source: palm/trunk/SOURCE/sum_up_3d_data.f90 @ 4281

Last change on this file since 4281 was 4182, checked in by scharf, 21 months ago
  • corrected "Former revisions" section
  • minor formatting in "Former revisions" section
  • added "Author" section
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 39.7 KB
Line 
1!> @file sum_up_3d_data.f90
2!------------------------------------------------------------------------------!
3! This file is part of the PALM model system.
4!
5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the
6! terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
7! Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later
8! version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2019 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! ------------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: sum_up_3d_data.f90 4182 2019-08-22 15:20:23Z schwenkel $
27! Corrected "Former revisions" section
28!
29! 4048 2019-06-21 21:00:21Z knoop
30! Moved tcm_3d_data_averaging to module_interface
31!
32! 4039 2019-06-18 10:32:41Z suehring
33! Modularize diagnostic output
34!
35! 3994 2019-05-22 18:08:09Z suehring
36! output of turbulence intensity added
37!
38! 3943 2019-05-02 09:50:41Z maronga
39! Added output of qsws_av for green roofs.
40!
41! 3933 2019-04-25 12:33:20Z kanani
42! Formatting
43!
44! 3773 2019-03-01 08:56:57Z maronga
45! Added output of theta_2m*_xy_av
46!
47! 3761 2019-02-25 15:31:42Z raasch
48! unused variables removed
49!
50! 3655 2019-01-07 16:51:22Z knoop
51! Implementation of the PALM module interface
52!
53! Revision 1.1  2006/02/23 12:55:23  raasch
54! Initial revision
55!
56!
57! Description:
58! ------------
59!> Sum-up the values of 3d-arrays. The real averaging is later done in routine
60!> average_3d_data.
61!------------------------------------------------------------------------------!
62 SUBROUTINE sum_up_3d_data
63 
64
65    USE arrays_3d,                                                             &
66        ONLY:  dzw, d_exner, e, heatflux_output_conversion, p,    &
67               pt, q, ql, ql_c, ql_v, s, u, v, vpt, w,                 &
68               waterflux_output_conversion
69
70    USE averaging,                                                             &
71        ONLY:  e_av, ghf_av, lpt_av, lwp_av, ol_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, &
72               pt_2m_av, q_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qsws_av,     &
73               qv_av, r_a_av, s_av, shf_av, ssws_av, ts_av, tsurf_av, u_av,    &
74               us_av, v_av, vpt_av, w_av, z0_av, z0h_av, z0q_av
75
76    USE basic_constants_and_equations_mod,                                     &
77        ONLY:  c_p, lv_d_cp, l_v
78
79    USE bulk_cloud_model_mod,                                                  &
80        ONLY:  bulk_cloud_model
81
82    USE control_parameters,                                                    &
83        ONLY:  average_count_3d, doav, doav_n, rho_surface, urban_surface,     &
84               varnamelength
85
86    USE cpulog,                                                                &
87        ONLY:  cpu_log, log_point
88
89    USE indices,                                                               &
90        ONLY:  nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt
91
92    USE kinds
93
94    USE module_interface,                                                      &
95        ONLY:  module_interface_3d_data_averaging
96
97    USE particle_attributes,                                                   &
98        ONLY:  grid_particles, number_of_particles, particles, prt_count
99
100    USE surface_mod,                                                           &
101        ONLY:  ind_pav_green, ind_veg_wall, ind_wat_win,                       &
102               surf_def_h, surf_lsm_h, surf_usm_h
103
104    USE urban_surface_mod,                                                     &
105        ONLY:  usm_3d_data_averaging
106
107
108    IMPLICIT NONE
109
110    LOGICAL      ::  match_def !< flag indicating default-type surface
111    LOGICAL      ::  match_lsm !< flag indicating natural-type surface
112    LOGICAL      ::  match_usm !< flag indicating urban-type surface
113   
114    INTEGER(iwp) ::  i   !< grid index x direction
115    INTEGER(iwp) ::  ii  !< running index
116    INTEGER(iwp) ::  j   !< grid index y direction
117    INTEGER(iwp) ::  k   !< grid index x direction
118    INTEGER(iwp) ::  m   !< running index over surfacle elements
119    INTEGER(iwp) ::  n   !< running index over number of particles per grid box
120
121    REAL(wp)     ::  mean_r !< mean-particle radius witin grid box
122    REAL(wp)     ::  s_r2   !< mean-particle radius witin grid box to the power of two
123    REAL(wp)     ::  s_r3   !< mean-particle radius witin grid box to the power of three
124
125    CHARACTER (LEN=varnamelength) ::  trimvar  !< TRIM of output-variable string
126
127
128    CALL cpu_log (log_point(34),'sum_up_3d_data','start')
129
130!
131!-- Allocate and initialize the summation arrays if called for the very first
132!-- time or the first time after average_3d_data has been called
133!-- (some or all of the arrays may have been already allocated
134!-- in rrd_local)
135    IF ( average_count_3d == 0 )  THEN
136
137       DO  ii = 1, doav_n
138
139          trimvar = TRIM( doav(ii) )
140
141          SELECT CASE ( trimvar )
142
143             CASE ( 'ghf*' )
144                IF ( .NOT. ALLOCATED( ghf_av ) )  THEN
145                   ALLOCATE( ghf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
146                ENDIF
147                ghf_av = 0.0_wp
148
149             CASE ( 'e' )
150                IF ( .NOT. ALLOCATED( e_av ) )  THEN
151                   ALLOCATE( e_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
152                ENDIF
153                e_av = 0.0_wp
154
155             CASE ( 'thetal' )
156                IF ( .NOT. ALLOCATED( lpt_av ) )  THEN
157                   ALLOCATE( lpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
158                ENDIF
159                lpt_av = 0.0_wp
160
161             CASE ( 'lwp*' )
162                IF ( .NOT. ALLOCATED( lwp_av ) )  THEN
163                   ALLOCATE( lwp_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
164                ENDIF
165                lwp_av = 0.0_wp
166
167             CASE ( 'ol*' )
168                IF ( .NOT. ALLOCATED( ol_av ) )  THEN
169                   ALLOCATE( ol_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
170                ENDIF
171                ol_av = 0.0_wp
172
173             CASE ( 'p' )
174                IF ( .NOT. ALLOCATED( p_av ) )  THEN
175                   ALLOCATE( p_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
176                ENDIF
177                p_av = 0.0_wp
178
179             CASE ( 'pc' )
180                IF ( .NOT. ALLOCATED( pc_av ) )  THEN
181                   ALLOCATE( pc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
182                ENDIF
183                pc_av = 0.0_wp
184
185             CASE ( 'pr' )
186                IF ( .NOT. ALLOCATED( pr_av ) )  THEN
187                   ALLOCATE( pr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
188                ENDIF
189                pr_av = 0.0_wp
190
191             CASE ( 'theta' )
192                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_av ) )  THEN
193                   ALLOCATE( pt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
194                ENDIF
195                pt_av = 0.0_wp
196
197             CASE ( 'q' )
198                IF ( .NOT. ALLOCATED( q_av ) )  THEN
199                   ALLOCATE( q_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
200                ENDIF
201                q_av = 0.0_wp
202
203             CASE ( 'ql' )
204                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_av ) )  THEN
205                   ALLOCATE( ql_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
206                ENDIF
207                ql_av = 0.0_wp
208
209             CASE ( 'ql_c' )
210                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_c_av ) )  THEN
211                   ALLOCATE( ql_c_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
212                ENDIF
213                ql_c_av = 0.0_wp
214
215             CASE ( 'ql_v' )
216                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_v_av ) )  THEN
217                   ALLOCATE( ql_v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
218                ENDIF
219                ql_v_av = 0.0_wp
220
221             CASE ( 'ql_vp' )
222                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_vp_av ) )  THEN
223                   ALLOCATE( ql_vp_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
224                ENDIF
225                ql_vp_av = 0.0_wp
226
227             CASE ( 'qsws*' )
228                IF ( .NOT. ALLOCATED( qsws_av ) )  THEN
229                   ALLOCATE( qsws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
230                ENDIF
231                qsws_av = 0.0_wp
232
233             CASE ( 'qv' )
234                IF ( .NOT. ALLOCATED( qv_av ) )  THEN
235                   ALLOCATE( qv_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
236                ENDIF
237                qv_av = 0.0_wp
238
239             CASE ( 'r_a*' )
240                IF ( .NOT. ALLOCATED( r_a_av ) )  THEN
241                   ALLOCATE( r_a_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
242                ENDIF
243                r_a_av = 0.0_wp
244
245             CASE ( 's' )
246                IF ( .NOT. ALLOCATED( s_av ) )  THEN
247                   ALLOCATE( s_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
248                ENDIF
249                s_av = 0.0_wp
250
251             CASE ( 'shf*' )
252                IF ( .NOT. ALLOCATED( shf_av ) )  THEN
253                   ALLOCATE( shf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
254                ENDIF
255                shf_av = 0.0_wp
256               
257             CASE ( 'ssws*' )
258                IF ( .NOT. ALLOCATED( ssws_av ) )  THEN
259                   ALLOCATE( ssws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
260                ENDIF
261                ssws_av = 0.0_wp               
262
263             CASE ( 't*' )
264                IF ( .NOT. ALLOCATED( ts_av ) )  THEN
265                   ALLOCATE( ts_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
266                ENDIF
267                ts_av = 0.0_wp
268
269             CASE ( 'tsurf*' )
270                IF ( .NOT. ALLOCATED( tsurf_av ) )  THEN
271                   ALLOCATE( tsurf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
272                ENDIF
273                tsurf_av = 0.0_wp
274
275             CASE ( 'u' )
276                IF ( .NOT. ALLOCATED( u_av ) )  THEN
277                   ALLOCATE( u_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
278                ENDIF
279                u_av = 0.0_wp
280
281             CASE ( 'us*' )
282                IF ( .NOT. ALLOCATED( us_av ) )  THEN
283                   ALLOCATE( us_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
284                ENDIF
285                us_av = 0.0_wp
286
287             CASE ( 'v' )
288                IF ( .NOT. ALLOCATED( v_av ) )  THEN
289                   ALLOCATE( v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
290                ENDIF
291                v_av = 0.0_wp
292
293             CASE ( 'thetav' )
294                IF ( .NOT. ALLOCATED( vpt_av ) )  THEN
295                   ALLOCATE( vpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
296                ENDIF
297                vpt_av = 0.0_wp
298
299             CASE ( 'theta_2m*' )
300                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_2m_av ) )  THEN
301                   ALLOCATE( pt_2m_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
302                ENDIF
303                pt_2m_av = 0.0_wp
304
305             CASE ( 'w' )
306                IF ( .NOT. ALLOCATED( w_av ) )  THEN
307                   ALLOCATE( w_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
308                ENDIF
309                w_av = 0.0_wp
310
311             CASE ( 'z0*' )
312                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0_av ) )  THEN
313                   ALLOCATE( z0_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
314                ENDIF
315                z0_av = 0.0_wp
316
317             CASE ( 'z0h*' )
318                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0h_av ) )  THEN
319                   ALLOCATE( z0h_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
320                ENDIF
321                z0h_av = 0.0_wp
322
323             CASE ( 'z0q*' )
324                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0q_av ) )  THEN
325                   ALLOCATE( z0q_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
326                ENDIF
327                z0q_av = 0.0_wp
328
329
330             CASE DEFAULT
331
332!
333!--             Allocating and initializing data arrays for all other modules
334                CALL module_interface_3d_data_averaging( 'allocate', trimvar )
335
336
337          END SELECT
338
339       ENDDO
340
341    ENDIF
342
343!
344!-- Loop of all variables to be averaged.
345    DO  ii = 1, doav_n
346
347       trimvar = TRIM( doav(ii) )
348!
349!--    Store the array chosen on the temporary array.
350       SELECT CASE ( trimvar )
351
352          CASE ( 'ghf*' )
353             IF ( ALLOCATED( ghf_av ) ) THEN
354                DO  i = nxl, nxr
355                   DO  j = nys, nyn
356!
357!--                   Check whether grid point is a natural- or urban-type
358!--                   surface.
359                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
360                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
361                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
362                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
363!
364!--                   In order to avoid double-counting of surface properties,
365!--                   always assume that natural-type surfaces are below urban-
366!--                   type surfaces, e.g. in case of bridges.
367!--                   Further, take only the last suface element, i.e. the
368!--                   uppermost surface which would be visible from above
369                      IF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
370                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
371                         ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) +                           &
372                                         surf_lsm_h%ghf(m)
373                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
374                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
375                         ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) +                           &
376                                         surf_usm_h%frac(ind_veg_wall,m)  *    &
377                                         surf_usm_h%wghf_eb(m)        +        &
378                                         surf_usm_h%frac(ind_pav_green,m) *    &
379                                         surf_usm_h%wghf_eb_green(m)  +        &
380                                         surf_usm_h%frac(ind_wat_win,m)   *    &
381                                         surf_usm_h%wghf_eb_window(m)
382                      ENDIF
383                   ENDDO
384                ENDDO
385             ENDIF
386
387          CASE ( 'e' )
388             IF ( ALLOCATED( e_av ) ) THEN
389                DO  i = nxlg, nxrg
390                   DO  j = nysg, nyng
391                      DO  k = nzb, nzt+1
392                         e_av(k,j,i) = e_av(k,j,i) + e(k,j,i)
393                      ENDDO
394                   ENDDO
395                ENDDO
396             ENDIF
397
398          CASE ( 'thetal' )
399             IF ( ALLOCATED( lpt_av ) ) THEN
400                DO  i = nxlg, nxrg
401                   DO  j = nysg, nyng
402                      DO  k = nzb, nzt+1
403                         lpt_av(k,j,i) = lpt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
404                      ENDDO
405                   ENDDO
406                ENDDO
407             ENDIF
408
409          CASE ( 'lwp*' )
410             IF ( ALLOCATED( lwp_av ) ) THEN
411                DO  i = nxlg, nxrg
412                   DO  j = nysg, nyng
413                      lwp_av(j,i) = lwp_av(j,i) + SUM( ql(nzb:nzt,j,i)            &
414                                                  * dzw(1:nzt+1) ) * rho_surface
415                   ENDDO
416                ENDDO
417             ENDIF
418
419          CASE ( 'ol*' )
420             IF ( ALLOCATED( ol_av ) ) THEN
421                DO  i = nxl, nxr
422                   DO  j = nys, nyn
423                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
424                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
425                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
426                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
427                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
428                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
429
430                      IF ( match_def )  THEN
431                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
432                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) +                             &
433                                         surf_def_h(0)%ol(m)
434                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
435                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
436                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) +                             &
437                                         surf_lsm_h%ol(m)
438                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
439                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
440                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) +                             &
441                                         surf_usm_h%ol(m)
442                      ENDIF
443                   ENDDO
444                ENDDO
445             ENDIF
446
447          CASE ( 'p' )
448             IF ( ALLOCATED( p_av ) ) THEN
449                DO  i = nxlg, nxrg
450                   DO  j = nysg, nyng
451                      DO  k = nzb, nzt+1
452                         p_av(k,j,i) = p_av(k,j,i) + p(k,j,i)
453                      ENDDO
454                   ENDDO
455                ENDDO
456             ENDIF
457
458          CASE ( 'pc' )
459             IF ( ALLOCATED( pc_av ) ) THEN
460                DO  i = nxl, nxr
461                   DO  j = nys, nyn
462                      DO  k = nzb, nzt+1
463                         pc_av(k,j,i) = pc_av(k,j,i) + prt_count(k,j,i)
464                      ENDDO
465                   ENDDO
466                ENDDO
467             ENDIF
468
469          CASE ( 'pr' )
470             IF ( ALLOCATED( pr_av ) ) THEN
471                DO  i = nxl, nxr
472                   DO  j = nys, nyn
473                      DO  k = nzb, nzt+1
474                         number_of_particles = prt_count(k,j,i)
475                         IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
476                         particles =>                                          &
477                         grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
478                         s_r2 = 0.0_wp
479                         s_r3 = 0.0_wp
480
481                         DO  n = 1, number_of_particles
482                            IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
483                               s_r2 = s_r2 + particles(n)%radius**2 *          &
484                                   particles(n)%weight_factor
485                               s_r3 = s_r3 + particles(n)%radius**3 *          &
486                                   particles(n)%weight_factor
487                            ENDIF
488                         ENDDO
489
490                         IF ( s_r2 > 0.0_wp )  THEN
491                            mean_r = s_r3 / s_r2
492                         ELSE
493                            mean_r = 0.0_wp
494                         ENDIF
495                         pr_av(k,j,i) = pr_av(k,j,i) + mean_r
496                      ENDDO
497                   ENDDO
498                ENDDO
499             ENDIF
500
501          CASE ( 'theta' )
502             IF ( ALLOCATED( pt_av ) ) THEN
503                IF ( .NOT. bulk_cloud_model ) THEN
504                DO  i = nxlg, nxrg
505                   DO  j = nysg, nyng
506                      DO  k = nzb, nzt+1
507                            pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
508                         ENDDO
509                      ENDDO
510                   ENDDO
511                ELSE
512                DO  i = nxlg, nxrg
513                   DO  j = nysg, nyng
514                      DO  k = nzb, nzt+1
515                            pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i) + lv_d_cp * &
516                                                          d_exner(k) * ql(k,j,i)
517                         ENDDO
518                      ENDDO
519                   ENDDO
520                ENDIF
521             ENDIF
522
523          CASE ( 'q' )
524             IF ( ALLOCATED( q_av ) ) THEN
525                DO  i = nxlg, nxrg
526                   DO  j = nysg, nyng
527                      DO  k = nzb, nzt+1
528                         q_av(k,j,i) = q_av(k,j,i) + q(k,j,i)
529                      ENDDO
530                   ENDDO
531                ENDDO
532             ENDIF
533
534          CASE ( 'ql' )
535             IF ( ALLOCATED( ql_av ) ) THEN
536                DO  i = nxlg, nxrg
537                   DO  j = nysg, nyng
538                      DO  k = nzb, nzt+1
539                         ql_av(k,j,i) = ql_av(k,j,i) + ql(k,j,i)
540                      ENDDO
541                   ENDDO
542                ENDDO
543             ENDIF
544
545          CASE ( 'ql_c' )
546             IF ( ALLOCATED( ql_c_av ) ) THEN
547                DO  i = nxlg, nxrg
548                   DO  j = nysg, nyng
549                      DO  k = nzb, nzt+1
550                         ql_c_av(k,j,i) = ql_c_av(k,j,i) + ql_c(k,j,i)
551                      ENDDO
552                   ENDDO
553                ENDDO
554             ENDIF
555
556          CASE ( 'ql_v' )
557             IF ( ALLOCATED( ql_v_av ) ) THEN
558                DO  i = nxlg, nxrg
559                   DO  j = nysg, nyng
560                      DO  k = nzb, nzt+1
561                         ql_v_av(k,j,i) = ql_v_av(k,j,i) + ql_v(k,j,i)
562                      ENDDO
563                   ENDDO
564                ENDDO
565             ENDIF
566
567          CASE ( 'ql_vp' )
568             IF ( ALLOCATED( ql_vp_av ) ) THEN
569                DO  i = nxl, nxr
570                   DO  j = nys, nyn
571                      DO  k = nzb, nzt+1
572                         number_of_particles = prt_count(k,j,i)
573                         IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
574                         particles =>                                          & 
575                         grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
576                         DO  n = 1, number_of_particles
577                            IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
578                               ql_vp_av(k,j,i) = ql_vp_av(k,j,i) + &
579                                                 particles(n)%weight_factor /  &
580                                                 number_of_particles
581                            ENDIF
582                         ENDDO
583                      ENDDO
584                   ENDDO
585                ENDDO
586             ENDIF
587
588          CASE ( 'qsws*' )
589!
590!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
591!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
592!--          dynamic units.
593!--          Question (maronga): are the .NOT. statements really required?
594             IF ( ALLOCATED( qsws_av ) ) THEN
595                DO  i = nxl, nxr
596                   DO  j = nys, nyn
597                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
598                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
599                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
600                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
601                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
602                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
603
604                      IF ( match_def )  THEN
605                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
606                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) +                         &
607                                         surf_def_h(0)%qsws(m) *               &
608                                         waterflux_output_conversion(nzb)
609                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
610                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
611                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) +                         &
612                                         surf_lsm_h%qsws(m) * l_v
613                      ELSEIF ( match_usm  .AND.  .NOT. match_lsm )  THEN
614                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
615                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) +                         &
616                                         surf_usm_h%qsws(m) * l_v
617                      ENDIF
618                   ENDDO
619                ENDDO
620             ENDIF
621
622          CASE ( 'qv' )
623             IF ( ALLOCATED( qv_av ) ) THEN
624                DO  i = nxlg, nxrg
625                   DO  j = nysg, nyng
626                      DO  k = nzb, nzt+1
627                         qv_av(k,j,i) = qv_av(k,j,i) + q(k,j,i) - ql(k,j,i)
628                      ENDDO
629                   ENDDO
630                ENDDO
631             ENDIF
632
633          CASE ( 'r_a*' )
634             IF ( ALLOCATED( r_a_av ) ) THEN
635                DO  i = nxl, nxr
636                   DO  j = nys, nyn
637                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
638                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
639                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
640                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
641
642                      IF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
643                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
644                         r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                           &
645                                         surf_lsm_h%r_a(m)
646                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
647                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
648                         r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                           &
649                                         surf_usm_h%frac(ind_veg_wall,m)  *    &
650                                         surf_usm_h%r_a(m)       +             & 
651                                         surf_usm_h%frac(ind_pav_green,m) *    &
652                                         surf_usm_h%r_a_green(m) +             & 
653                                         surf_usm_h%frac(ind_wat_win,m)   *    &
654                                         surf_usm_h%r_a_window(m)
655                      ENDIF
656                   ENDDO
657                ENDDO
658             ENDIF
659
660          CASE ( 's' )
661             IF ( ALLOCATED( s_av ) ) THEN
662                DO  i = nxlg, nxrg
663                   DO  j = nysg, nyng
664                      DO  k = nzb, nzt+1
665                         s_av(k,j,i) = s_av(k,j,i) + s(k,j,i)
666                      ENDDO
667                   ENDDO
668                ENDDO
669             ENDIF
670
671          CASE ( 'shf*' )
672!
673!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
674!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
675!--          dynamic units.
676             IF ( ALLOCATED( shf_av ) ) THEN
677                DO  i = nxl, nxr
678                   DO  j = nys, nyn
679                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
680                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
681                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
682                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
683                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
684                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
685
686                      IF ( match_def )  THEN
687                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
688                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) +                           &
689                                         surf_def_h(0)%shf(m)  *               &
690                                         heatflux_output_conversion(nzb)
691                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
692                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
693                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) +                           &
694                                         surf_lsm_h%shf(m) * c_p
695                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
696                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
697                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) +                           &
698                                         surf_usm_h%shf(m) * c_p
699                      ENDIF
700                   ENDDO
701                ENDDO
702             ENDIF
703
704          CASE ( 'ssws*' )
705             IF ( ALLOCATED( ssws_av ) ) THEN
706                DO  i = nxl, nxr
707                   DO  j = nys, nyn
708                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
709                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
710                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
711                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
712                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
713                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
714
715                      IF ( match_def )  THEN
716                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
717                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) +                         &
718                                         surf_def_h(0)%ssws(m)
719                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
720                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
721                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) +                         &
722                                         surf_lsm_h%ssws(m)
723                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
724                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
725                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) +                         &
726                                         surf_usm_h%ssws(m)
727                      ENDIF
728                   ENDDO
729                ENDDO
730             ENDIF
731
732          CASE ( 'theta_2m*' )
733             IF ( ALLOCATED( pt_2m_av ) ) THEN   
734                DO  i = nxl, nxr
735                   DO  j = nys, nyn
736                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
737                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
738                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
739                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
740                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
741                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
742
743                      IF ( match_def )  THEN
744                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
745                         pt_2m_av(j,i) = pt_2m_av(j,i) +                       &
746                                         surf_def_h(0)%pt_2m(m)
747                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
748                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
749                         pt_2m_av(j,i) = pt_2m_av(j,i) +                       &
750                                         surf_lsm_h%pt_2m(m)
751                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
752                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
753                         pt_2m_av(j,i) = pt_2m_av(j,i) +                       &
754                                         surf_usm_h%pt_2m(m)
755                      ENDIF
756                   ENDDO
757                ENDDO
758             ENDIF
759             
760             
761          CASE ( 't*' )
762             IF ( ALLOCATED( ts_av ) ) THEN
763                DO  i = nxl, nxr
764                   DO  j = nys, nyn
765                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
766                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
767                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
768                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
769                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
770                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
771
772                      IF ( match_def )  THEN
773                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
774                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) +                             &
775                                         surf_def_h(0)%ts(m)
776                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
777                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
778                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) +                             &
779                                         surf_lsm_h%ts(m)
780                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
781                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
782                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) +                             &
783                                         surf_usm_h%ts(m)
784                      ENDIF
785                   ENDDO
786                ENDDO
787             ENDIF
788
789          CASE ( 'tsurf*' )
790             IF ( ALLOCATED( tsurf_av ) ) THEN   
791                DO  i = nxl, nxr
792                   DO  j = nys, nyn
793                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
794                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
795                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
796                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
797                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
798                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
799
800                      IF ( match_def )  THEN
801                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
802                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) +                       &
803                                         surf_def_h(0)%pt_surface(m)
804                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
805                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
806                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) +                       &
807                                         surf_lsm_h%pt_surface(m)
808                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
809                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
810                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) +                       &
811                                         surf_usm_h%pt_surface(m)
812                      ENDIF
813                   ENDDO
814                ENDDO
815             ENDIF
816
817          CASE ( 'u' )
818             IF ( ALLOCATED( u_av ) ) THEN
819                DO  i = nxlg, nxrg
820                   DO  j = nysg, nyng
821                      DO  k = nzb, nzt+1
822                         u_av(k,j,i) = u_av(k,j,i) + u(k,j,i)
823                      ENDDO
824                   ENDDO
825                ENDDO
826             ENDIF
827
828          CASE ( 'us*' )
829             IF ( ALLOCATED( us_av ) ) THEN   
830                DO  i = nxl, nxr
831                   DO  j = nys, nyn
832                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
833                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
834                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
835                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
836                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
837                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
838
839                      IF ( match_def )  THEN
840                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
841                         us_av(j,i) = us_av(j,i) +                             &
842                                         surf_def_h(0)%us(m)
843                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
844                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
845                         us_av(j,i) = us_av(j,i) +                             &
846                                         surf_lsm_h%us(m)
847                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
848                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
849                         us_av(j,i) = us_av(j,i) +                             &
850                                         surf_usm_h%us(m)
851                      ENDIF
852                   ENDDO
853                ENDDO
854             ENDIF
855
856          CASE ( 'v' )
857             IF ( ALLOCATED( v_av ) ) THEN
858                DO  i = nxlg, nxrg
859                   DO  j = nysg, nyng
860                      DO  k = nzb, nzt+1
861                         v_av(k,j,i) = v_av(k,j,i) + v(k,j,i)
862                      ENDDO
863                   ENDDO
864                ENDDO
865             ENDIF
866
867          CASE ( 'thetav' )
868             IF ( ALLOCATED( vpt_av ) ) THEN
869                DO  i = nxlg, nxrg
870                   DO  j = nysg, nyng
871                      DO  k = nzb, nzt+1
872                         vpt_av(k,j,i) = vpt_av(k,j,i) + vpt(k,j,i)
873                      ENDDO
874                   ENDDO
875                ENDDO
876             ENDIF
877
878          CASE ( 'w' )
879             IF ( ALLOCATED( w_av ) ) THEN
880                DO  i = nxlg, nxrg
881                   DO  j = nysg, nyng
882                      DO  k = nzb, nzt+1
883                         w_av(k,j,i) = w_av(k,j,i) + w(k,j,i)
884                      ENDDO
885                   ENDDO
886                ENDDO
887             ENDIF
888
889          CASE ( 'z0*' )
890             IF ( ALLOCATED( z0_av ) ) THEN
891                DO  i = nxl, nxr
892                   DO  j = nys, nyn
893                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
894                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
895                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
896                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
897                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
898                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
899
900                      IF ( match_def )  THEN
901                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
902                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) +                             &
903                                         surf_def_h(0)%z0(m)
904                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
905                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
906                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) +                             &
907                                         surf_lsm_h%z0(m)
908                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
909                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
910                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) +                             &
911                                         surf_usm_h%z0(m)
912                      ENDIF
913                   ENDDO
914                ENDDO   
915             ENDIF
916
917          CASE ( 'z0h*' )
918             IF ( ALLOCATED( z0h_av ) ) THEN
919                DO  i = nxl, nxr
920                   DO  j = nys, nyn
921                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
922                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
923                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
924                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
925                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
926                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
927
928                      IF ( match_def )  THEN
929                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
930                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) +                           &
931                                         surf_def_h(0)%z0h(m)
932                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
933                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
934                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) +                           &
935                                         surf_lsm_h%z0h(m)
936                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
937                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
938                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) +                           &
939                                         surf_usm_h%z0h(m)
940                      ENDIF
941                   ENDDO
942                ENDDO
943             ENDIF
944   
945          CASE ( 'z0q*' )
946             IF ( ALLOCATED( z0q_av ) ) THEN
947                DO  i = nxl, nxr
948                   DO  j = nys, nyn
949                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
950                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
951                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
952                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
953                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
954                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
955
956                      IF ( match_def )  THEN
957                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
958                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) +                           &
959                                         surf_def_h(0)%z0q(m)
960                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
961                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
962                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) +                           &
963                                         surf_lsm_h%z0q(m)
964                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
965                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
966                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) +                           &
967                                         surf_usm_h%z0q(m)
968                      ENDIF
969                   ENDDO
970                ENDDO
971             ENDIF
972
973          CASE DEFAULT
974
975!--          In case of urban surface variables it should be always checked
976!--          if respective arrays are allocated, at least in case of a restart
977!--          run, as averaged usm arrays are not read from file at the moment.
978             IF ( urban_surface )  THEN
979                CALL usm_3d_data_averaging( 'allocate', trimvar )
980             ENDIF
981
982!
983!--          Summing up data from all other modules
984             CALL module_interface_3d_data_averaging( 'sum', trimvar )
985
986
987       END SELECT
988
989    ENDDO
990
991    CALL cpu_log( log_point(34), 'sum_up_3d_data', 'stop' )
992
993
994 END SUBROUTINE sum_up_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.