source: palm/trunk/SOURCE/sum_up_3d_data.f90 @ 4331

Last change on this file since 4331 was 4331, checked in by suehring, 18 months ago

New diagnostic output for 10-m wind speed; Diagnostic output of 2-m potential temperature moved to diagnostic output

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 38.2 KB
Line 
1!> @file sum_up_3d_data.f90
2!------------------------------------------------------------------------------!
3! This file is part of the PALM model system.
4!
5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the
6! terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
7! Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later
8! version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2019 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! ------------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: sum_up_3d_data.f90 4331 2019-12-10 18:25:02Z suehring $
27! Move 2-m potential temperature output to diagnostic_output_quantities
28!
29! 4182 2019-08-22 15:20:23Z scharf
30! Corrected "Former revisions" section
31!
32! 4048 2019-06-21 21:00:21Z knoop
33! Moved tcm_3d_data_averaging to module_interface
34!
35! 4039 2019-06-18 10:32:41Z suehring
36! Modularize diagnostic output
37!
38! 3994 2019-05-22 18:08:09Z suehring
39! output of turbulence intensity added
40!
41! 3943 2019-05-02 09:50:41Z maronga
42! Added output of qsws_av for green roofs.
43!
44! 3933 2019-04-25 12:33:20Z kanani
45! Formatting
46!
47! 3773 2019-03-01 08:56:57Z maronga
48! Added output of theta_2m*_xy_av
49!
50! 3761 2019-02-25 15:31:42Z raasch
51! unused variables removed
52!
53! 3655 2019-01-07 16:51:22Z knoop
54! Implementation of the PALM module interface
55!
56! Revision 1.1  2006/02/23 12:55:23  raasch
57! Initial revision
58!
59!
60! Description:
61! ------------
62!> Sum-up the values of 3d-arrays. The real averaging is later done in routine
63!> average_3d_data.
64!------------------------------------------------------------------------------!
65 SUBROUTINE sum_up_3d_data
66 
67
68    USE arrays_3d,                                                             &
69        ONLY:  dzw, d_exner, e, heatflux_output_conversion, p,                 &
70               pt, q, ql, ql_c, ql_v, s, u, v, vpt, w,                         &
71               waterflux_output_conversion
72
73    USE averaging,                                                             &
74        ONLY:  e_av, ghf_av, lpt_av, lwp_av, ol_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, &
75               q_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qsws_av,               &
76               qv_av, r_a_av, s_av, shf_av, ssws_av, ts_av, tsurf_av, u_av,    &
77               us_av, v_av, vpt_av, w_av, z0_av, z0h_av, z0q_av
78
79    USE basic_constants_and_equations_mod,                                     &
80        ONLY:  c_p, lv_d_cp, l_v
81
82    USE bulk_cloud_model_mod,                                                  &
83        ONLY:  bulk_cloud_model
84
85    USE control_parameters,                                                    &
86        ONLY:  average_count_3d, doav, doav_n, rho_surface, urban_surface,     &
87               varnamelength
88
89    USE cpulog,                                                                &
90        ONLY:  cpu_log, log_point
91
92    USE indices,                                                               &
93        ONLY:  nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt
94
95    USE kinds
96
97    USE module_interface,                                                      &
98        ONLY:  module_interface_3d_data_averaging
99
100    USE particle_attributes,                                                   &
101        ONLY:  grid_particles, number_of_particles, particles, prt_count
102
103    USE surface_mod,                                                           &
104        ONLY:  ind_pav_green, ind_veg_wall, ind_wat_win,                       &
105               surf_def_h, surf_lsm_h, surf_usm_h
106
107    USE urban_surface_mod,                                                     &
108        ONLY:  usm_3d_data_averaging
109
110
111    IMPLICIT NONE
112
113    LOGICAL      ::  match_def !< flag indicating default-type surface
114    LOGICAL      ::  match_lsm !< flag indicating natural-type surface
115    LOGICAL      ::  match_usm !< flag indicating urban-type surface
116   
117    INTEGER(iwp) ::  i   !< grid index x direction
118    INTEGER(iwp) ::  ii  !< running index
119    INTEGER(iwp) ::  j   !< grid index y direction
120    INTEGER(iwp) ::  k   !< grid index x direction
121    INTEGER(iwp) ::  m   !< running index over surfacle elements
122    INTEGER(iwp) ::  n   !< running index over number of particles per grid box
123
124    REAL(wp)     ::  mean_r !< mean-particle radius witin grid box
125    REAL(wp)     ::  s_r2   !< mean-particle radius witin grid box to the power of two
126    REAL(wp)     ::  s_r3   !< mean-particle radius witin grid box to the power of three
127
128    CHARACTER (LEN=varnamelength) ::  trimvar  !< TRIM of output-variable string
129
130
131    CALL cpu_log (log_point(34),'sum_up_3d_data','start')
132
133!
134!-- Allocate and initialize the summation arrays if called for the very first
135!-- time or the first time after average_3d_data has been called
136!-- (some or all of the arrays may have been already allocated
137!-- in rrd_local)
138    IF ( average_count_3d == 0 )  THEN
139
140       DO  ii = 1, doav_n
141
142          trimvar = TRIM( doav(ii) )
143
144          SELECT CASE ( trimvar )
145
146             CASE ( 'ghf*' )
147                IF ( .NOT. ALLOCATED( ghf_av ) )  THEN
148                   ALLOCATE( ghf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
149                ENDIF
150                ghf_av = 0.0_wp
151
152             CASE ( 'e' )
153                IF ( .NOT. ALLOCATED( e_av ) )  THEN
154                   ALLOCATE( e_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
155                ENDIF
156                e_av = 0.0_wp
157
158             CASE ( 'thetal' )
159                IF ( .NOT. ALLOCATED( lpt_av ) )  THEN
160                   ALLOCATE( lpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
161                ENDIF
162                lpt_av = 0.0_wp
163
164             CASE ( 'lwp*' )
165                IF ( .NOT. ALLOCATED( lwp_av ) )  THEN
166                   ALLOCATE( lwp_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
167                ENDIF
168                lwp_av = 0.0_wp
169
170             CASE ( 'ol*' )
171                IF ( .NOT. ALLOCATED( ol_av ) )  THEN
172                   ALLOCATE( ol_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
173                ENDIF
174                ol_av = 0.0_wp
175
176             CASE ( 'p' )
177                IF ( .NOT. ALLOCATED( p_av ) )  THEN
178                   ALLOCATE( p_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
179                ENDIF
180                p_av = 0.0_wp
181
182             CASE ( 'pc' )
183                IF ( .NOT. ALLOCATED( pc_av ) )  THEN
184                   ALLOCATE( pc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
185                ENDIF
186                pc_av = 0.0_wp
187
188             CASE ( 'pr' )
189                IF ( .NOT. ALLOCATED( pr_av ) )  THEN
190                   ALLOCATE( pr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
191                ENDIF
192                pr_av = 0.0_wp
193
194             CASE ( 'theta' )
195                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_av ) )  THEN
196                   ALLOCATE( pt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
197                ENDIF
198                pt_av = 0.0_wp
199
200             CASE ( 'q' )
201                IF ( .NOT. ALLOCATED( q_av ) )  THEN
202                   ALLOCATE( q_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
203                ENDIF
204                q_av = 0.0_wp
205
206             CASE ( 'ql' )
207                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_av ) )  THEN
208                   ALLOCATE( ql_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
209                ENDIF
210                ql_av = 0.0_wp
211
212             CASE ( 'ql_c' )
213                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_c_av ) )  THEN
214                   ALLOCATE( ql_c_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
215                ENDIF
216                ql_c_av = 0.0_wp
217
218             CASE ( 'ql_v' )
219                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_v_av ) )  THEN
220                   ALLOCATE( ql_v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
221                ENDIF
222                ql_v_av = 0.0_wp
223
224             CASE ( 'ql_vp' )
225                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_vp_av ) )  THEN
226                   ALLOCATE( ql_vp_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
227                ENDIF
228                ql_vp_av = 0.0_wp
229
230             CASE ( 'qsws*' )
231                IF ( .NOT. ALLOCATED( qsws_av ) )  THEN
232                   ALLOCATE( qsws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
233                ENDIF
234                qsws_av = 0.0_wp
235
236             CASE ( 'qv' )
237                IF ( .NOT. ALLOCATED( qv_av ) )  THEN
238                   ALLOCATE( qv_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
239                ENDIF
240                qv_av = 0.0_wp
241
242             CASE ( 'r_a*' )
243                IF ( .NOT. ALLOCATED( r_a_av ) )  THEN
244                   ALLOCATE( r_a_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
245                ENDIF
246                r_a_av = 0.0_wp
247
248             CASE ( 's' )
249                IF ( .NOT. ALLOCATED( s_av ) )  THEN
250                   ALLOCATE( s_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
251                ENDIF
252                s_av = 0.0_wp
253
254             CASE ( 'shf*' )
255                IF ( .NOT. ALLOCATED( shf_av ) )  THEN
256                   ALLOCATE( shf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
257                ENDIF
258                shf_av = 0.0_wp
259               
260             CASE ( 'ssws*' )
261                IF ( .NOT. ALLOCATED( ssws_av ) )  THEN
262                   ALLOCATE( ssws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
263                ENDIF
264                ssws_av = 0.0_wp               
265
266             CASE ( 't*' )
267                IF ( .NOT. ALLOCATED( ts_av ) )  THEN
268                   ALLOCATE( ts_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
269                ENDIF
270                ts_av = 0.0_wp
271
272             CASE ( 'tsurf*' )
273                IF ( .NOT. ALLOCATED( tsurf_av ) )  THEN
274                   ALLOCATE( tsurf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
275                ENDIF
276                tsurf_av = 0.0_wp
277
278             CASE ( 'u' )
279                IF ( .NOT. ALLOCATED( u_av ) )  THEN
280                   ALLOCATE( u_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
281                ENDIF
282                u_av = 0.0_wp
283
284             CASE ( 'us*' )
285                IF ( .NOT. ALLOCATED( us_av ) )  THEN
286                   ALLOCATE( us_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
287                ENDIF
288                us_av = 0.0_wp
289
290             CASE ( 'v' )
291                IF ( .NOT. ALLOCATED( v_av ) )  THEN
292                   ALLOCATE( v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
293                ENDIF
294                v_av = 0.0_wp
295
296             CASE ( 'thetav' )
297                IF ( .NOT. ALLOCATED( vpt_av ) )  THEN
298                   ALLOCATE( vpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
299                ENDIF
300                vpt_av = 0.0_wp
301
302             CASE ( 'w' )
303                IF ( .NOT. ALLOCATED( w_av ) )  THEN
304                   ALLOCATE( w_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
305                ENDIF
306                w_av = 0.0_wp
307
308             CASE ( 'z0*' )
309                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0_av ) )  THEN
310                   ALLOCATE( z0_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
311                ENDIF
312                z0_av = 0.0_wp
313
314             CASE ( 'z0h*' )
315                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0h_av ) )  THEN
316                   ALLOCATE( z0h_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
317                ENDIF
318                z0h_av = 0.0_wp
319
320             CASE ( 'z0q*' )
321                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0q_av ) )  THEN
322                   ALLOCATE( z0q_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
323                ENDIF
324                z0q_av = 0.0_wp
325
326
327             CASE DEFAULT
328
329!
330!--             Allocating and initializing data arrays for all other modules
331                CALL module_interface_3d_data_averaging( 'allocate', trimvar )
332
333
334          END SELECT
335
336       ENDDO
337
338    ENDIF
339
340!
341!-- Loop of all variables to be averaged.
342    DO  ii = 1, doav_n
343
344       trimvar = TRIM( doav(ii) )
345!
346!--    Store the array chosen on the temporary array.
347       SELECT CASE ( trimvar )
348
349          CASE ( 'ghf*' )
350             IF ( ALLOCATED( ghf_av ) ) THEN
351                DO  i = nxl, nxr
352                   DO  j = nys, nyn
353!
354!--                   Check whether grid point is a natural- or urban-type
355!--                   surface.
356                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
357                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
358                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
359                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
360!
361!--                   In order to avoid double-counting of surface properties,
362!--                   always assume that natural-type surfaces are below urban-
363!--                   type surfaces, e.g. in case of bridges.
364!--                   Further, take only the last suface element, i.e. the
365!--                   uppermost surface which would be visible from above
366                      IF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
367                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
368                         ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) +                           &
369                                         surf_lsm_h%ghf(m)
370                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
371                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
372                         ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) +                           &
373                                         surf_usm_h%frac(ind_veg_wall,m)  *    &
374                                         surf_usm_h%wghf_eb(m)        +        &
375                                         surf_usm_h%frac(ind_pav_green,m) *    &
376                                         surf_usm_h%wghf_eb_green(m)  +        &
377                                         surf_usm_h%frac(ind_wat_win,m)   *    &
378                                         surf_usm_h%wghf_eb_window(m)
379                      ENDIF
380                   ENDDO
381                ENDDO
382             ENDIF
383
384          CASE ( 'e' )
385             IF ( ALLOCATED( e_av ) ) THEN
386                DO  i = nxlg, nxrg
387                   DO  j = nysg, nyng
388                      DO  k = nzb, nzt+1
389                         e_av(k,j,i) = e_av(k,j,i) + e(k,j,i)
390                      ENDDO
391                   ENDDO
392                ENDDO
393             ENDIF
394
395          CASE ( 'thetal' )
396             IF ( ALLOCATED( lpt_av ) ) THEN
397                DO  i = nxlg, nxrg
398                   DO  j = nysg, nyng
399                      DO  k = nzb, nzt+1
400                         lpt_av(k,j,i) = lpt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
401                      ENDDO
402                   ENDDO
403                ENDDO
404             ENDIF
405
406          CASE ( 'lwp*' )
407             IF ( ALLOCATED( lwp_av ) ) THEN
408                DO  i = nxlg, nxrg
409                   DO  j = nysg, nyng
410                      lwp_av(j,i) = lwp_av(j,i) + SUM( ql(nzb:nzt,j,i)            &
411                                                  * dzw(1:nzt+1) ) * rho_surface
412                   ENDDO
413                ENDDO
414             ENDIF
415
416          CASE ( 'ol*' )
417             IF ( ALLOCATED( ol_av ) ) THEN
418                DO  i = nxl, nxr
419                   DO  j = nys, nyn
420                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
421                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
422                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
423                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
424                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
425                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
426
427                      IF ( match_def )  THEN
428                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
429                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) +                             &
430                                         surf_def_h(0)%ol(m)
431                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
432                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
433                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) +                             &
434                                         surf_lsm_h%ol(m)
435                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
436                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
437                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) +                             &
438                                         surf_usm_h%ol(m)
439                      ENDIF
440                   ENDDO
441                ENDDO
442             ENDIF
443
444          CASE ( 'p' )
445             IF ( ALLOCATED( p_av ) ) THEN
446                DO  i = nxlg, nxrg
447                   DO  j = nysg, nyng
448                      DO  k = nzb, nzt+1
449                         p_av(k,j,i) = p_av(k,j,i) + p(k,j,i)
450                      ENDDO
451                   ENDDO
452                ENDDO
453             ENDIF
454
455          CASE ( 'pc' )
456             IF ( ALLOCATED( pc_av ) ) THEN
457                DO  i = nxl, nxr
458                   DO  j = nys, nyn
459                      DO  k = nzb, nzt+1
460                         pc_av(k,j,i) = pc_av(k,j,i) + prt_count(k,j,i)
461                      ENDDO
462                   ENDDO
463                ENDDO
464             ENDIF
465
466          CASE ( 'pr' )
467             IF ( ALLOCATED( pr_av ) ) THEN
468                DO  i = nxl, nxr
469                   DO  j = nys, nyn
470                      DO  k = nzb, nzt+1
471                         number_of_particles = prt_count(k,j,i)
472                         IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
473                         particles =>                                          &
474                         grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
475                         s_r2 = 0.0_wp
476                         s_r3 = 0.0_wp
477
478                         DO  n = 1, number_of_particles
479                            IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
480                               s_r2 = s_r2 + particles(n)%radius**2 *          &
481                                   particles(n)%weight_factor
482                               s_r3 = s_r3 + particles(n)%radius**3 *          &
483                                   particles(n)%weight_factor
484                            ENDIF
485                         ENDDO
486
487                         IF ( s_r2 > 0.0_wp )  THEN
488                            mean_r = s_r3 / s_r2
489                         ELSE
490                            mean_r = 0.0_wp
491                         ENDIF
492                         pr_av(k,j,i) = pr_av(k,j,i) + mean_r
493                      ENDDO
494                   ENDDO
495                ENDDO
496             ENDIF
497
498          CASE ( 'theta' )
499             IF ( ALLOCATED( pt_av ) ) THEN
500                IF ( .NOT. bulk_cloud_model ) THEN
501                DO  i = nxlg, nxrg
502                   DO  j = nysg, nyng
503                      DO  k = nzb, nzt+1
504                            pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
505                         ENDDO
506                      ENDDO
507                   ENDDO
508                ELSE
509                DO  i = nxlg, nxrg
510                   DO  j = nysg, nyng
511                      DO  k = nzb, nzt+1
512                            pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i) + lv_d_cp * &
513                                                          d_exner(k) * ql(k,j,i)
514                         ENDDO
515                      ENDDO
516                   ENDDO
517                ENDIF
518             ENDIF
519
520          CASE ( 'q' )
521             IF ( ALLOCATED( q_av ) ) THEN
522                DO  i = nxlg, nxrg
523                   DO  j = nysg, nyng
524                      DO  k = nzb, nzt+1
525                         q_av(k,j,i) = q_av(k,j,i) + q(k,j,i)
526                      ENDDO
527                   ENDDO
528                ENDDO
529             ENDIF
530
531          CASE ( 'ql' )
532             IF ( ALLOCATED( ql_av ) ) THEN
533                DO  i = nxlg, nxrg
534                   DO  j = nysg, nyng
535                      DO  k = nzb, nzt+1
536                         ql_av(k,j,i) = ql_av(k,j,i) + ql(k,j,i)
537                      ENDDO
538                   ENDDO
539                ENDDO
540             ENDIF
541
542          CASE ( 'ql_c' )
543             IF ( ALLOCATED( ql_c_av ) ) THEN
544                DO  i = nxlg, nxrg
545                   DO  j = nysg, nyng
546                      DO  k = nzb, nzt+1
547                         ql_c_av(k,j,i) = ql_c_av(k,j,i) + ql_c(k,j,i)
548                      ENDDO
549                   ENDDO
550                ENDDO
551             ENDIF
552
553          CASE ( 'ql_v' )
554             IF ( ALLOCATED( ql_v_av ) ) THEN
555                DO  i = nxlg, nxrg
556                   DO  j = nysg, nyng
557                      DO  k = nzb, nzt+1
558                         ql_v_av(k,j,i) = ql_v_av(k,j,i) + ql_v(k,j,i)
559                      ENDDO
560                   ENDDO
561                ENDDO
562             ENDIF
563
564          CASE ( 'ql_vp' )
565             IF ( ALLOCATED( ql_vp_av ) ) THEN
566                DO  i = nxl, nxr
567                   DO  j = nys, nyn
568                      DO  k = nzb, nzt+1
569                         number_of_particles = prt_count(k,j,i)
570                         IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
571                         particles =>                                          & 
572                         grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
573                         DO  n = 1, number_of_particles
574                            IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
575                               ql_vp_av(k,j,i) = ql_vp_av(k,j,i) + &
576                                                 particles(n)%weight_factor /  &
577                                                 number_of_particles
578                            ENDIF
579                         ENDDO
580                      ENDDO
581                   ENDDO
582                ENDDO
583             ENDIF
584
585          CASE ( 'qsws*' )
586!
587!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
588!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
589!--          dynamic units.
590!--          Question (maronga): are the .NOT. statements really required?
591             IF ( ALLOCATED( qsws_av ) ) THEN
592                DO  i = nxl, nxr
593                   DO  j = nys, nyn
594                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
595                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
596                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
597                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
598                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
599                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
600
601                      IF ( match_def )  THEN
602                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
603                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) +                         &
604                                         surf_def_h(0)%qsws(m) *               &
605                                         waterflux_output_conversion(nzb)
606                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
607                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
608                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) +                         &
609                                         surf_lsm_h%qsws(m) * l_v
610                      ELSEIF ( match_usm  .AND.  .NOT. match_lsm )  THEN
611                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
612                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) +                         &
613                                         surf_usm_h%qsws(m) * l_v
614                      ENDIF
615                   ENDDO
616                ENDDO
617             ENDIF
618
619          CASE ( 'qv' )
620             IF ( ALLOCATED( qv_av ) ) THEN
621                DO  i = nxlg, nxrg
622                   DO  j = nysg, nyng
623                      DO  k = nzb, nzt+1
624                         qv_av(k,j,i) = qv_av(k,j,i) + q(k,j,i) - ql(k,j,i)
625                      ENDDO
626                   ENDDO
627                ENDDO
628             ENDIF
629
630          CASE ( 'r_a*' )
631             IF ( ALLOCATED( r_a_av ) ) THEN
632                DO  i = nxl, nxr
633                   DO  j = nys, nyn
634                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
635                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
636                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
637                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
638
639                      IF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
640                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
641                         r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                           &
642                                         surf_lsm_h%r_a(m)
643                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
644                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
645                         r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                           &
646                                         surf_usm_h%frac(ind_veg_wall,m)  *    &
647                                         surf_usm_h%r_a(m)       +             & 
648                                         surf_usm_h%frac(ind_pav_green,m) *    &
649                                         surf_usm_h%r_a_green(m) +             & 
650                                         surf_usm_h%frac(ind_wat_win,m)   *    &
651                                         surf_usm_h%r_a_window(m)
652                      ENDIF
653                   ENDDO
654                ENDDO
655             ENDIF
656
657          CASE ( 's' )
658             IF ( ALLOCATED( s_av ) ) THEN
659                DO  i = nxlg, nxrg
660                   DO  j = nysg, nyng
661                      DO  k = nzb, nzt+1
662                         s_av(k,j,i) = s_av(k,j,i) + s(k,j,i)
663                      ENDDO
664                   ENDDO
665                ENDDO
666             ENDIF
667
668          CASE ( 'shf*' )
669!
670!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
671!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
672!--          dynamic units.
673             IF ( ALLOCATED( shf_av ) ) THEN
674                DO  i = nxl, nxr
675                   DO  j = nys, nyn
676                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
677                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
678                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
679                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
680                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
681                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
682
683                      IF ( match_def )  THEN
684                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
685                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) +                           &
686                                         surf_def_h(0)%shf(m)  *               &
687                                         heatflux_output_conversion(nzb)
688                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
689                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
690                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) +                           &
691                                         surf_lsm_h%shf(m) * c_p
692                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
693                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
694                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) +                           &
695                                         surf_usm_h%shf(m) * c_p
696                      ENDIF
697                   ENDDO
698                ENDDO
699             ENDIF
700
701          CASE ( 'ssws*' )
702             IF ( ALLOCATED( ssws_av ) ) THEN
703                DO  i = nxl, nxr
704                   DO  j = nys, nyn
705                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
706                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
707                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
708                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
709                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
710                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
711
712                      IF ( match_def )  THEN
713                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
714                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) +                         &
715                                         surf_def_h(0)%ssws(m)
716                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
717                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
718                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) +                         &
719                                         surf_lsm_h%ssws(m)
720                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
721                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
722                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) +                         &
723                                         surf_usm_h%ssws(m)
724                      ENDIF
725                   ENDDO
726                ENDDO
727             ENDIF
728
729          CASE ( 't*' )
730             IF ( ALLOCATED( ts_av ) ) THEN
731                DO  i = nxl, nxr
732                   DO  j = nys, nyn
733                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
734                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
735                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
736                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
737                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
738                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
739
740                      IF ( match_def )  THEN
741                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
742                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) +                             &
743                                         surf_def_h(0)%ts(m)
744                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
745                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
746                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) +                             &
747                                         surf_lsm_h%ts(m)
748                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
749                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
750                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) +                             &
751                                         surf_usm_h%ts(m)
752                      ENDIF
753                   ENDDO
754                ENDDO
755             ENDIF
756
757          CASE ( 'tsurf*' )
758             IF ( ALLOCATED( tsurf_av ) ) THEN   
759                DO  i = nxl, nxr
760                   DO  j = nys, nyn
761                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
762                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
763                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
764                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
765                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
766                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
767
768                      IF ( match_def )  THEN
769                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
770                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) +                       &
771                                         surf_def_h(0)%pt_surface(m)
772                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
773                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
774                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) +                       &
775                                         surf_lsm_h%pt_surface(m)
776                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
777                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
778                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) +                       &
779                                         surf_usm_h%pt_surface(m)
780                      ENDIF
781                   ENDDO
782                ENDDO
783             ENDIF
784
785          CASE ( 'u' )
786             IF ( ALLOCATED( u_av ) ) THEN
787                DO  i = nxlg, nxrg
788                   DO  j = nysg, nyng
789                      DO  k = nzb, nzt+1
790                         u_av(k,j,i) = u_av(k,j,i) + u(k,j,i)
791                      ENDDO
792                   ENDDO
793                ENDDO
794             ENDIF
795
796          CASE ( 'us*' )
797             IF ( ALLOCATED( us_av ) ) THEN   
798                DO  i = nxl, nxr
799                   DO  j = nys, nyn
800                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
801                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
802                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
803                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
804                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
805                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
806
807                      IF ( match_def )  THEN
808                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
809                         us_av(j,i) = us_av(j,i) +                             &
810                                         surf_def_h(0)%us(m)
811                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
812                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
813                         us_av(j,i) = us_av(j,i) +                             &
814                                         surf_lsm_h%us(m)
815                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
816                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
817                         us_av(j,i) = us_av(j,i) +                             &
818                                         surf_usm_h%us(m)
819                      ENDIF
820                   ENDDO
821                ENDDO
822             ENDIF
823
824          CASE ( 'v' )
825             IF ( ALLOCATED( v_av ) ) THEN
826                DO  i = nxlg, nxrg
827                   DO  j = nysg, nyng
828                      DO  k = nzb, nzt+1
829                         v_av(k,j,i) = v_av(k,j,i) + v(k,j,i)
830                      ENDDO
831                   ENDDO
832                ENDDO
833             ENDIF
834
835          CASE ( 'thetav' )
836             IF ( ALLOCATED( vpt_av ) ) THEN
837                DO  i = nxlg, nxrg
838                   DO  j = nysg, nyng
839                      DO  k = nzb, nzt+1
840                         vpt_av(k,j,i) = vpt_av(k,j,i) + vpt(k,j,i)
841                      ENDDO
842                   ENDDO
843                ENDDO
844             ENDIF
845
846          CASE ( 'w' )
847             IF ( ALLOCATED( w_av ) ) THEN
848                DO  i = nxlg, nxrg
849                   DO  j = nysg, nyng
850                      DO  k = nzb, nzt+1
851                         w_av(k,j,i) = w_av(k,j,i) + w(k,j,i)
852                      ENDDO
853                   ENDDO
854                ENDDO
855             ENDIF
856
857          CASE ( 'z0*' )
858             IF ( ALLOCATED( z0_av ) ) THEN
859                DO  i = nxl, nxr
860                   DO  j = nys, nyn
861                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
862                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
863                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
864                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
865                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
866                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
867
868                      IF ( match_def )  THEN
869                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
870                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) +                             &
871                                         surf_def_h(0)%z0(m)
872                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
873                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
874                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) +                             &
875                                         surf_lsm_h%z0(m)
876                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
877                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
878                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) +                             &
879                                         surf_usm_h%z0(m)
880                      ENDIF
881                   ENDDO
882                ENDDO   
883             ENDIF
884
885          CASE ( 'z0h*' )
886             IF ( ALLOCATED( z0h_av ) ) THEN
887                DO  i = nxl, nxr
888                   DO  j = nys, nyn
889                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
890                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
891                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
892                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
893                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
894                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
895
896                      IF ( match_def )  THEN
897                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
898                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) +                           &
899                                         surf_def_h(0)%z0h(m)
900                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
901                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
902                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) +                           &
903                                         surf_lsm_h%z0h(m)
904                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
905                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
906                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) +                           &
907                                         surf_usm_h%z0h(m)
908                      ENDIF
909                   ENDDO
910                ENDDO
911             ENDIF
912   
913          CASE ( 'z0q*' )
914             IF ( ALLOCATED( z0q_av ) ) THEN
915                DO  i = nxl, nxr
916                   DO  j = nys, nyn
917                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
918                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
919                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
920                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
921                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
922                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
923
924                      IF ( match_def )  THEN
925                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
926                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) +                           &
927                                         surf_def_h(0)%z0q(m)
928                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
929                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
930                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) +                           &
931                                         surf_lsm_h%z0q(m)
932                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
933                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
934                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) +                           &
935                                         surf_usm_h%z0q(m)
936                      ENDIF
937                   ENDDO
938                ENDDO
939             ENDIF
940
941          CASE DEFAULT
942
943!--          In case of urban surface variables it should be always checked
944!--          if respective arrays are allocated, at least in case of a restart
945!--          run, as averaged usm arrays are not read from file at the moment.
946             IF ( urban_surface )  THEN
947                CALL usm_3d_data_averaging( 'allocate', trimvar )
948             ENDIF
949
950!
951!--          Summing up data from all other modules
952             CALL module_interface_3d_data_averaging( 'sum', trimvar )
953
954
955       END SELECT
956
957    ENDDO
958
959    CALL cpu_log( log_point(34), 'sum_up_3d_data', 'stop' )
960
961
962 END SUBROUTINE sum_up_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.