source: palm/trunk/SOURCE/sum_up_3d_data.f90 @ 3761

Last change on this file since 3761 was 3761, checked in by raasch, 3 years ago

unused variables removed, OpenACC directives re-formatted, statements added to avoid compiler warnings

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 44.1 KB
Line 
1!> @file sum_up_3d_data.f90
2!------------------------------------------------------------------------------!
3! This file is part of the PALM model system.
4!
5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the
6! terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
7! Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later
8! version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2019 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! ------------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: sum_up_3d_data.f90 3761 2019-02-25 15:31:42Z raasch $
27! unused variables removed
28!
29! 3655 2019-01-07 16:51:22Z knoop
30! Implementation of the PALM module interface
31!
32! 3597 2018-12-04 08:40:18Z maronga
33! Added output of theta_2m
34!
35! 3589 2018-11-30 15:09:51Z suehring
36! Move the control parameter "salsa" from salsa_mod to control_parameters
37! (M. Kurppa)
38!
39! 3582 2018-11-29 19:16:36Z suehring
40! dom_dwd_user, Schrempf:
41! Remove CALLs to uv exposure model, this is now part of biometeorology_mod
42!
43! 3553 2018-11-22 10:30:48Z suehring
44! variables documented
45!
46! 3552 2018-11-22 10:28:35Z suehring
47! Changes related to clean-up of biometeorology (dom_dwd_user)
48!
49! 3467 2018-10-30 19:05:21Z suehring
50! Implementation of a new aerosol module salsa.
51!
52! 3448 2018-10-29 18:14:31Z kanani
53! Adjustment of biometeorology calls
54!
55! 3421 2018-10-24 18:39:32Z gronemeier
56! Renamed output variables
57!
58! 3337 2018-10-12 15:17:09Z kanani
59! (from branch resler)
60! Add biometeorology,
61! fix chemistry output call,
62! move usm calls
63!
64! 3294 2018-10-01 02:37:10Z raasch
65! changes concerning modularization of ocean option
66!
67! 3291 2018-09-28 11:33:03Z scharf
68! corrected previous commit for 3D topography
69!
70! 3285 2018-09-27 17:16:52Z scharf
71! bugfix for shf_av and qsws_av
72!
73! 3274 2018-09-24 15:42:55Z knoop
74! Modularization of all bulk cloud physics code components
75!
76! 3241 2018-09-12 15:02:00Z raasch
77! unused variables removed
78!
79! 3176 2018-07-26 17:12:48Z suehring
80! Remove output of latent heat flux at urban-surfaces and set fill values
81! instead
82!
83! 3173 2018-07-26 12:55:23Z suehring
84! Bugfix for last commit
85!
86! 3170 2018-07-25 15:19:37Z suehring
87! Revise output of surface quantities in case of overhanging structures
88!
89! 3151 2018-07-19 08:45:38Z raasch
90! Remaining preprocessor directive __chem removed
91!
92! 3004 2018-04-27 12:33:25Z Giersch
93! prr field added to ONLY-list, prr* case/pr* case/precipitation_rate_av
94! removed, further allocation checks implemented
95!
96! 2963 2018-04-12 14:47:44Z suehring
97! Introduce index for vegetation/wall, pavement/green-wall and water/window
98! surfaces, for clearer access of surface fraction, albedo, emissivity, etc. .
99!
100! 2894 2018-03-15 09:17:58Z Giersch
101! Changed comment
102!
103! 2817 2018-02-19 16:32:21Z suehring
104! Preliminary gust module interface implemented
105!
106! 2798 2018-02-09 17:16:39Z suehring
107! Consider also default-type surfaces for surface temperature output.
108!
109! 2797 2018-02-08 13:24:35Z suehring
110! Enable output of ground-heat flux also at urban surfaces.
111!
112! 2790 2018-02-06 11:57:19Z suehring
113! Bugfix in summation of surface sensible and latent heat flux
114!
115! 2766 2018-01-22 17:17:47Z kanani
116! Removed preprocessor directive __chem
117!
118! 2743 2018-01-12 16:03:39Z suehring
119! In case of natural- and urban-type surfaces output surfaces fluxes in W/m2.
120!
121! 2742 2018-01-12 14:59:47Z suehring
122! Enable output of surface temperature
123!
124! 2735 2018-01-11 12:01:27Z suehring
125! output of r_a moved from land-surface to consider also urban-type surfaces
126!
127! 2718 2018-01-02 08:49:38Z maronga
128! Corrected "Former revisions" section
129!
130! 2696 2017-12-14 17:12:51Z kanani
131! - Change in file header (GPL part)
132! - Implementation of uv exposure model (FK)
133! - output of diss_av, kh_av, km_av (turbulence_closure_mod) (TG)
134! - Implementation of chemistry module (FK)
135! - Workaround for sum-up usm arrays in case of restart runs, to avoid program
136!   crash (MS)
137!
138! 2292 2017-06-20 09:51:42Z schwenkel
139! Implementation of new microphysic scheme: cloud_scheme = 'morrison'
140! includes two more prognostic equations for cloud drop concentration (nc) 
141! and cloud water content (qc).
142!
143! 2233 2017-05-30 18:08:54Z suehring
144!
145! 2232 2017-05-30 17:47:52Z suehring
146! Adjustments to new surface concept
147!
148! 2031 2016-10-21 15:11:58Z knoop
149! renamed variable rho to rho_ocean and rho_av to rho_ocean_av
150!
151! 2024 2016-10-12 16:42:37Z kanani
152! Added missing CASE for ssws*
153!
154! 2011 2016-09-19 17:29:57Z kanani
155! Flag urban_surface is now defined in module control_parameters,
156! changed prefix for urban surface model output to "usm_",
157! introduced control parameter varnamelength for LEN of trimvar.
158!
159! 2007 2016-08-24 15:47:17Z kanani
160! Added support for new urban surface model (temporary modifications of
161! SELECT CASE ( ) necessary, see variable trimvar),
162! added comments in variable declaration section
163!
164! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
165! Forced header and separation lines into 80 columns
166!
167! 1992 2016-08-12 15:14:59Z suehring
168! Bugfix in summation of passive scalar
169!
170! 1976 2016-07-27 13:28:04Z maronga
171! Radiation actions are now done directly in the respective module
172!
173! 1972 2016-07-26 07:52:02Z maronga
174! Land surface actions are now done directly in the respective module
175!
176! 1960 2016-07-12 16:34:24Z suehring
177! Scalar surface flux added
178!
179! 1949 2016-06-17 07:19:16Z maronga
180! Bugfix: calculation of lai_av, c_veg_av and c_liq_av.
181!
182! 1849 2016-04-08 11:33:18Z hoffmann
183! precipitation_rate moved to arrays_3d
184!
185! 1788 2016-03-10 11:01:04Z maronga
186! Added z0q and z0q_av
187!
188! 1693 2015-10-27 08:35:45Z maronga
189! Last revision text corrected
190!
191! 1691 2015-10-26 16:17:44Z maronga
192! Added output of Obukhov length and radiative heating rates for RRTMG.
193! Corrected output of liquid water path.
194!
195! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
196! Code annotations made doxygen readable
197!
198! 1585 2015-04-30 07:05:52Z maronga
199! Adapted for RRTMG
200!
201! 1555 2015-03-04 17:44:27Z maronga
202! Added output of r_a and r_s
203!
204! 1551 2015-03-03 14:18:16Z maronga
205! Added support for land surface model and radiation model data.
206!
207! 1359 2014-04-11 17:15:14Z hoffmann
208! New particle structure integrated.
209!
210! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
211! REAL constants provided with KIND-attribute
212!
213! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
214! ONLY-attribute added to USE-statements,
215! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
216! kinds are defined in new module kinds,
217! old module precision_kind is removed,
218! revision history before 2012 removed,
219! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
220! all variable declaration statements
221!
222! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
223! barrier argument removed from cpu_log,
224! module interfaces removed
225!
226! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
227! ql is calculated by calc_liquid_water_content
228!
229! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
230! +nr, prr, qr
231!
232! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
233! code put under GPL (PALM 3.9)
234!
235! 1007 2012-09-19 14:30:36Z franke
236! Bugfix in calculation of ql_vp
237!
238! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
239! +z0h*
240!
241! Revision 1.1  2006/02/23 12:55:23  raasch
242! Initial revision
243!
244!
245! Description:
246! ------------
247!> Sum-up the values of 3d-arrays. The real averaging is later done in routine
248!> average_3d_data.
249!------------------------------------------------------------------------------!
250 SUBROUTINE sum_up_3d_data
251 
252
253    USE arrays_3d,                                                             &
254        ONLY:  dzw, d_exner, e, heatflux_output_conversion, p,    &
255               pt, q, ql, ql_c, ql_v, s, u, v, vpt, w,                 &
256               waterflux_output_conversion
257
258    USE averaging,                                                             &
259        ONLY:  e_av, ghf_av, lpt_av, lwp_av, ol_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, &
260               pt_2m_av, q_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qsws_av,     &
261               qv_av, r_a_av, s_av, shf_av, ssws_av, ts_av, tsurf_av, u_av,    &
262               us_av, v_av, vpt_av, w_av, z0_av, z0h_av, z0q_av
263
264    USE basic_constants_and_equations_mod,                                     &
265        ONLY:  c_p, lv_d_cp, l_v
266
267    USE bulk_cloud_model_mod,                                                  &
268        ONLY:  bulk_cloud_model
269
270    USE control_parameters,                                                    &
271        ONLY:  average_count_3d, doav, doav_n, rho_surface, urban_surface,     &
272               varnamelength
273
274    USE cpulog,                                                                &
275        ONLY:  cpu_log, log_point
276
277    USE indices,                                                               &
278        ONLY:  nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt
279
280    USE kinds
281
282    USE module_interface,                                                      &
283        ONLY:  module_interface_3d_data_averaging
284
285    USE particle_attributes,                                                   &
286        ONLY:  grid_particles, number_of_particles, particles, prt_count
287
288    USE surface_mod,                                                           &
289        ONLY:  ind_pav_green, ind_veg_wall, ind_wat_win,                       &
290               surf_def_h, surf_lsm_h, surf_usm_h
291
292    USE turbulence_closure_mod,                                                &
293        ONLY:  tcm_3d_data_averaging
294
295    USE urban_surface_mod,                                                     &
296        ONLY:  usm_3d_data_averaging
297
298
299    IMPLICIT NONE
300
301    LOGICAL      ::  match_def !< flag indicating default-type surface
302    LOGICAL      ::  match_lsm !< flag indicating natural-type surface
303    LOGICAL      ::  match_usm !< flag indicating urban-type surface
304   
305    INTEGER(iwp) ::  i   !< grid index x direction
306    INTEGER(iwp) ::  ii  !< running index
307    INTEGER(iwp) ::  j   !< grid index y direction
308    INTEGER(iwp) ::  k   !< grid index x direction
309    INTEGER(iwp) ::  m   !< running index over surfacle elements
310    INTEGER(iwp) ::  n   !< running index over number of particles per grid box
311
312    REAL(wp)     ::  mean_r !< mean-particle radius witin grid box
313    REAL(wp)     ::  s_r2   !< mean-particle radius witin grid box to the power of two
314    REAL(wp)     ::  s_r3   !< mean-particle radius witin grid box to the power of three
315
316    CHARACTER (LEN=varnamelength) ::  trimvar  !< TRIM of output-variable string
317
318
319    CALL cpu_log (log_point(34),'sum_up_3d_data','start')
320
321!
322!-- Allocate and initialize the summation arrays if called for the very first
323!-- time or the first time after average_3d_data has been called
324!-- (some or all of the arrays may have been already allocated
325!-- in rrd_local)
326    IF ( average_count_3d == 0 )  THEN
327
328       DO  ii = 1, doav_n
329
330          trimvar = TRIM( doav(ii) )
331
332          SELECT CASE ( trimvar )
333
334             CASE ( 'ghf*' )
335                IF ( .NOT. ALLOCATED( ghf_av ) )  THEN
336                   ALLOCATE( ghf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
337                ENDIF
338                ghf_av = 0.0_wp
339
340             CASE ( 'e' )
341                IF ( .NOT. ALLOCATED( e_av ) )  THEN
342                   ALLOCATE( e_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
343                ENDIF
344                e_av = 0.0_wp
345
346             CASE ( 'thetal' )
347                IF ( .NOT. ALLOCATED( lpt_av ) )  THEN
348                   ALLOCATE( lpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
349                ENDIF
350                lpt_av = 0.0_wp
351
352             CASE ( 'lwp*' )
353                IF ( .NOT. ALLOCATED( lwp_av ) )  THEN
354                   ALLOCATE( lwp_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
355                ENDIF
356                lwp_av = 0.0_wp
357
358             CASE ( 'ol*' )
359                IF ( .NOT. ALLOCATED( ol_av ) )  THEN
360                   ALLOCATE( ol_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
361                ENDIF
362                ol_av = 0.0_wp
363
364             CASE ( 'p' )
365                IF ( .NOT. ALLOCATED( p_av ) )  THEN
366                   ALLOCATE( p_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
367                ENDIF
368                p_av = 0.0_wp
369
370             CASE ( 'pc' )
371                IF ( .NOT. ALLOCATED( pc_av ) )  THEN
372                   ALLOCATE( pc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
373                ENDIF
374                pc_av = 0.0_wp
375
376             CASE ( 'pr' )
377                IF ( .NOT. ALLOCATED( pr_av ) )  THEN
378                   ALLOCATE( pr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
379                ENDIF
380                pr_av = 0.0_wp
381
382             CASE ( 'theta' )
383                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_av ) )  THEN
384                   ALLOCATE( pt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
385                ENDIF
386                pt_av = 0.0_wp
387
388             CASE ( 'q' )
389                IF ( .NOT. ALLOCATED( q_av ) )  THEN
390                   ALLOCATE( q_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
391                ENDIF
392                q_av = 0.0_wp
393
394             CASE ( 'ql' )
395                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_av ) )  THEN
396                   ALLOCATE( ql_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
397                ENDIF
398                ql_av = 0.0_wp
399
400             CASE ( 'ql_c' )
401                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_c_av ) )  THEN
402                   ALLOCATE( ql_c_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
403                ENDIF
404                ql_c_av = 0.0_wp
405
406             CASE ( 'ql_v' )
407                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_v_av ) )  THEN
408                   ALLOCATE( ql_v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
409                ENDIF
410                ql_v_av = 0.0_wp
411
412             CASE ( 'ql_vp' )
413                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_vp_av ) )  THEN
414                   ALLOCATE( ql_vp_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
415                ENDIF
416                ql_vp_av = 0.0_wp
417
418             CASE ( 'qsws*' )
419                IF ( .NOT. ALLOCATED( qsws_av ) )  THEN
420                   ALLOCATE( qsws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
421                ENDIF
422                qsws_av = 0.0_wp
423
424             CASE ( 'qv' )
425                IF ( .NOT. ALLOCATED( qv_av ) )  THEN
426                   ALLOCATE( qv_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
427                ENDIF
428                qv_av = 0.0_wp
429
430             CASE ( 'r_a*' )
431                IF ( .NOT. ALLOCATED( r_a_av ) )  THEN
432                   ALLOCATE( r_a_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
433                ENDIF
434                r_a_av = 0.0_wp
435
436             CASE ( 's' )
437                IF ( .NOT. ALLOCATED( s_av ) )  THEN
438                   ALLOCATE( s_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
439                ENDIF
440                s_av = 0.0_wp
441
442             CASE ( 'shf*' )
443                IF ( .NOT. ALLOCATED( shf_av ) )  THEN
444                   ALLOCATE( shf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
445                ENDIF
446                shf_av = 0.0_wp
447               
448             CASE ( 'ssws*' )
449                IF ( .NOT. ALLOCATED( ssws_av ) )  THEN
450                   ALLOCATE( ssws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
451                ENDIF
452                ssws_av = 0.0_wp               
453
454             CASE ( 't*' )
455                IF ( .NOT. ALLOCATED( ts_av ) )  THEN
456                   ALLOCATE( ts_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
457                ENDIF
458                ts_av = 0.0_wp
459
460             CASE ( 'tsurf*' )
461                IF ( .NOT. ALLOCATED( tsurf_av ) )  THEN
462                   ALLOCATE( tsurf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
463                ENDIF
464                tsurf_av = 0.0_wp
465
466             CASE ( 'u' )
467                IF ( .NOT. ALLOCATED( u_av ) )  THEN
468                   ALLOCATE( u_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
469                ENDIF
470                u_av = 0.0_wp
471
472             CASE ( 'us*' )
473                IF ( .NOT. ALLOCATED( us_av ) )  THEN
474                   ALLOCATE( us_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
475                ENDIF
476                us_av = 0.0_wp
477
478             CASE ( 'v' )
479                IF ( .NOT. ALLOCATED( v_av ) )  THEN
480                   ALLOCATE( v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
481                ENDIF
482                v_av = 0.0_wp
483
484             CASE ( 'thetav' )
485                IF ( .NOT. ALLOCATED( vpt_av ) )  THEN
486                   ALLOCATE( vpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
487                ENDIF
488                vpt_av = 0.0_wp
489
490             CASE ( 'theta_2m*' )
491                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_2m_av ) )  THEN
492                   ALLOCATE( pt_2m_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
493                ENDIF
494                pt_2m_av = 0.0_wp
495
496             CASE ( 'w' )
497                IF ( .NOT. ALLOCATED( w_av ) )  THEN
498                   ALLOCATE( w_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
499                ENDIF
500                w_av = 0.0_wp
501
502             CASE ( 'z0*' )
503                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0_av ) )  THEN
504                   ALLOCATE( z0_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
505                ENDIF
506                z0_av = 0.0_wp
507
508             CASE ( 'z0h*' )
509                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0h_av ) )  THEN
510                   ALLOCATE( z0h_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
511                ENDIF
512                z0h_av = 0.0_wp
513
514             CASE ( 'z0q*' )
515                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0q_av ) )  THEN
516                   ALLOCATE( z0q_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
517                ENDIF
518                z0q_av = 0.0_wp
519
520
521             CASE DEFAULT
522
523!
524!--             Allocating and initializing data arrays for turbulence closure module
525                CALL tcm_3d_data_averaging( 'allocate', trimvar )
526
527!
528!--             Allocating and initializing data arrays for all other modules
529                CALL module_interface_3d_data_averaging( 'allocate', trimvar )
530
531
532          END SELECT
533
534       ENDDO
535
536    ENDIF
537
538!
539!-- Loop of all variables to be averaged.
540    DO  ii = 1, doav_n
541
542       trimvar = TRIM( doav(ii) )
543!
544!--    Store the array chosen on the temporary array.
545       SELECT CASE ( trimvar )
546
547          CASE ( 'ghf*' )
548             IF ( ALLOCATED( ghf_av ) ) THEN
549                DO  i = nxl, nxr
550                   DO  j = nys, nyn
551!
552!--                   Check whether grid point is a natural- or urban-type
553!--                   surface.
554                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
555                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
556                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
557                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
558!
559!--                   In order to avoid double-counting of surface properties,
560!--                   always assume that natural-type surfaces are below urban-
561!--                   type surfaces, e.g. in case of bridges.
562!--                   Further, take only the last suface element, i.e. the
563!--                   uppermost surface which would be visible from above
564                      IF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
565                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
566                         ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) +                           &
567                                         surf_lsm_h%ghf(m)
568                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
569                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
570                         ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) +                           &
571                                         surf_usm_h%frac(ind_veg_wall,m)  *    &
572                                         surf_usm_h%wghf_eb(m)        +        &
573                                         surf_usm_h%frac(ind_pav_green,m) *    &
574                                         surf_usm_h%wghf_eb_green(m)  +        &
575                                         surf_usm_h%frac(ind_wat_win,m)   *    &
576                                         surf_usm_h%wghf_eb_window(m)
577                      ENDIF
578                   ENDDO
579                ENDDO
580             ENDIF
581
582          CASE ( 'e' )
583             IF ( ALLOCATED( e_av ) ) THEN
584                DO  i = nxlg, nxrg
585                   DO  j = nysg, nyng
586                      DO  k = nzb, nzt+1
587                         e_av(k,j,i) = e_av(k,j,i) + e(k,j,i)
588                      ENDDO
589                   ENDDO
590                ENDDO
591             ENDIF
592
593          CASE ( 'thetal' )
594             IF ( ALLOCATED( lpt_av ) ) THEN
595                DO  i = nxlg, nxrg
596                   DO  j = nysg, nyng
597                      DO  k = nzb, nzt+1
598                         lpt_av(k,j,i) = lpt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
599                      ENDDO
600                   ENDDO
601                ENDDO
602             ENDIF
603
604          CASE ( 'lwp*' )
605             IF ( ALLOCATED( lwp_av ) ) THEN
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             ENDIF
613
614          CASE ( 'ol*' )
615             IF ( ALLOCATED( ol_av ) ) THEN
616                DO  i = nxl, nxr
617                   DO  j = nys, nyn
618                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
619                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
620                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
621                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
622                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
623                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
624
625                      IF ( match_def )  THEN
626                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
627                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) +                             &
628                                         surf_def_h(0)%ol(m)
629                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
630                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
631                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) +                             &
632                                         surf_lsm_h%ol(m)
633                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
634                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
635                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) +                             &
636                                         surf_usm_h%ol(m)
637                      ENDIF
638                   ENDDO
639                ENDDO
640             ENDIF
641
642          CASE ( 'p' )
643             IF ( ALLOCATED( p_av ) ) THEN
644                DO  i = nxlg, nxrg
645                   DO  j = nysg, nyng
646                      DO  k = nzb, nzt+1
647                         p_av(k,j,i) = p_av(k,j,i) + p(k,j,i)
648                      ENDDO
649                   ENDDO
650                ENDDO
651             ENDIF
652
653          CASE ( 'pc' )
654             IF ( ALLOCATED( pc_av ) ) THEN
655                DO  i = nxl, nxr
656                   DO  j = nys, nyn
657                      DO  k = nzb, nzt+1
658                         pc_av(k,j,i) = pc_av(k,j,i) + prt_count(k,j,i)
659                      ENDDO
660                   ENDDO
661                ENDDO
662             ENDIF
663
664          CASE ( 'pr' )
665             IF ( ALLOCATED( pr_av ) ) THEN
666                DO  i = nxl, nxr
667                   DO  j = nys, nyn
668                      DO  k = nzb, nzt+1
669                         number_of_particles = prt_count(k,j,i)
670                         IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
671                         particles =>                                          &
672                         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             ENDIF
695
696          CASE ( 'theta' )
697             IF ( ALLOCATED( pt_av ) ) THEN
698                IF ( .NOT. bulk_cloud_model ) THEN
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)
703                         ENDDO
704                      ENDDO
705                   ENDDO
706                ELSE
707                DO  i = nxlg, nxrg
708                   DO  j = nysg, nyng
709                      DO  k = nzb, nzt+1
710                            pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i) + lv_d_cp * &
711                                                          d_exner(k) * ql(k,j,i)
712                         ENDDO
713                      ENDDO
714                   ENDDO
715                ENDIF
716             ENDIF
717
718          CASE ( 'q' )
719             IF ( ALLOCATED( q_av ) ) THEN
720                DO  i = nxlg, nxrg
721                   DO  j = nysg, nyng
722                      DO  k = nzb, nzt+1
723                         q_av(k,j,i) = q_av(k,j,i) + q(k,j,i)
724                      ENDDO
725                   ENDDO
726                ENDDO
727             ENDIF
728
729          CASE ( 'ql' )
730             IF ( ALLOCATED( ql_av ) ) THEN
731                DO  i = nxlg, nxrg
732                   DO  j = nysg, nyng
733                      DO  k = nzb, nzt+1
734                         ql_av(k,j,i) = ql_av(k,j,i) + ql(k,j,i)
735                      ENDDO
736                   ENDDO
737                ENDDO
738             ENDIF
739
740          CASE ( 'ql_c' )
741             IF ( ALLOCATED( ql_c_av ) ) THEN
742                DO  i = nxlg, nxrg
743                   DO  j = nysg, nyng
744                      DO  k = nzb, nzt+1
745                         ql_c_av(k,j,i) = ql_c_av(k,j,i) + ql_c(k,j,i)
746                      ENDDO
747                   ENDDO
748                ENDDO
749             ENDIF
750
751          CASE ( 'ql_v' )
752             IF ( ALLOCATED( ql_v_av ) ) THEN
753                DO  i = nxlg, nxrg
754                   DO  j = nysg, nyng
755                      DO  k = nzb, nzt+1
756                         ql_v_av(k,j,i) = ql_v_av(k,j,i) + ql_v(k,j,i)
757                      ENDDO
758                   ENDDO
759                ENDDO
760             ENDIF
761
762          CASE ( 'ql_vp' )
763             IF ( ALLOCATED( ql_vp_av ) ) THEN
764                DO  i = nxl, nxr
765                   DO  j = nys, nyn
766                      DO  k = nzb, nzt+1
767                         number_of_particles = prt_count(k,j,i)
768                         IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
769                         particles =>                                          & 
770                         grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
771                         DO  n = 1, number_of_particles
772                            IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
773                               ql_vp_av(k,j,i) = ql_vp_av(k,j,i) + &
774                                                 particles(n)%weight_factor /  &
775                                                 number_of_particles
776                            ENDIF
777                         ENDDO
778                      ENDDO
779                   ENDDO
780                ENDDO
781             ENDIF
782
783          CASE ( 'qsws*' )
784!
785!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
786!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
787!--          dynamic units.
788             IF ( ALLOCATED( qsws_av ) ) THEN
789                DO  i = nxl, nxr
790                   DO  j = nys, nyn
791                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
792                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
793                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
794                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
795                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
796                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
797
798                      IF ( match_def )  THEN
799                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
800                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) +                         &
801                                         surf_def_h(0)%qsws(m) *               &
802                                         waterflux_output_conversion(nzb)
803                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
804                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
805                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) +                         &
806                                         surf_lsm_h%qsws(m) * l_v
807                      ENDIF
808                   ENDDO
809                ENDDO
810             ENDIF
811
812          CASE ( 'qv' )
813             IF ( ALLOCATED( qv_av ) ) THEN
814                DO  i = nxlg, nxrg
815                   DO  j = nysg, nyng
816                      DO  k = nzb, nzt+1
817                         qv_av(k,j,i) = qv_av(k,j,i) + q(k,j,i) - ql(k,j,i)
818                      ENDDO
819                   ENDDO
820                ENDDO
821             ENDIF
822
823          CASE ( 'r_a*' )
824             IF ( ALLOCATED( r_a_av ) ) THEN
825                DO  i = nxl, nxr
826                   DO  j = nys, nyn
827                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
828                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
829                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
830                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
831
832                      IF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
833                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
834                         r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                           &
835                                         surf_lsm_h%r_a(m)
836                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
837                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
838                         r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                           &
839                                         surf_usm_h%frac(ind_veg_wall,m)  *    &
840                                         surf_usm_h%r_a(m)       +             & 
841                                         surf_usm_h%frac(ind_pav_green,m) *    &
842                                         surf_usm_h%r_a_green(m) +             & 
843                                         surf_usm_h%frac(ind_wat_win,m)   *    &
844                                         surf_usm_h%r_a_window(m)
845                      ENDIF
846                   ENDDO
847                ENDDO
848             ENDIF
849
850          CASE ( 's' )
851             IF ( ALLOCATED( s_av ) ) THEN
852                DO  i = nxlg, nxrg
853                   DO  j = nysg, nyng
854                      DO  k = nzb, nzt+1
855                         s_av(k,j,i) = s_av(k,j,i) + s(k,j,i)
856                      ENDDO
857                   ENDDO
858                ENDDO
859             ENDIF
860
861          CASE ( 'shf*' )
862!
863!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
864!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
865!--          dynamic units.
866             IF ( ALLOCATED( shf_av ) ) THEN
867                DO  i = nxl, nxr
868                   DO  j = nys, nyn
869                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
870                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
871                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
872                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
873                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
874                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
875
876                      IF ( match_def )  THEN
877                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
878                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) +                           &
879                                         surf_def_h(0)%shf(m)  *               &
880                                         heatflux_output_conversion(nzb)
881                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
882                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
883                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) +                           &
884                                         surf_lsm_h%shf(m) * c_p
885                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
886                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
887                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) +                           &
888                                         surf_usm_h%shf(m) * c_p
889                      ENDIF
890                   ENDDO
891                ENDDO
892             ENDIF
893
894          CASE ( 'ssws*' )
895             IF ( ALLOCATED( ssws_av ) ) THEN
896                DO  i = nxl, nxr
897                   DO  j = nys, nyn
898                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
899                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
900                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
901                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
902                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
903                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
904
905                      IF ( match_def )  THEN
906                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
907                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) +                         &
908                                         surf_def_h(0)%ssws(m)
909                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
910                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
911                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) +                         &
912                                         surf_lsm_h%ssws(m)
913                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
914                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
915                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) +                         &
916                                         surf_usm_h%ssws(m)
917                      ENDIF
918                   ENDDO
919                ENDDO
920             ENDIF
921
922          CASE ( 't*' )
923             IF ( ALLOCATED( ts_av ) ) THEN
924                DO  i = nxl, nxr
925                   DO  j = nys, nyn
926                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
927                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
928                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
929                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
930                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
931                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
932
933                      IF ( match_def )  THEN
934                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
935                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) +                             &
936                                         surf_def_h(0)%ts(m)
937                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
938                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
939                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) +                             &
940                                         surf_lsm_h%ts(m)
941                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
942                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
943                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) +                             &
944                                         surf_usm_h%ts(m)
945                      ENDIF
946                   ENDDO
947                ENDDO
948             ENDIF
949
950          CASE ( 'tsurf*' )
951             IF ( ALLOCATED( tsurf_av ) ) THEN   
952                DO  i = nxl, nxr
953                   DO  j = nys, nyn
954                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
955                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
956                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
957                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
958                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
959                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
960
961                      IF ( match_def )  THEN
962                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
963                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) +                       &
964                                         surf_def_h(0)%pt_surface(m)
965                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
966                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
967                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) +                       &
968                                         surf_lsm_h%pt_surface(m)
969                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
970                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
971                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) +                       &
972                                         surf_usm_h%pt_surface(m)
973                      ENDIF
974                   ENDDO
975                ENDDO
976             ENDIF
977
978          CASE ( 'u' )
979             IF ( ALLOCATED( u_av ) ) THEN
980                DO  i = nxlg, nxrg
981                   DO  j = nysg, nyng
982                      DO  k = nzb, nzt+1
983                         u_av(k,j,i) = u_av(k,j,i) + u(k,j,i)
984                      ENDDO
985                   ENDDO
986                ENDDO
987             ENDIF
988
989          CASE ( 'us*' )
990             IF ( ALLOCATED( us_av ) ) THEN   
991                DO  i = nxl, nxr
992                   DO  j = nys, nyn
993                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
994                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
995                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
996                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
997                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
998                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
999
1000                      IF ( match_def )  THEN
1001                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
1002                         us_av(j,i) = us_av(j,i) +                             &
1003                                         surf_def_h(0)%us(m)
1004                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
1005                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
1006                         us_av(j,i) = us_av(j,i) +                             &
1007                                         surf_lsm_h%us(m)
1008                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
1009                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
1010                         us_av(j,i) = us_av(j,i) +                             &
1011                                         surf_usm_h%us(m)
1012                      ENDIF
1013                   ENDDO
1014                ENDDO
1015             ENDIF
1016
1017          CASE ( 'v' )
1018             IF ( ALLOCATED( v_av ) ) THEN
1019                DO  i = nxlg, nxrg
1020                   DO  j = nysg, nyng
1021                      DO  k = nzb, nzt+1
1022                         v_av(k,j,i) = v_av(k,j,i) + v(k,j,i)
1023                      ENDDO
1024                   ENDDO
1025                ENDDO
1026             ENDIF
1027
1028          CASE ( 'thetav' )
1029             IF ( ALLOCATED( vpt_av ) ) THEN
1030                DO  i = nxlg, nxrg
1031                   DO  j = nysg, nyng
1032                      DO  k = nzb, nzt+1
1033                         vpt_av(k,j,i) = vpt_av(k,j,i) + vpt(k,j,i)
1034                      ENDDO
1035                   ENDDO
1036                ENDDO
1037             ENDIF
1038
1039          CASE ( 'w' )
1040             IF ( ALLOCATED( w_av ) ) THEN
1041                DO  i = nxlg, nxrg
1042                   DO  j = nysg, nyng
1043                      DO  k = nzb, nzt+1
1044                         w_av(k,j,i) = w_av(k,j,i) + w(k,j,i)
1045                      ENDDO
1046                   ENDDO
1047                ENDDO
1048             ENDIF
1049
1050          CASE ( 'z0*' )
1051             IF ( ALLOCATED( z0_av ) ) THEN
1052                DO  i = nxl, nxr
1053                   DO  j = nys, nyn
1054                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
1055                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
1056                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
1057                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
1058                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
1059                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
1060
1061                      IF ( match_def )  THEN
1062                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
1063                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) +                             &
1064                                         surf_def_h(0)%z0(m)
1065                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
1066                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
1067                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) +                             &
1068                                         surf_lsm_h%z0(m)
1069                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
1070                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
1071                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) +                             &
1072                                         surf_usm_h%z0(m)
1073                      ENDIF
1074                   ENDDO
1075                ENDDO   
1076             ENDIF
1077
1078          CASE ( 'z0h*' )
1079             IF ( ALLOCATED( z0h_av ) ) THEN
1080                DO  i = nxl, nxr
1081                   DO  j = nys, nyn
1082                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
1083                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
1084                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
1085                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
1086                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
1087                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
1088
1089                      IF ( match_def )  THEN
1090                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
1091                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) +                           &
1092                                         surf_def_h(0)%z0h(m)
1093                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
1094                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
1095                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) +                           &
1096                                         surf_lsm_h%z0h(m)
1097                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
1098                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
1099                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) +                           &
1100                                         surf_usm_h%z0h(m)
1101                      ENDIF
1102                   ENDDO
1103                ENDDO
1104             ENDIF
1105   
1106          CASE ( 'z0q*' )
1107             IF ( ALLOCATED( z0q_av ) ) THEN
1108                DO  i = nxl, nxr
1109                   DO  j = nys, nyn
1110                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
1111                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
1112                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
1113                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
1114                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
1115                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
1116
1117                      IF ( match_def )  THEN
1118                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
1119                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) +                           &
1120                                         surf_def_h(0)%z0q(m)
1121                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
1122                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
1123                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) +                           &
1124                                         surf_lsm_h%z0q(m)
1125                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
1126                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
1127                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) +                           &
1128                                         surf_usm_h%z0q(m)
1129                      ENDIF
1130                   ENDDO
1131                ENDDO
1132             ENDIF
1133
1134          CASE DEFAULT
1135
1136!--          In case of urban surface variables it should be always checked
1137!--          if respective arrays are allocated, at least in case of a restart
1138!--          run, as averaged usm arrays are not read from file at the moment.
1139             IF ( urban_surface )  THEN
1140                CALL usm_3d_data_averaging( 'allocate', trimvar )
1141             ENDIF
1142
1143!
1144!--          Summing up data from turbulence closure module
1145             CALL tcm_3d_data_averaging( 'sum', trimvar )
1146
1147!
1148!--          Summing up data from all other modules
1149             CALL module_interface_3d_data_averaging( 'sum', trimvar )
1150
1151
1152       END SELECT
1153
1154    ENDDO
1155
1156    CALL cpu_log( log_point(34), 'sum_up_3d_data', 'stop' )
1157
1158
1159 END SUBROUTINE sum_up_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.