  gust_3d_data_averaging, gust_module_enabled
213
214    USE indices,                                                               &
215        ONLY:  nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt
216
217    USE kinds
218
219    USE land_surface_model_mod,                                                &
220        ONLY:  lsm_3d_data_averaging
221
222    USE particle_attributes,                                                   &
223        ONLY:  grid_particles, number_of_particles, particles, prt_count
224
225    USE radiation_model_mod,                                                   &
226        ONLY:  radiation, radiation_3d_data_averaging
227
228    USE surface_mod,                                                           &
229        ONLY:  ind_pav_green, ind_veg_wall, ind_wat_win,                       &
230               surf_def_h, surf_lsm_h, surf_usm_h
231
232    USE turbulence_closure_mod,                                                &
233        ONLY:  tcm_3d_data_averaging
234
235    USE urban_surface_mod,                                                     &
236        ONLY:  usm_average_3d_data
237
238    USE uv_exposure_model_mod,                                                &
239        ONLY:  uvem_3d_data_averaging
240
241
242    IMPLICIT NONE
243
244    INTEGER(iwp) ::  i   !< grid index x direction
245    INTEGER(iwp) ::  ii  !< running index
246    INTEGER(iwp) ::  j   !< grid index y direction
247    INTEGER(iwp) ::  k   !< grid index x direction
248    INTEGER(iwp) ::  m   !< running index surface type
249    INTEGER(iwp) ::  n   !<
250
251    REAL(wp)     ::  mean_r !<
252    REAL(wp)     ::  s_r2   !<
253    REAL(wp)     ::  s_r3   !<
254
255    CHARACTER (LEN=varnamelength) ::  trimvar  !< TRIM of output-variable string
256
257
258    CALL cpu_log (log_point(34),'sum_up_3d_data','start')
259
260!
261!-- Allocate and initialize the summation arrays if called for the very first
262!-- time or the first time after average_3d_data has been called
263!-- (some or all of the arrays may have been already allocated
264!-- in rrd_local)
265    IF ( average_count_3d == 0 )  THEN
266
267       DO  ii = 1, doav_n
268!
269!--       Temporary solution to account for data output within the new urban
270!--       surface model (urban_surface_mod.f90), see also SELECT CASE ( trimvar )
271          trimvar = TRIM( doav(ii) )
272          IF ( urban_surface  .AND.  trimvar(1:4) == 'usm_' )  THEN
273             trimvar = 'usm_output'
274          ENDIF
275       
276          SELECT CASE ( trimvar )
277
278             CASE ( 'ghf*' )
279                IF ( .NOT. ALLOCATED( ghf_av ) )  THEN
280                   ALLOCATE( ghf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
281                ENDIF
282                ghf_av = 0.0_wp
283
284             CASE ( 'e' )
285                IF ( .NOT. ALLOCATED( e_av ) )  THEN
286                   ALLOCATE( e_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
287                ENDIF
288                e_av = 0.0_wp
289
290             CASE ( 'lpt' )
291                IF ( .NOT. ALLOCATED( lpt_av ) )  THEN
292                   ALLOCATE( lpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
293                ENDIF
294                lpt_av = 0.0_wp
295
296             CASE ( 'lwp*' )
297                IF ( .NOT. ALLOCATED( lwp_av ) )  THEN
298                   ALLOCATE( lwp_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
299                ENDIF
300                lwp_av = 0.0_wp
301
302             CASE ( 'nc' )
303                IF ( .NOT. ALLOCATED( nc_av ) )  THEN
304                   ALLOCATE( nc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
305                ENDIF
306                nc_av = 0.0_wp
307
308             CASE ( 'nr' )
309                IF ( .NOT. ALLOCATED( nr_av ) )  THEN
310                   ALLOCATE( nr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
311                ENDIF
312                nr_av = 0.0_wp
313
314             CASE ( 'ol*' )
315                IF ( .NOT. ALLOCATED( ol_av ) )  THEN
316                   ALLOCATE( ol_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
317                ENDIF
318                ol_av = 0.0_wp
319
320             CASE ( 'p' )
321                IF ( .NOT. ALLOCATED( p_av ) )  THEN
322                   ALLOCATE( p_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
323                ENDIF
324                p_av = 0.0_wp
325
326             CASE ( 'pc' )
327                IF ( .NOT. ALLOCATED( pc_av ) )  THEN
328                   ALLOCATE( pc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
329                ENDIF
330                pc_av = 0.0_wp
331
332             CASE ( 'pr' )
333                IF ( .NOT. ALLOCATED( pr_av ) )  THEN
334                   ALLOCATE( pr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
335                ENDIF
336                pr_av = 0.0_wp
337
338             CASE ( 'prr' )
339                IF ( .NOT. ALLOCATED( prr_av ) )  THEN
340                   ALLOCATE( prr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
341                ENDIF
342                prr_av = 0.0_wp
343
344             CASE ( 'prr*' )
345                IF ( .NOT. ALLOCATED( precipitation_rate_av ) )  THEN
346                   ALLOCATE( precipitation_rate_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
347                ENDIF
348                precipitation_rate_av = 0.0_wp
349
350             CASE ( 'pt' )
351                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_av ) )  THEN
352                   ALLOCATE( pt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
353                ENDIF
354                pt_av = 0.0_wp
355
356             CASE ( 'q' )
357                IF ( .NOT. ALLOCATED( q_av ) )  THEN
358                   ALLOCATE( q_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
359                ENDIF
360                q_av = 0.0_wp
361
362             CASE ( 'qc' )
363                IF ( .NOT. ALLOCATED( qc_av ) )  THEN
364                   ALLOCATE( qc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
365                ENDIF
366                qc_av = 0.0_wp
367
368             CASE ( 'ql' )
369                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_av ) )  THEN
370                   ALLOCATE( ql_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
371                ENDIF
372                ql_av = 0.0_wp
373
374             CASE ( 'ql_c' )
375                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_c_av ) )  THEN
376                   ALLOCATE( ql_c_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
377                ENDIF
378                ql_c_av = 0.0_wp
379
380             CASE ( 'ql_v' )
381                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_v_av ) )  THEN
382                   ALLOCATE( ql_v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
383                ENDIF
384                ql_v_av = 0.0_wp
385
386             CASE ( 'ql_vp' )
387                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_vp_av ) )  THEN
388                   ALLOCATE( ql_vp_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
389                ENDIF
390                ql_vp_av = 0.0_wp
391
392             CASE ( 'qr' )
393                IF ( .NOT. ALLOCATED( qr_av ) )  THEN
394                   ALLOCATE( qr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
395                ENDIF
396                qr_av = 0.0_wp
397
398             CASE ( 'qsws*' )
399                IF ( .NOT. ALLOCATED( qsws_av ) )  THEN
400                   ALLOCATE( qsws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
401                ENDIF
402                qsws_av = 0.0_wp
403
404             CASE ( 'qv' )
405                IF ( .NOT. ALLOCATED( qv_av ) )  THEN
406                   ALLOCATE( qv_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
407                ENDIF
408                qv_av = 0.0_wp
409
410             CASE ( 'r_a*' )
411                IF ( .NOT. ALLOCATED( r_a_av ) )  THEN
412                   ALLOCATE( r_a_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
413                ENDIF
414                r_a_av = 0.0_wp
415
416             CASE ( 'rho_ocean' )
417                IF ( .NOT. ALLOCATED( rho_ocean_av ) )  THEN
418                   ALLOCATE( rho_ocean_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
419                ENDIF
420                rho_ocean_av = 0.0_wp
421
422             CASE ( 's' )
423                IF ( .NOT. ALLOCATED( s_av ) )  THEN
424                   ALLOCATE( s_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
425                ENDIF
426                s_av = 0.0_wp
427
428             CASE ( 'sa' )
429                IF ( .NOT. ALLOCATED( sa_av ) )  THEN
430                   ALLOCATE( sa_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
431                ENDIF
432                sa_av = 0.0_wp
433
434             CASE ( 'shf*' )
435                IF ( .NOT. ALLOCATED( shf_av ) )  THEN
436                   ALLOCATE( shf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
437                ENDIF
438                shf_av = 0.0_wp
439               
440             CASE ( 'ssws*' )
441                IF ( .NOT. ALLOCATED( ssws_av ) )  THEN
442                   ALLOCATE( ssws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
443                ENDIF
444                ssws_av = 0.0_wp               
445
446             CASE ( 't*' )
447                IF ( .NOT. ALLOCATED( ts_av ) )  THEN
448                   ALLOCATE( ts_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
449                ENDIF
450                ts_av = 0.0_wp
451
452             CASE ( 'tsurf*' )
453                IF ( .NOT. ALLOCATED( tsurf_av ) )  THEN
454                   ALLOCATE( tsurf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
455                ENDIF
456                tsurf_av = 0.0_wp
457
458             CASE ( 'u' )
459                IF ( .NOT. ALLOCATED( u_av ) )  THEN
460                   ALLOCATE( u_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
461                ENDIF
462                u_av = 0.0_wp
463
464             CASE ( 'u*' )
465                IF ( .NOT. ALLOCATED( us_av ) )  THEN
466                   ALLOCATE( us_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
467                ENDIF
468                us_av = 0.0_wp
469
470             CASE ( 'v' )
471                IF ( .NOT. ALLOCATED( v_av ) )  THEN
472                   ALLOCATE( v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
473                ENDIF
474                v_av = 0.0_wp
475
476             CASE ( 'vpt' )
477                IF ( .NOT. ALLOCATED( vpt_av ) )  THEN
478                   ALLOCATE( vpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
479                ENDIF
480                vpt_av = 0.0_wp
481
482             CASE ( 'w' )
483                IF ( .NOT. ALLOCATED( w_av ) )  THEN
484                   ALLOCATE( w_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
485                ENDIF
486                w_av = 0.0_wp
487
488             CASE ( 'z0*' )
489                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0_av ) )  THEN
490                   ALLOCATE( z0_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
491                ENDIF
492                z0_av = 0.0_wp
493
494             CASE ( 'z0h*' )
495                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0h_av ) )  THEN
496                   ALLOCATE( z0h_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
497                ENDIF
498                z0h_av = 0.0_wp
499
500             CASE ( 'z0q*' )
501                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0q_av ) )  THEN
502                   ALLOCATE( z0q_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
503                ENDIF
504                z0q_av = 0.0_wp
505!             
506!--          Block of urban surface model outputs
507             CASE ( 'usm_output' )
508
509                CALL usm_average_3d_data( 'allocate', doav(ii) )
510             
511
512             CASE DEFAULT
513
514!
515!--             Turbulence closure module
516                CALL tcm_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
517
518!
519!--             Land surface quantity
520                IF ( land_surface )  THEN
521                   CALL lsm_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
522                ENDIF
523
524!
525!--             Radiation quantity
526                IF ( radiation )  THEN
527                   CALL radiation_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
528                ENDIF
529
530!
531!--             Gust module quantities
532                IF ( gust_module_enabled )  THEN
533                   CALL gust_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
534                ENDIF
535
536!
537!--             Chemical quantity                                           
538#if defined( __chem )               
539                IF ( air_chemistry  .AND.  trimvar(1:3) == 'kc_')  THEN
540                   CALL chem_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
541                ENDIF
542#endif
543
544!
545!--             UV exposure quantity
546                IF ( uv_exposure  .AND.  trimvar(1:5) == 'uvem_')  THEN
547                   CALL uvem_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
548                ENDIF
549
550!
551!--             User-defined quantity
552                CALL user_3d_data_averaging( 'allocate', doav(ii) )
553
554          END SELECT
555
556       ENDDO
557
558    ENDIF
559
560!
561!-- Loop of all variables to be averaged.
562    DO  ii = 1, doav_n
563!
564!--       Temporary solution to account for data output within the new urban
565!--       surface model (urban_surface_mod.f90), see also SELECT CASE ( trimvar )
566          trimvar = TRIM( doav(ii) )
567          IF ( urban_surface  .AND.  trimvar(1:4) == 'usm_' )  THEN
568             trimvar = 'usm_output'
569          ENDIF
570!
571!--    Store the array chosen on the temporary array.
572       SELECT CASE ( trimvar )
573
574          CASE ( 'ghf*' )
575             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
576                i   = surf_lsm_h%i(m)           
577                j   = surf_lsm_h%j(m)
578                ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) + surf_lsm_h%ghf(m)
579             ENDDO
580
581             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
582                i   = surf_usm_h%i(m)           
583                j   = surf_usm_h%j(m)
584                ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) + surf_usm_h%frac(ind_veg_wall,m)  * &
585                                            surf_usm_h%wghf_eb(m)        +     &
586                                            surf_usm_h%frac(ind_pav_green,m) * &
587                                            surf_usm_h%wghf_eb_green(m)  +     &
588                                            surf_usm_h%frac(ind_wat_win,m)   * &
589                                            surf_usm_h%wghf_eb_window(m)
590             ENDDO
591
592          CASE ( 'e' )
593             DO  i = nxlg, nxrg
594                DO  j = nysg, nyng
595                   DO  k = nzb, nzt+1
596                      e_av(k,j,i) = e_av(k,j,i) + e(k,j,i)
597                   ENDDO
598                ENDDO
599             ENDDO
600
601          CASE ( 'lpt' )
602             DO  i = nxlg, nxrg
603                DO  j = nysg, nyng
604                   DO  k = nzb, nzt+1
605                      lpt_av(k,j,i) = lpt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
606                   ENDDO
607                ENDDO
608             ENDDO
609
610          CASE ( 'lwp*' )
611             DO  i = nxlg, nxrg
612                DO  j = nysg, nyng
613                   lwp_av(j,i) = lwp_av(j,i) + SUM( ql(nzb:nzt,j,i)            &
614                                               * dzw(1:nzt+1) ) * rho_surface
615                ENDDO
616             ENDDO
617
618          CASE ( 'nc' )
619             DO  i = nxlg, nxrg
620                DO  j = nysg, nyng
621                   DO  k = nzb, nzt+1
622                      nc_av(k,j,i) = nc_av(k,j,i) + nc(k,j,i)
623                   ENDDO
624                ENDDO
625             ENDDO
626
627          CASE ( 'nr' )
628             DO  i = nxlg, nxrg
629                DO  j = nysg, nyng
630                   DO  k = nzb, nzt+1
631                      nr_av(k,j,i) = nr_av(k,j,i) + nr(k,j,i)
632                   ENDDO
633                ENDDO
634             ENDDO
635
636          CASE ( 'ol*' )
637             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
638                i = surf_def_h(0)%i(m)
639                j = surf_def_h(0)%j(m)
640                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_def_h(0)%ol(m)
641             ENDDO
642             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
643                i = surf_lsm_h%i(m)
644                j = surf_lsm_h%j(m)
645                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_lsm_h%ol(m)
646             ENDDO
647             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
648                i = surf_usm_h%i(m)
649                j = surf_usm_h%j(m)
650                ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_usm_h%ol(m)
651             ENDDO
652
653          CASE ( 'p' )
654             DO  i = nxlg, nxrg
655                DO  j = nysg, nyng
656                   DO  k = nzb, nzt+1
657                      p_av(k,j,i) = p_av(k,j,i) + p(k,j,i)
658                   ENDDO
659                ENDDO
660             ENDDO
661
662          CASE ( 'pc' )
663             DO  i = nxl, nxr
664                DO  j = nys, nyn
665                   DO  k = nzb, nzt+1
666                      pc_av(k,j,i) = pc_av(k,j,i) + prt_count(k,j,i)
667                   ENDDO
668                ENDDO
669             ENDDO
670
671          CASE ( 'pr' )
672             DO  i = nxl, nxr
673                DO  j = nys, nyn
674                   DO  k = nzb, nzt+1
675                      number_of_particles = prt_count(k,j,i)
676                      IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
677                      particles => grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
678                      s_r2 = 0.0_wp
679                      s_r3 = 0.0_wp
680
681                      DO  n = 1, number_of_particles
682                         IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
683                            s_r2 = s_r2 + particles(n)%radius**2 * &
684                                particles(n)%weight_factor
685                            s_r3 = s_r3 + particles(n)%radius**3 * &
686                                particles(n)%weight_factor
687                         ENDIF
688                      ENDDO
689
690                      IF ( s_r2 > 0.0_wp )  THEN
691                         mean_r = s_r3 / s_r2
692                      ELSE
693                         mean_r = 0.0_wp
694                      ENDIF
695                      pr_av(k,j,i) = pr_av(k,j,i) + mean_r
696                   ENDDO
697                ENDDO
698             ENDDO
699
700
701          CASE ( 'pr*' )
702             DO  i = nxlg, nxrg
703                DO  j = nysg, nyng
704                   precipitation_rate_av(j,i) = precipitation_rate_av(j,i) + &
705                                                precipitation_rate(j,i)
706                ENDDO
707             ENDDO
708
709          CASE ( 'pt' )
710             IF ( .NOT. cloud_physics ) THEN
711             DO  i = nxlg, nxrg
712                DO  j = nysg, nyng
713                   DO  k = nzb, nzt+1
714                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
715                      ENDDO
716                   ENDDO
717                ENDDO
718             ELSE
719             DO  i = nxlg, nxrg
720                DO  j = nysg, nyng
721                   DO  k = nzb, nzt+1
722                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i) + l_d_cp * &
723                                                       pt_d_t(k) * ql(k,j,i)
724                      ENDDO
725                   ENDDO
726                ENDDO
727             ENDIF
728
729          CASE ( 'q' )
730             DO  i = nxlg, nxrg
731                DO  j = nysg, nyng
732                   DO  k = nzb, nzt+1
733                      q_av(k,j,i) = q_av(k,j,i) + q(k,j,i)
734                   ENDDO
735                ENDDO
736             ENDDO
737
738          CASE ( 'qc' )
739             DO  i = nxlg, nxrg
740                DO  j = nysg, nyng
741                   DO  k = nzb, nzt+1
742                      qc_av(k,j,i) = qc_av(k,j,i) + qc(k,j,i)
743                   ENDDO
744                ENDDO
745             ENDDO
746
747          CASE ( 'ql' )
748             DO  i = nxlg, nxrg
749                DO  j = nysg, nyng
750                   DO  k = nzb, nzt+1
751                      ql_av(k,j,i) = ql_av(k,j,i) + ql(k,j,i)
752                   ENDDO
753                ENDDO
754             ENDDO
755
756          CASE ( 'ql_c' )
757             DO  i = nxlg, nxrg
758                DO  j = nysg, nyng
759                   DO  k = nzb, nzt+1
760                      ql_c_av(k,j,i) = ql_c_av(k,j,i) + ql_c(k,j,i)
761                   ENDDO
762                ENDDO
763             ENDDO
764
765          CASE ( 'ql_v' )
766             DO  i = nxlg, nxrg
767                DO  j = nysg, nyng
768                   DO  k = nzb, nzt+1
769                      ql_v_av(k,j,i) = ql_v_av(k,j,i) + ql_v(k,j,i)
770                   ENDDO
771                ENDDO
772             ENDDO
773
774          CASE ( 'ql_vp' )
775             DO  i = nxl, nxr
776                DO  j = nys, nyn
777                   DO  k = nzb, nzt+1
778                      number_of_particles = prt_count(k,j,i)
779                      IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
780                      particles => grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
781                      DO  n = 1, number_of_particles
782                         IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
783                            ql_vp_av(k,j,i) = ql_vp_av(k,j,i) + &
784                                              particles(n)%weight_factor / &
785                                              number_of_particles
786                         ENDIF
787                      ENDDO
788                   ENDDO
789                ENDDO
790             ENDDO
791
792          CASE ( 'qr' )
793             DO  i = nxlg, nxrg
794                DO  j = nysg, nyng
795                   DO  k = nzb, nzt+1
796                      qr_av(k,j,i) = qr_av(k,j,i) + qr(k,j,i)
797                   ENDDO
798                ENDDO
799             ENDDO
800
801          CASE ( 'qsws*' )
802!
803!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
804!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
805!--          dynamic units.
806             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
807                i = surf_def_h(0)%i(m)
808                j = surf_def_h(0)%j(m)
809                k = surf_def_h(0)%k(m)
810                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_def_h(0)%qsws(m) *          &
811                                              waterflux_output_conversion(k)
812             ENDDO
813             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
814                i = surf_lsm_h%i(m)
815                j = surf_lsm_h%j(m)
816                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_lsm_h%qsws(m) * l_v
817             ENDDO
818             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
819                i = surf_usm_h%i(m)
820                j = surf_usm_h%j(m)
821                qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_usm_h%qsws(m) * l_v
822             ENDDO
823
824          CASE ( 'qv' )
825             DO  i = nxlg, nxrg
826                DO  j = nysg, nyng
827                   DO  k = nzb, nzt+1
828                      qv_av(k,j,i) = qv_av(k,j,i) + q(k,j,i) - ql(k,j,i)
829                   ENDDO
830                ENDDO
831             ENDDO
832
833          CASE ( 'r_a*' )
834             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
835                i   = surf_lsm_h%i(m)           
836                j   = surf_lsm_h%j(m)
837                r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) + surf_lsm_h%r_a(m)
838             ENDDO
839!
840!--          Please note, resistance is also applied at urban-type surfaces,
841!--          and is output only as a single variable. Here, tile approach is
842!--          already implemented, so for each surface fraction resistance
843!--          need to be summed-up.
844             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
845                i   = surf_usm_h%i(m)           
846                j   = surf_usm_h%j(m)
847                r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                                    &
848                           ( surf_usm_h%frac(ind_veg_wall,m)  *                &
849                             surf_usm_h%r_a(m)       +                         & 
850                             surf_usm_h%frac(ind_pav_green,m) *                &
851                             surf_usm_h%r_a_green(m) +                         & 
852                             surf_usm_h%frac(ind_wat_win,m)   *                &
853                             surf_usm_h%r_a_window(m) )
854             ENDDO
855
856          CASE ( 'rho_ocean' )
857             DO  i = nxlg, nxrg
858                DO  j = nysg, nyng
859                   DO  k = nzb, nzt+1
860                      rho_ocean_av(k,j,i) = rho_ocean_av(k,j,i) + rho_ocean(k,j,i)
861                   ENDDO
862                ENDDO
863             ENDDO
864
865          CASE ( 's' )
866             DO  i = nxlg, nxrg
867                DO  j = nysg, nyng
868                   DO  k = nzb, nzt+1
869                      s_av(k,j,i) = s_av(k,j,i) + s(k,j,i)
870                   ENDDO
871                ENDDO
872             ENDDO
873
874          CASE ( 'sa' )
875             DO  i = nxlg, nxrg
876                DO  j = nysg, nyng
877                   DO  k = nzb, nzt+1
878                      sa_av(k,j,i) = sa_av(k,j,i) + sa(k,j,i)
879                   ENDDO
880                ENDDO
881             ENDDO
882
883          CASE ( 'shf*' )
884!
885!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
886!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
887!--          dynamic units.
888             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
889                i = surf_def_h(0)%i(m)
890                j = surf_def_h(0)%j(m)
891                k = surf_def_h(0)%k(m)
892                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_def_h(0)%shf(m)  *            &
893                                            heatflux_output_conversion(k)
894             ENDDO
895             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
896                i = surf_lsm_h%i(m)
897                j = surf_lsm_h%j(m)
898                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_lsm_h%shf(m) * cp
899             ENDDO
900             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
901                i = surf_usm_h%i(m)
902                j = surf_usm_h%j(m)
903                shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_usm_h%shf(m) * cp
904             ENDDO
905
906          CASE ( 'ssws*' )
907             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
908                i = surf_def_h(0)%i(m)
909                j = surf_def_h(0)%j(m)
910                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_def_h(0)%ssws(m)
911             ENDDO
912             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
913                i = surf_lsm_h%i(m)
914                j = surf_lsm_h%j(m)
915                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_lsm_h%ssws(m)
916             ENDDO
917             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
918                i = surf_usm_h%i(m)
919                j = surf_usm_h%j(m)
920                ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_usm_h%ssws(m)
921             ENDDO
922
923          CASE ( 't*' )
924             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
925                i = surf_def_h(0)%i(m)
926                j = surf_def_h(0)%j(m)
927                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_def_h(0)%ts(m)
928             ENDDO
929             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
930                i = surf_lsm_h%i(m)
931                j = surf_lsm_h%j(m)
932                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_lsm_h%ts(m)
933             ENDDO
934             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
935                i = surf_usm_h%i(m)
936                j = surf_usm_h%j(m)
937                ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_usm_h%ts(m)
938             ENDDO
939
940          CASE ( 'tsurf*' )
941             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
942                i   = surf_def_h(0)%i(m)           
943                j   = surf_def_h(0)%j(m)
944                tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) + surf_def_h(0)%pt_surface(m)
945             ENDDO
946
947             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
948                i   = surf_lsm_h%i(m)           
949                j   = surf_lsm_h%j(m)
950                tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) + surf_lsm_h%pt_surface(m)
951             ENDDO
952
953             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
954                i   = surf_usm_h%i(m)           
955                j   = surf_usm_h%j(m)
956                tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) + surf_usm_h%pt_surface(m)
957             ENDDO
958
959          CASE ( 'u' )
960             DO  i = nxlg, nxrg
961                DO  j = nysg, nyng
962                   DO  k = nzb, nzt+1
963                      u_av(k,j,i) = u_av(k,j,i) + u(k,j,i)
964                   ENDDO
965                ENDDO
966             ENDDO
967
968          CASE ( 'u*' )
969             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
970                i = surf_def_h(0)%i(m)
971                j = surf_def_h(0)%j(m)
972                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_def_h(0)%us(m)
973             ENDDO
974             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
975                i = surf_lsm_h%i(m)
976                j = surf_lsm_h%j(m)
977                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_lsm_h%us(m)
978             ENDDO
979             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
980                i = surf_usm_h%i(m)
981                j = surf_usm_h%j(m)
982                us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_usm_h%us(m)
983             ENDDO
984
985          CASE ( 'v' )
986             DO  i = nxlg, nxrg
987                DO  j = nysg, nyng
988                   DO  k = nzb, nzt+1
989                      v_av(k,j,i) = v_av(k,j,i) + v(k,j,i)
990                   ENDDO
991                ENDDO
992             ENDDO
993
994          CASE ( 'vpt' )
995             DO  i = nxlg, nxrg
996                DO  j = nysg, nyng
997                   DO  k = nzb, nzt+1
998                      vpt_av(k,j,i) = vpt_av(k,j,i) + vpt(k,j,i)
999                   ENDDO
1000                ENDDO
1001             ENDDO
1002
1003          CASE ( 'w' )
1004             DO  i = nxlg, nxrg
1005                DO  j = nysg, nyng
1006                   DO  k = nzb, nzt+1
1007                      w_av(k,j,i) = w_av(k,j,i) + w(k,j,i)
1008                   ENDDO
1009                ENDDO
1010             ENDDO
1011
1012          CASE ( 'z0*' )
1013             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
1014                i = surf_def_h(0)%i(m)
1015                j = surf_def_h(0)%j(m)
1016                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0(m)
1017             ENDDO
1018             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
1019                i = surf_lsm_h%i(m)
1020                j = surf_lsm_h%j(m)
1021                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_lsm_h%z0(m)
1022             ENDDO
1023             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
1024                i = surf_usm_h%i(m)
1025                j = surf_usm_h%j(m)
1026                z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_usm_h%z0(m)
1027             ENDDO
1028
1029          CASE ( 'z0h*' )
1030             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
1031                i = surf_def_h(0)%i(m)
1032                j = surf_def_h(0)%j(m)
1033                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0h(m)
1034             ENDDO
1035             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
1036                i = surf_lsm_h%i(m)
1037                j = surf_lsm_h%j(m)
1038                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_lsm_h%z0h(m)
1039             ENDDO
1040             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
1041                i = surf_usm_h%i(m)
1042                j = surf_usm_h%j(m)
1043                z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_usm_h%z0h(m)
1044             ENDDO
1045
1046          CASE ( 'z0q*' )
1047             DO  m = 1, surf_def_h(0)%ns
1048                i = surf_def_h(0)%i(m)
1049                j = surf_def_h(0)%j(m)
1050                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0q(m)
1051             ENDDO
1052             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
1053                i = surf_lsm_h%i(m)
1054                j = surf_lsm_h%j(m)
1055                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_lsm_h%z0q(m)
1056             ENDDO
1057             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
1058                i = surf_usm_h%i(m)
1059                j = surf_usm_h%j(m)
1060                z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_usm_h%z0q(m)
1061             ENDDO
1062!             
1063!--       Block of urban surface model outputs.
1064!--       In case of urban surface variables it should be always checked
1065!--       if respective arrays are allocated, at least in case of a restart
1066!--       run, as usm arrays are not read from file at the moment.
1067          CASE ( 'usm_output' )
1068             CALL usm_average_3d_data( 'allocate', doav(ii) )
1069             CALL usm_average_3d_data( 'sum', doav(ii) )
1070
1071          CASE DEFAULT
1072!
1073!--          Turbulence closure module
1074             CALL tcm_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1075
1076!
1077!--          Land surface quantity
1078             IF ( land_surface )  THEN
1079                CALL lsm_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1080             ENDIF
1081
1082!
1083!--          Radiation quantity
1084             IF ( radiation )  THEN
1085                CALL radiation_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1086             ENDIF
1087
1088!
1089!--          Gust module quantities
1090             IF ( gust_module_enabled )  THEN
1091                CALL gust_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1092             ENDIF
1093
1094!
1095!--          Chemical quantity
1096             IF ( air_chemistry  .AND.  trimvar(1:3) == 'kc_')  THEN
1097                CALL chem_3d_data_averaging( 'sum',doav(ii) )
1098             ENDIF
1099
1100!
1101!--          UV exposure quantity
1102             IF ( uv_exposure )  THEN
1103                CALL uvem_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1104             ENDIF
1105
1106!
1107!--          User-defined quantity
1108             CALL user_3d_data_averaging( 'sum', doav(ii) )
1109
1110       END SELECT
1111
1112    ENDDO
1113
1114    CALL cpu_log( log_point(34), 'sum_up_3d_data', 'stop' )
1115
1116
1117 END SUBROUTINE sum_up_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.