source: palm/trunk/SOURCE/sum_up_3d_data.f90 @ 4180

Last change on this file since 4180 was 4180, checked in by scharf, 22 months ago

removed comments in 'Former revisions' section that are older than 01.01.2019

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 39.6 KB
Line 
1!> @file sum_up_3d_data.f90
2!------------------------------------------------------------------------------!
3! This file is part of the PALM model system.
4!
5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the
6! terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
7! Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later
8! version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2019 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! ------------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: sum_up_3d_data.f90 4180 2019-08-21 14:37:54Z scharf $
27! Moved tcm_3d_data_averaging to module_interface
28!
29! 4039 2019-06-18 10:32:41Z suehring
30! Modularize diagnostic output
31!
32! 3994 2019-05-22 18:08:09Z suehring
33! output of turbulence intensity added
34!
35! 3943 2019-05-02 09:50:41Z maronga
36! Added output of qsws_av for green roofs.
37!
38! 3933 2019-04-25 12:33:20Z kanani
39! Formatting
40!
41! 3773 2019-03-01 08:56:57Z maronga
42! Added output of theta_2m*_xy_av
43!
44! 3761 2019-02-25 15:31:42Z raasch
45! unused variables removed
46!
47! 3655 2019-01-07 16:51:22Z knoop
48! Implementation of the PALM module interface
49!
50!
51! Description:
52! ------------
53!> Sum-up the values of 3d-arrays. The real averaging is later done in routine
54!> average_3d_data.
55!------------------------------------------------------------------------------!
56 SUBROUTINE sum_up_3d_data
57 
58
59    USE arrays_3d,                                                             &
60        ONLY:  dzw, d_exner, e, heatflux_output_conversion, p,    &
61               pt, q, ql, ql_c, ql_v, s, u, v, vpt, w,                 &
62               waterflux_output_conversion
63
64    USE averaging,                                                             &
65        ONLY:  e_av, ghf_av, lpt_av, lwp_av, ol_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, &
66               pt_2m_av, q_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qsws_av,     &
67               qv_av, r_a_av, s_av, shf_av, ssws_av, ts_av, tsurf_av, u_av,    &
68               us_av, v_av, vpt_av, w_av, z0_av, z0h_av, z0q_av
69
70    USE basic_constants_and_equations_mod,                                     &
71        ONLY:  c_p, lv_d_cp, l_v
72
73    USE bulk_cloud_model_mod,                                                  &
74        ONLY:  bulk_cloud_model
75
76    USE control_parameters,                                                    &
77        ONLY:  average_count_3d, doav, doav_n, rho_surface, urban_surface,     &
78               varnamelength
79
80    USE cpulog,                                                                &
81        ONLY:  cpu_log, log_point
82
83    USE indices,                                                               &
84        ONLY:  nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt
85
86    USE kinds
87
88    USE module_interface,                                                      &
89        ONLY:  module_interface_3d_data_averaging
90
91    USE particle_attributes,                                                   &
92        ONLY:  grid_particles, number_of_particles, particles, prt_count
93
94    USE surface_mod,                                                           &
95        ONLY:  ind_pav_green, ind_veg_wall, ind_wat_win,                       &
96               surf_def_h, surf_lsm_h, surf_usm_h
97
98    USE urban_surface_mod,                                                     &
99        ONLY:  usm_3d_data_averaging
100
101
102    IMPLICIT NONE
103
104    LOGICAL      ::  match_def !< flag indicating default-type surface
105    LOGICAL      ::  match_lsm !< flag indicating natural-type surface
106    LOGICAL      ::  match_usm !< flag indicating urban-type surface
107   
108    INTEGER(iwp) ::  i   !< grid index x direction
109    INTEGER(iwp) ::  ii  !< running index
110    INTEGER(iwp) ::  j   !< grid index y direction
111    INTEGER(iwp) ::  k   !< grid index x direction
112    INTEGER(iwp) ::  m   !< running index over surfacle elements
113    INTEGER(iwp) ::  n   !< running index over number of particles per grid box
114
115    REAL(wp)     ::  mean_r !< mean-particle radius witin grid box
116    REAL(wp)     ::  s_r2   !< mean-particle radius witin grid box to the power of two
117    REAL(wp)     ::  s_r3   !< mean-particle radius witin grid box to the power of three
118
119    CHARACTER (LEN=varnamelength) ::  trimvar  !< TRIM of output-variable string
120
121
122    CALL cpu_log (log_point(34),'sum_up_3d_data','start')
123
124!
125!-- Allocate and initialize the summation arrays if called for the very first
126!-- time or the first time after average_3d_data has been called
127!-- (some or all of the arrays may have been already allocated
128!-- in rrd_local)
129    IF ( average_count_3d == 0 )  THEN
130
131       DO  ii = 1, doav_n
132
133          trimvar = TRIM( doav(ii) )
134
135          SELECT CASE ( trimvar )
136
137             CASE ( 'ghf*' )
138                IF ( .NOT. ALLOCATED( ghf_av ) )  THEN
139                   ALLOCATE( ghf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
140                ENDIF
141                ghf_av = 0.0_wp
142
143             CASE ( 'e' )
144                IF ( .NOT. ALLOCATED( e_av ) )  THEN
145                   ALLOCATE( e_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
146                ENDIF
147                e_av = 0.0_wp
148
149             CASE ( 'thetal' )
150                IF ( .NOT. ALLOCATED( lpt_av ) )  THEN
151                   ALLOCATE( lpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
152                ENDIF
153                lpt_av = 0.0_wp
154
155             CASE ( 'lwp*' )
156                IF ( .NOT. ALLOCATED( lwp_av ) )  THEN
157                   ALLOCATE( lwp_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
158                ENDIF
159                lwp_av = 0.0_wp
160
161             CASE ( 'ol*' )
162                IF ( .NOT. ALLOCATED( ol_av ) )  THEN
163                   ALLOCATE( ol_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
164                ENDIF
165                ol_av = 0.0_wp
166
167             CASE ( 'p' )
168                IF ( .NOT. ALLOCATED( p_av ) )  THEN
169                   ALLOCATE( p_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
170                ENDIF
171                p_av = 0.0_wp
172
173             CASE ( 'pc' )
174                IF ( .NOT. ALLOCATED( pc_av ) )  THEN
175                   ALLOCATE( pc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
176                ENDIF
177                pc_av = 0.0_wp
178
179             CASE ( 'pr' )
180                IF ( .NOT. ALLOCATED( pr_av ) )  THEN
181                   ALLOCATE( pr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
182                ENDIF
183                pr_av = 0.0_wp
184
185             CASE ( 'theta' )
186                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_av ) )  THEN
187                   ALLOCATE( pt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
188                ENDIF
189                pt_av = 0.0_wp
190
191             CASE ( 'q' )
192                IF ( .NOT. ALLOCATED( q_av ) )  THEN
193                   ALLOCATE( q_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
194                ENDIF
195                q_av = 0.0_wp
196
197             CASE ( 'ql' )
198                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_av ) )  THEN
199                   ALLOCATE( ql_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
200                ENDIF
201                ql_av = 0.0_wp
202
203             CASE ( 'ql_c' )
204                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_c_av ) )  THEN
205                   ALLOCATE( ql_c_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
206                ENDIF
207                ql_c_av = 0.0_wp
208
209             CASE ( 'ql_v' )
210                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_v_av ) )  THEN
211                   ALLOCATE( ql_v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
212                ENDIF
213                ql_v_av = 0.0_wp
214
215             CASE ( 'ql_vp' )
216                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_vp_av ) )  THEN
217                   ALLOCATE( ql_vp_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
218                ENDIF
219                ql_vp_av = 0.0_wp
220
221             CASE ( 'qsws*' )
222                IF ( .NOT. ALLOCATED( qsws_av ) )  THEN
223                   ALLOCATE( qsws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
224                ENDIF
225                qsws_av = 0.0_wp
226
227             CASE ( 'qv' )
228                IF ( .NOT. ALLOCATED( qv_av ) )  THEN
229                   ALLOCATE( qv_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
230                ENDIF
231                qv_av = 0.0_wp
232
233             CASE ( 'r_a*' )
234                IF ( .NOT. ALLOCATED( r_a_av ) )  THEN
235                   ALLOCATE( r_a_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
236                ENDIF
237                r_a_av = 0.0_wp
238
239             CASE ( 's' )
240                IF ( .NOT. ALLOCATED( s_av ) )  THEN
241                   ALLOCATE( s_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
242                ENDIF
243                s_av = 0.0_wp
244
245             CASE ( 'shf*' )
246                IF ( .NOT. ALLOCATED( shf_av ) )  THEN
247                   ALLOCATE( shf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
248                ENDIF
249                shf_av = 0.0_wp
250               
251             CASE ( 'ssws*' )
252                IF ( .NOT. ALLOCATED( ssws_av ) )  THEN
253                   ALLOCATE( ssws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
254                ENDIF
255                ssws_av = 0.0_wp               
256
257             CASE ( 't*' )
258                IF ( .NOT. ALLOCATED( ts_av ) )  THEN
259                   ALLOCATE( ts_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
260                ENDIF
261                ts_av = 0.0_wp
262
263             CASE ( 'tsurf*' )
264                IF ( .NOT. ALLOCATED( tsurf_av ) )  THEN
265                   ALLOCATE( tsurf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
266                ENDIF
267                tsurf_av = 0.0_wp
268
269             CASE ( 'u' )
270                IF ( .NOT. ALLOCATED( u_av ) )  THEN
271                   ALLOCATE( u_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
272                ENDIF
273                u_av = 0.0_wp
274
275             CASE ( 'us*' )
276                IF ( .NOT. ALLOCATED( us_av ) )  THEN
277                   ALLOCATE( us_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
278                ENDIF
279                us_av = 0.0_wp
280
281             CASE ( 'v' )
282                IF ( .NOT. ALLOCATED( v_av ) )  THEN
283                   ALLOCATE( v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
284                ENDIF
285                v_av = 0.0_wp
286
287             CASE ( 'thetav' )
288                IF ( .NOT. ALLOCATED( vpt_av ) )  THEN
289                   ALLOCATE( vpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
290                ENDIF
291                vpt_av = 0.0_wp
292
293             CASE ( 'theta_2m*' )
294                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_2m_av ) )  THEN
295                   ALLOCATE( pt_2m_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
296                ENDIF
297                pt_2m_av = 0.0_wp
298
299             CASE ( 'w' )
300                IF ( .NOT. ALLOCATED( w_av ) )  THEN
301                   ALLOCATE( w_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
302                ENDIF
303                w_av = 0.0_wp
304
305             CASE ( 'z0*' )
306                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0_av ) )  THEN
307                   ALLOCATE( z0_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
308                ENDIF
309                z0_av = 0.0_wp
310
311             CASE ( 'z0h*' )
312                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0h_av ) )  THEN
313                   ALLOCATE( z0h_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
314                ENDIF
315                z0h_av = 0.0_wp
316
317             CASE ( 'z0q*' )
318                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0q_av ) )  THEN
319                   ALLOCATE( z0q_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
320                ENDIF
321                z0q_av = 0.0_wp
322
323
324             CASE DEFAULT
325
326!
327!--             Allocating and initializing data arrays for all other modules
328                CALL module_interface_3d_data_averaging( 'allocate', trimvar )
329
330
331          END SELECT
332
333       ENDDO
334
335    ENDIF
336
337!
338!-- Loop of all variables to be averaged.
339    DO  ii = 1, doav_n
340
341       trimvar = TRIM( doav(ii) )
342!
343!--    Store the array chosen on the temporary array.
344       SELECT CASE ( trimvar )
345
346          CASE ( 'ghf*' )
347             IF ( ALLOCATED( ghf_av ) ) THEN
348                DO  i = nxl, nxr
349                   DO  j = nys, nyn
350!
351!--                   Check whether grid point is a natural- or urban-type
352!--                   surface.
353                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
354                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
355                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
356                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
357!
358!--                   In order to avoid double-counting of surface properties,
359!--                   always assume that natural-type surfaces are below urban-
360!--                   type surfaces, e.g. in case of bridges.
361!--                   Further, take only the last suface element, i.e. the
362!--                   uppermost surface which would be visible from above
363                      IF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
364                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
365                         ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) +                           &
366                                         surf_lsm_h%ghf(m)
367                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
368                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
369                         ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) +                           &
370                                         surf_usm_h%frac(ind_veg_wall,m)  *    &
371                                         surf_usm_h%wghf_eb(m)        +        &
372                                         surf_usm_h%frac(ind_pav_green,m) *    &
373                                         surf_usm_h%wghf_eb_green(m)  +        &
374                                         surf_usm_h%frac(ind_wat_win,m)   *    &
375                                         surf_usm_h%wghf_eb_window(m)
376                      ENDIF
377                   ENDDO
378                ENDDO
379             ENDIF
380
381          CASE ( 'e' )
382             IF ( ALLOCATED( e_av ) ) THEN
383                DO  i = nxlg, nxrg
384                   DO  j = nysg, nyng
385                      DO  k = nzb, nzt+1
386                         e_av(k,j,i) = e_av(k,j,i) + e(k,j,i)
387                      ENDDO
388                   ENDDO
389                ENDDO
390             ENDIF
391
392          CASE ( 'thetal' )
393             IF ( ALLOCATED( lpt_av ) ) THEN
394                DO  i = nxlg, nxrg
395                   DO  j = nysg, nyng
396                      DO  k = nzb, nzt+1
397                         lpt_av(k,j,i) = lpt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
398                      ENDDO
399                   ENDDO
400                ENDDO
401             ENDIF
402
403          CASE ( 'lwp*' )
404             IF ( ALLOCATED( lwp_av ) ) THEN
405                DO  i = nxlg, nxrg
406                   DO  j = nysg, nyng
407                      lwp_av(j,i) = lwp_av(j,i) + SUM( ql(nzb:nzt,j,i)            &
408                                                  * dzw(1:nzt+1) ) * rho_surface
409                   ENDDO
410                ENDDO
411             ENDIF
412
413          CASE ( 'ol*' )
414             IF ( ALLOCATED( ol_av ) ) THEN
415                DO  i = nxl, nxr
416                   DO  j = nys, nyn
417                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
418                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
419                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
420                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
421                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
422                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
423
424                      IF ( match_def )  THEN
425                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
426                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) +                             &
427                                         surf_def_h(0)%ol(m)
428                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
429                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
430                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) +                             &
431                                         surf_lsm_h%ol(m)
432                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
433                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
434                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) +                             &
435                                         surf_usm_h%ol(m)
436                      ENDIF
437                   ENDDO
438                ENDDO
439             ENDIF
440
441          CASE ( 'p' )
442             IF ( ALLOCATED( p_av ) ) THEN
443                DO  i = nxlg, nxrg
444                   DO  j = nysg, nyng
445                      DO  k = nzb, nzt+1
446                         p_av(k,j,i) = p_av(k,j,i) + p(k,j,i)
447                      ENDDO
448                   ENDDO
449                ENDDO
450             ENDIF
451
452          CASE ( 'pc' )
453             IF ( ALLOCATED( pc_av ) ) THEN
454                DO  i = nxl, nxr
455                   DO  j = nys, nyn
456                      DO  k = nzb, nzt+1
457                         pc_av(k,j,i) = pc_av(k,j,i) + prt_count(k,j,i)
458                      ENDDO
459                   ENDDO
460                ENDDO
461             ENDIF
462
463          CASE ( 'pr' )
464             IF ( ALLOCATED( pr_av ) ) THEN
465                DO  i = nxl, nxr
466                   DO  j = nys, nyn
467                      DO  k = nzb, nzt+1
468                         number_of_particles = prt_count(k,j,i)
469                         IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
470                         particles =>                                          &
471                         grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
472                         s_r2 = 0.0_wp
473                         s_r3 = 0.0_wp
474
475                         DO  n = 1, number_of_particles
476                            IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
477                               s_r2 = s_r2 + particles(n)%radius**2 *          &
478                                   particles(n)%weight_factor
479                               s_r3 = s_r3 + particles(n)%radius**3 *          &
480                                   particles(n)%weight_factor
481                            ENDIF
482                         ENDDO
483
484                         IF ( s_r2 > 0.0_wp )  THEN
485                            mean_r = s_r3 / s_r2
486                         ELSE
487                            mean_r = 0.0_wp
488                         ENDIF
489                         pr_av(k,j,i) = pr_av(k,j,i) + mean_r
490                      ENDDO
491                   ENDDO
492                ENDDO
493             ENDIF
494
495          CASE ( 'theta' )
496             IF ( ALLOCATED( pt_av ) ) THEN
497                IF ( .NOT. bulk_cloud_model ) THEN
498                DO  i = nxlg, nxrg
499                   DO  j = nysg, nyng
500                      DO  k = nzb, nzt+1
501                            pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
502                         ENDDO
503                      ENDDO
504                   ENDDO
505                ELSE
506                DO  i = nxlg, nxrg
507                   DO  j = nysg, nyng
508                      DO  k = nzb, nzt+1
509                            pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i) + lv_d_cp * &
510                                                          d_exner(k) * ql(k,j,i)
511                         ENDDO
512                      ENDDO
513                   ENDDO
514                ENDIF
515             ENDIF
516
517          CASE ( 'q' )
518             IF ( ALLOCATED( q_av ) ) THEN
519                DO  i = nxlg, nxrg
520                   DO  j = nysg, nyng
521                      DO  k = nzb, nzt+1
522                         q_av(k,j,i) = q_av(k,j,i) + q(k,j,i)
523                      ENDDO
524                   ENDDO
525                ENDDO
526             ENDIF
527
528          CASE ( 'ql' )
529             IF ( ALLOCATED( ql_av ) ) THEN
530                DO  i = nxlg, nxrg
531                   DO  j = nysg, nyng
532                      DO  k = nzb, nzt+1
533                         ql_av(k,j,i) = ql_av(k,j,i) + ql(k,j,i)
534                      ENDDO
535                   ENDDO
536                ENDDO
537             ENDIF
538
539          CASE ( 'ql_c' )
540             IF ( ALLOCATED( ql_c_av ) ) THEN
541                DO  i = nxlg, nxrg
542                   DO  j = nysg, nyng
543                      DO  k = nzb, nzt+1
544                         ql_c_av(k,j,i) = ql_c_av(k,j,i) + ql_c(k,j,i)
545                      ENDDO
546                   ENDDO
547                ENDDO
548             ENDIF
549
550          CASE ( 'ql_v' )
551             IF ( ALLOCATED( ql_v_av ) ) THEN
552                DO  i = nxlg, nxrg
553                   DO  j = nysg, nyng
554                      DO  k = nzb, nzt+1
555                         ql_v_av(k,j,i) = ql_v_av(k,j,i) + ql_v(k,j,i)
556                      ENDDO
557                   ENDDO
558                ENDDO
559             ENDIF
560
561          CASE ( 'ql_vp' )
562             IF ( ALLOCATED( ql_vp_av ) ) THEN
563                DO  i = nxl, nxr
564                   DO  j = nys, nyn
565                      DO  k = nzb, nzt+1
566                         number_of_particles = prt_count(k,j,i)
567                         IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
568                         particles =>                                          & 
569                         grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
570                         DO  n = 1, number_of_particles
571                            IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
572                               ql_vp_av(k,j,i) = ql_vp_av(k,j,i) + &
573                                                 particles(n)%weight_factor /  &
574                                                 number_of_particles
575                            ENDIF
576                         ENDDO
577                      ENDDO
578                   ENDDO
579                ENDDO
580             ENDIF
581
582          CASE ( 'qsws*' )
583!
584!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
585!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
586!--          dynamic units.
587!--          Question (maronga): are the .NOT. statements really required?
588             IF ( ALLOCATED( qsws_av ) ) THEN
589                DO  i = nxl, nxr
590                   DO  j = nys, nyn
591                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
592                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
593                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
594                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
595                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
596                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
597
598                      IF ( match_def )  THEN
599                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
600                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) +                         &
601                                         surf_def_h(0)%qsws(m) *               &
602                                         waterflux_output_conversion(nzb)
603                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
604                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
605                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) +                         &
606                                         surf_lsm_h%qsws(m) * l_v
607                      ELSEIF ( match_usm  .AND.  .NOT. match_lsm )  THEN
608                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
609                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) +                         &
610                                         surf_usm_h%qsws(m) * l_v
611                      ENDIF
612                   ENDDO
613                ENDDO
614             ENDIF
615
616          CASE ( 'qv' )
617             IF ( ALLOCATED( qv_av ) ) THEN
618                DO  i = nxlg, nxrg
619                   DO  j = nysg, nyng
620                      DO  k = nzb, nzt+1
621                         qv_av(k,j,i) = qv_av(k,j,i) + q(k,j,i) - ql(k,j,i)
622                      ENDDO
623                   ENDDO
624                ENDDO
625             ENDIF
626
627          CASE ( 'r_a*' )
628             IF ( ALLOCATED( r_a_av ) ) THEN
629                DO  i = nxl, nxr
630                   DO  j = nys, nyn
631                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
632                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
633                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
634                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
635
636                      IF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
637                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
638                         r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                           &
639                                         surf_lsm_h%r_a(m)
640                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
641                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
642                         r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                           &
643                                         surf_usm_h%frac(ind_veg_wall,m)  *    &
644                                         surf_usm_h%r_a(m)       +             & 
645                                         surf_usm_h%frac(ind_pav_green,m) *    &
646                                         surf_usm_h%r_a_green(m) +             & 
647                                         surf_usm_h%frac(ind_wat_win,m)   *    &
648                                         surf_usm_h%r_a_window(m)
649                      ENDIF
650                   ENDDO
651                ENDDO
652             ENDIF
653
654          CASE ( 's' )
655             IF ( ALLOCATED( s_av ) ) THEN
656                DO  i = nxlg, nxrg
657                   DO  j = nysg, nyng
658                      DO  k = nzb, nzt+1
659                         s_av(k,j,i) = s_av(k,j,i) + s(k,j,i)
660                      ENDDO
661                   ENDDO
662                ENDDO
663             ENDIF
664
665          CASE ( 'shf*' )
666!
667!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
668!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
669!--          dynamic units.
670             IF ( ALLOCATED( shf_av ) ) THEN
671                DO  i = nxl, nxr
672                   DO  j = nys, nyn
673                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
674                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
675                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
676                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
677                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
678                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
679
680                      IF ( match_def )  THEN
681                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
682                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) +                           &
683                                         surf_def_h(0)%shf(m)  *               &
684                                         heatflux_output_conversion(nzb)
685                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
686                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
687                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) +                           &
688                                         surf_lsm_h%shf(m) * c_p
689                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
690                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
691                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) +                           &
692                                         surf_usm_h%shf(m) * c_p
693                      ENDIF
694                   ENDDO
695                ENDDO
696             ENDIF
697
698          CASE ( 'ssws*' )
699             IF ( ALLOCATED( ssws_av ) ) THEN
700                DO  i = nxl, nxr
701                   DO  j = nys, nyn
702                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
703                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
704                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
705                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
706                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
707                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
708
709                      IF ( match_def )  THEN
710                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
711                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) +                         &
712                                         surf_def_h(0)%ssws(m)
713                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
714                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
715                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) +                         &
716                                         surf_lsm_h%ssws(m)
717                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
718                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
719                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) +                         &
720                                         surf_usm_h%ssws(m)
721                      ENDIF
722                   ENDDO
723                ENDDO
724             ENDIF
725
726          CASE ( 'theta_2m*' )
727             IF ( ALLOCATED( pt_2m_av ) ) THEN   
728                DO  i = nxl, nxr
729                   DO  j = nys, nyn
730                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
731                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
732                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
733                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
734                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
735                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
736
737                      IF ( match_def )  THEN
738                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
739                         pt_2m_av(j,i) = pt_2m_av(j,i) +                       &
740                                         surf_def_h(0)%pt_2m(m)
741                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
742                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
743                         pt_2m_av(j,i) = pt_2m_av(j,i) +                       &
744                                         surf_lsm_h%pt_2m(m)
745                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
746                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
747                         pt_2m_av(j,i) = pt_2m_av(j,i) +                       &
748                                         surf_usm_h%pt_2m(m)
749                      ENDIF
750                   ENDDO
751                ENDDO
752             ENDIF
753             
754             
755          CASE ( 't*' )
756             IF ( ALLOCATED( ts_av ) ) THEN
757                DO  i = nxl, nxr
758                   DO  j = nys, nyn
759                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
760                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
761                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
762                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
763                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
764                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
765
766                      IF ( match_def )  THEN
767                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
768                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) +                             &
769                                         surf_def_h(0)%ts(m)
770                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
771                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
772                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) +                             &
773                                         surf_lsm_h%ts(m)
774                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
775                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
776                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) +                             &
777                                         surf_usm_h%ts(m)
778                      ENDIF
779                   ENDDO
780                ENDDO
781             ENDIF
782
783          CASE ( 'tsurf*' )
784             IF ( ALLOCATED( tsurf_av ) ) THEN   
785                DO  i = nxl, nxr
786                   DO  j = nys, nyn
787                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
788                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
789                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
790                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
791                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
792                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
793
794                      IF ( match_def )  THEN
795                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
796                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) +                       &
797                                         surf_def_h(0)%pt_surface(m)
798                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
799                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
800                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) +                       &
801                                         surf_lsm_h%pt_surface(m)
802                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
803                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
804                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) +                       &
805                                         surf_usm_h%pt_surface(m)
806                      ENDIF
807                   ENDDO
808                ENDDO
809             ENDIF
810
811          CASE ( 'u' )
812             IF ( ALLOCATED( u_av ) ) THEN
813                DO  i = nxlg, nxrg
814                   DO  j = nysg, nyng
815                      DO  k = nzb, nzt+1
816                         u_av(k,j,i) = u_av(k,j,i) + u(k,j,i)
817                      ENDDO
818                   ENDDO
819                ENDDO
820             ENDIF
821
822          CASE ( 'us*' )
823             IF ( ALLOCATED( us_av ) ) THEN   
824                DO  i = nxl, nxr
825                   DO  j = nys, nyn
826                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
827                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
828                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
829                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
830                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
831                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
832
833                      IF ( match_def )  THEN
834                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
835                         us_av(j,i) = us_av(j,i) +                             &
836                                         surf_def_h(0)%us(m)
837                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
838                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
839                         us_av(j,i) = us_av(j,i) +                             &
840                                         surf_lsm_h%us(m)
841                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
842                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
843                         us_av(j,i) = us_av(j,i) +                             &
844                                         surf_usm_h%us(m)
845                      ENDIF
846                   ENDDO
847                ENDDO
848             ENDIF
849
850          CASE ( 'v' )
851             IF ( ALLOCATED( v_av ) ) THEN
852                DO  i = nxlg, nxrg
853                   DO  j = nysg, nyng
854                      DO  k = nzb, nzt+1
855                         v_av(k,j,i) = v_av(k,j,i) + v(k,j,i)
856                      ENDDO
857                   ENDDO
858                ENDDO
859             ENDIF
860
861          CASE ( 'thetav' )
862             IF ( ALLOCATED( vpt_av ) ) THEN
863                DO  i = nxlg, nxrg
864                   DO  j = nysg, nyng
865                      DO  k = nzb, nzt+1
866                         vpt_av(k,j,i) = vpt_av(k,j,i) + vpt(k,j,i)
867                      ENDDO
868                   ENDDO
869                ENDDO
870             ENDIF
871
872          CASE ( 'w' )
873             IF ( ALLOCATED( w_av ) ) THEN
874                DO  i = nxlg, nxrg
875                   DO  j = nysg, nyng
876                      DO  k = nzb, nzt+1
877                         w_av(k,j,i) = w_av(k,j,i) + w(k,j,i)
878                      ENDDO
879                   ENDDO
880                ENDDO
881             ENDIF
882
883          CASE ( 'z0*' )
884             IF ( ALLOCATED( z0_av ) ) THEN
885                DO  i = nxl, nxr
886                   DO  j = nys, nyn
887                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
888                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
889                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
890                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
891                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
892                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
893
894                      IF ( match_def )  THEN
895                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
896                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) +                             &
897                                         surf_def_h(0)%z0(m)
898                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
899                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
900                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) +                             &
901                                         surf_lsm_h%z0(m)
902                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
903                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
904                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) +                             &
905                                         surf_usm_h%z0(m)
906                      ENDIF
907                   ENDDO
908                ENDDO   
909             ENDIF
910
911          CASE ( 'z0h*' )
912             IF ( ALLOCATED( z0h_av ) ) THEN
913                DO  i = nxl, nxr
914                   DO  j = nys, nyn
915                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
916                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
917                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
918                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
919                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
920                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
921
922                      IF ( match_def )  THEN
923                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
924                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) +                           &
925                                         surf_def_h(0)%z0h(m)
926                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
927                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
928                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) +                           &
929                                         surf_lsm_h%z0h(m)
930                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
931                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
932                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) +                           &
933                                         surf_usm_h%z0h(m)
934                      ENDIF
935                   ENDDO
936                ENDDO
937             ENDIF
938   
939          CASE ( 'z0q*' )
940             IF ( ALLOCATED( z0q_av ) ) THEN
941                DO  i = nxl, nxr
942                   DO  j = nys, nyn
943                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
944                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
945                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
946                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
947                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
948                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
949
950                      IF ( match_def )  THEN
951                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
952                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) +                           &
953                                         surf_def_h(0)%z0q(m)
954                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
955                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
956                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) +                           &
957                                         surf_lsm_h%z0q(m)
958                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
959                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
960                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) +                           &
961                                         surf_usm_h%z0q(m)
962                      ENDIF
963                   ENDDO
964                ENDDO
965             ENDIF
966
967          CASE DEFAULT
968
969!--          In case of urban surface variables it should be always checked
970!--          if respective arrays are allocated, at least in case of a restart
971!--          run, as averaged usm arrays are not read from file at the moment.
972             IF ( urban_surface )  THEN
973                CALL usm_3d_data_averaging( 'allocate', trimvar )
974             ENDIF
975
976!
977!--          Summing up data from all other modules
978             CALL module_interface_3d_data_averaging( 'sum', trimvar )
979
980
981       END SELECT
982
983    ENDDO
984
985    CALL cpu_log( log_point(34), 'sum_up_3d_data', 'stop' )
986
987
988 END SUBROUTINE sum_up_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.