source: palm/trunk/SOURCE/sum_up_3d_data.f90 @ 4442

Last change on this file since 4442 was 4442, checked in by suehring, 3 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 38.3 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 1997-2020 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! ------------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: sum_up_3d_data.f90 4442 2020-03-04 19:21:13Z suehring $
27! Change order of dimension in surface array %frac to allow for better
28! vectorization.
29!
30! 4441 2020-03-04 19:20:35Z suehring
31! Move 2-m potential temperature output to diagnostic_output_quantities
32!
33! 4182 2019-08-22 15:20:23Z scharf
34! Corrected "Former revisions" section
35!
36! 4048 2019-06-21 21:00:21Z knoop
37! Moved tcm_3d_data_averaging to module_interface
38!
39! 4039 2019-06-18 10:32:41Z suehring
40! Modularize diagnostic output
41!
42! 3994 2019-05-22 18:08:09Z suehring
43! output of turbulence intensity added
44!
45! 3943 2019-05-02 09:50:41Z maronga
46! Added output of qsws_av for green roofs.
47!
48! 3933 2019-04-25 12:33:20Z kanani
49! Formatting
50!
51! 3773 2019-03-01 08:56:57Z maronga
52! Added output of theta_2m*_xy_av
53!
54! 3761 2019-02-25 15:31:42Z raasch
55! unused variables removed
56!
57! 3655 2019-01-07 16:51:22Z knoop
58! Implementation of the PALM module interface
59!
60! Revision 1.1  2006/02/23 12:55:23  raasch
61! Initial revision
62!
63!
64! Description:
65! ------------
66!> Sum-up the values of 3d-arrays. The real averaging is later done in routine
67!> average_3d_data.
68!------------------------------------------------------------------------------!
69 SUBROUTINE sum_up_3d_data
70 
71
72    USE arrays_3d,                                                             &
73        ONLY:  dzw, d_exner, e, heatflux_output_conversion, p,                 &
74               pt, q, ql, ql_c, ql_v, s, u, v, vpt, w,                         &
75               waterflux_output_conversion
76
77    USE averaging,                                                             &
78        ONLY:  e_av, ghf_av, lpt_av, lwp_av, ol_av, p_av, pc_av, pr_av, pt_av, &
79               q_av, ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qsws_av,               &
80               qv_av, r_a_av, s_av, shf_av, ssws_av, ts_av, tsurf_av, u_av,    &
81               us_av, v_av, vpt_av, w_av, z0_av, z0h_av, z0q_av
82
83    USE basic_constants_and_equations_mod,                                     &
84        ONLY:  c_p, lv_d_cp, l_v
85
86    USE bulk_cloud_model_mod,                                                  &
87        ONLY:  bulk_cloud_model
88
89    USE control_parameters,                                                    &
90        ONLY:  average_count_3d, doav, doav_n, rho_surface, urban_surface,     &
91               varnamelength
92
93    USE cpulog,                                                                &
94        ONLY:  cpu_log, log_point
95
96    USE indices,                                                               &
97        ONLY:  nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt 
98
99    USE kinds
100
101    USE module_interface,                                                      &
102        ONLY:  module_interface_3d_data_averaging
103
104    USE particle_attributes,                                                   &
105        ONLY:  grid_particles, number_of_particles, particles, prt_count
106
107    USE surface_mod,                                                           &
108        ONLY:  ind_pav_green, ind_veg_wall, ind_wat_win,                       &
109               surf_def_h, surf_lsm_h, surf_usm_h
110
111    USE urban_surface_mod,                                                     &
112        ONLY:  usm_3d_data_averaging
113
114
115    IMPLICIT NONE
116
117    LOGICAL      ::  match_def !< flag indicating default-type surface
118    LOGICAL      ::  match_lsm !< flag indicating natural-type surface
119    LOGICAL      ::  match_usm !< flag indicating urban-type surface
120   
121    INTEGER(iwp) ::  i   !< grid index x direction
122    INTEGER(iwp) ::  ii  !< running index
123    INTEGER(iwp) ::  j   !< grid index y direction
124    INTEGER(iwp) ::  k   !< grid index x direction
125    INTEGER(iwp) ::  m   !< running index over surfacle elements
126    INTEGER(iwp) ::  n   !< running index over number of particles per grid box
127
128    REAL(wp)     ::  mean_r !< mean-particle radius witin grid box
129    REAL(wp)     ::  s_r2   !< mean-particle radius witin grid box to the power of two
130    REAL(wp)     ::  s_r3   !< mean-particle radius witin grid box to the power of three
131
132    CHARACTER (LEN=varnamelength) ::  trimvar  !< TRIM of output-variable string
133
134
135    CALL cpu_log (log_point(34),'sum_up_3d_data','start')
136
137!
138!-- Allocate and initialize the summation arrays if called for the very first
139!-- time or the first time after average_3d_data has been called
140!-- (some or all of the arrays may have been already allocated
141!-- in rrd_local)
142    IF ( average_count_3d == 0 )  THEN
143
144       DO  ii = 1, doav_n
145
146          trimvar = TRIM( doav(ii) )
147
148          SELECT CASE ( trimvar )
149
150             CASE ( 'ghf*' )
151                IF ( .NOT. ALLOCATED( ghf_av ) )  THEN
152                   ALLOCATE( ghf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
153                ENDIF
154                ghf_av = 0.0_wp
155
156             CASE ( 'e' )
157                IF ( .NOT. ALLOCATED( e_av ) )  THEN
158                   ALLOCATE( e_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
159                ENDIF
160                e_av = 0.0_wp
161
162             CASE ( 'thetal' )
163                IF ( .NOT. ALLOCATED( lpt_av ) )  THEN
164                   ALLOCATE( lpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
165                ENDIF
166                lpt_av = 0.0_wp
167
168             CASE ( 'lwp*' )
169                IF ( .NOT. ALLOCATED( lwp_av ) )  THEN
170                   ALLOCATE( lwp_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
171                ENDIF
172                lwp_av = 0.0_wp
173
174             CASE ( 'ol*' )
175                IF ( .NOT. ALLOCATED( ol_av ) )  THEN
176                   ALLOCATE( ol_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
177                ENDIF
178                ol_av = 0.0_wp
179
180             CASE ( 'p' )
181                IF ( .NOT. ALLOCATED( p_av ) )  THEN
182                   ALLOCATE( p_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
183                ENDIF
184                p_av = 0.0_wp
185
186             CASE ( 'pc' )
187                IF ( .NOT. ALLOCATED( pc_av ) )  THEN
188                   ALLOCATE( pc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
189                ENDIF
190                pc_av = 0.0_wp
191
192             CASE ( 'pr' )
193                IF ( .NOT. ALLOCATED( pr_av ) )  THEN
194                   ALLOCATE( pr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
195                ENDIF
196                pr_av = 0.0_wp
197
198             CASE ( 'theta' )
199                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_av ) )  THEN
200                   ALLOCATE( pt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
201                ENDIF
202                pt_av = 0.0_wp
203
204             CASE ( 'q' )
205                IF ( .NOT. ALLOCATED( q_av ) )  THEN
206                   ALLOCATE( q_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
207                ENDIF
208                q_av = 0.0_wp
209
210             CASE ( 'ql' )
211                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_av ) )  THEN
212                   ALLOCATE( ql_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
213                ENDIF
214                ql_av = 0.0_wp
215
216             CASE ( 'ql_c' )
217                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_c_av ) )  THEN
218                   ALLOCATE( ql_c_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
219                ENDIF
220                ql_c_av = 0.0_wp
221
222             CASE ( 'ql_v' )
223                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_v_av ) )  THEN
224                   ALLOCATE( ql_v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
225                ENDIF
226                ql_v_av = 0.0_wp
227
228             CASE ( 'ql_vp' )
229                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_vp_av ) )  THEN
230                   ALLOCATE( ql_vp_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
231                ENDIF
232                ql_vp_av = 0.0_wp
233
234             CASE ( 'qsws*' )
235                IF ( .NOT. ALLOCATED( qsws_av ) )  THEN
236                   ALLOCATE( qsws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
237                ENDIF
238                qsws_av = 0.0_wp
239
240             CASE ( 'qv' )
241                IF ( .NOT. ALLOCATED( qv_av ) )  THEN
242                   ALLOCATE( qv_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
243                ENDIF
244                qv_av = 0.0_wp
245
246             CASE ( 'r_a*' )
247                IF ( .NOT. ALLOCATED( r_a_av ) )  THEN
248                   ALLOCATE( r_a_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
249                ENDIF
250                r_a_av = 0.0_wp
251
252             CASE ( 's' )
253                IF ( .NOT. ALLOCATED( s_av ) )  THEN
254                   ALLOCATE( s_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
255                ENDIF
256                s_av = 0.0_wp
257
258             CASE ( 'shf*' )
259                IF ( .NOT. ALLOCATED( shf_av ) )  THEN
260                   ALLOCATE( shf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
261                ENDIF
262                shf_av = 0.0_wp
263               
264             CASE ( 'ssws*' )
265                IF ( .NOT. ALLOCATED( ssws_av ) )  THEN
266                   ALLOCATE( ssws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
267                ENDIF
268                ssws_av = 0.0_wp               
269
270             CASE ( 't*' )
271                IF ( .NOT. ALLOCATED( ts_av ) )  THEN
272                   ALLOCATE( ts_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
273                ENDIF
274                ts_av = 0.0_wp
275
276             CASE ( 'tsurf*' )
277                IF ( .NOT. ALLOCATED( tsurf_av ) )  THEN
278                   ALLOCATE( tsurf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
279                ENDIF
280                tsurf_av = 0.0_wp
281
282             CASE ( 'u' )
283                IF ( .NOT. ALLOCATED( u_av ) )  THEN
284                   ALLOCATE( u_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
285                ENDIF
286                u_av = 0.0_wp
287
288             CASE ( 'us*' )
289                IF ( .NOT. ALLOCATED( us_av ) )  THEN
290                   ALLOCATE( us_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
291                ENDIF
292                us_av = 0.0_wp
293
294             CASE ( 'v' )
295                IF ( .NOT. ALLOCATED( v_av ) )  THEN
296                   ALLOCATE( v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
297                ENDIF
298                v_av = 0.0_wp
299
300             CASE ( 'thetav' )
301                IF ( .NOT. ALLOCATED( vpt_av ) )  THEN
302                   ALLOCATE( vpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
303                ENDIF
304                vpt_av = 0.0_wp
305
306             CASE ( 'w' )
307                IF ( .NOT. ALLOCATED( w_av ) )  THEN
308                   ALLOCATE( w_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
309                ENDIF
310                w_av = 0.0_wp
311
312             CASE ( 'z0*' )
313                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0_av ) )  THEN
314                   ALLOCATE( z0_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
315                ENDIF
316                z0_av = 0.0_wp
317
318             CASE ( 'z0h*' )
319                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0h_av ) )  THEN
320                   ALLOCATE( z0h_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
321                ENDIF
322                z0h_av = 0.0_wp
323
324             CASE ( 'z0q*' )
325                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0q_av ) )  THEN
326                   ALLOCATE( z0q_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
327                ENDIF
328                z0q_av = 0.0_wp
329
330
331             CASE DEFAULT
332
333!
334!--             Allocating and initializing data arrays for all other modules
335                CALL module_interface_3d_data_averaging( 'allocate', trimvar )
336
337
338          END SELECT
339
340       ENDDO
341
342    ENDIF
343
344!
345!-- Loop of all variables to be averaged.
346    DO  ii = 1, doav_n
347
348       trimvar = TRIM( doav(ii) )
349!
350!--    Store the array chosen on the temporary array.
351       SELECT CASE ( trimvar )
352
353          CASE ( 'ghf*' )
354             IF ( ALLOCATED( ghf_av ) ) THEN
355                DO  i = nxl, nxr
356                   DO  j = nys, nyn
357!
358!--                   Check whether grid point is a natural- or urban-type
359!--                   surface.
360                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
361                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
362                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
363                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
364!
365!--                   In order to avoid double-counting of surface properties,
366!--                   always assume that natural-type surfaces are below urban-
367!--                   type surfaces, e.g. in case of bridges.
368!--                   Further, take only the last suface element, i.e. the
369!--                   uppermost surface which would be visible from above
370                      IF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
371                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
372                         ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) +                           &
373                                         surf_lsm_h%ghf(m)
374                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
375                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
376                         ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) +                           &
377                                         surf_usm_h%frac(m,ind_veg_wall)  *    &
378                                         surf_usm_h%wghf_eb(m)        +        &
379                                         surf_usm_h%frac(m,ind_pav_green) *    &
380                                         surf_usm_h%wghf_eb_green(m)  +        &
381                                         surf_usm_h%frac(m,ind_wat_win)   *    &
382                                         surf_usm_h%wghf_eb_window(m)
383                      ENDIF
384                   ENDDO
385                ENDDO
386             ENDIF
387
388          CASE ( 'e' )
389             IF ( ALLOCATED( e_av ) ) THEN
390                DO  i = nxlg, nxrg
391                   DO  j = nysg, nyng
392                      DO  k = nzb, nzt+1
393                         e_av(k,j,i) = e_av(k,j,i) + e(k,j,i)
394                      ENDDO
395                   ENDDO
396                ENDDO
397             ENDIF
398
399          CASE ( 'thetal' )
400             IF ( ALLOCATED( lpt_av ) ) THEN
401                DO  i = nxlg, nxrg
402                   DO  j = nysg, nyng
403                      DO  k = nzb, nzt+1
404                         lpt_av(k,j,i) = lpt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
405                      ENDDO
406                   ENDDO
407                ENDDO
408             ENDIF
409
410          CASE ( 'lwp*' )
411             IF ( ALLOCATED( lwp_av ) ) THEN
412                DO  i = nxlg, nxrg
413                   DO  j = nysg, nyng
414                      lwp_av(j,i) = lwp_av(j,i) + SUM( ql(nzb:nzt,j,i)            &
415                                                  * dzw(1:nzt+1) ) * rho_surface
416                   ENDDO
417                ENDDO
418             ENDIF
419
420          CASE ( 'ol*' )
421             IF ( ALLOCATED( ol_av ) ) THEN
422                DO  i = nxl, nxr
423                   DO  j = nys, nyn
424                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
425                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
426                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
427                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
428                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
429                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
430
431                      IF ( match_def )  THEN
432                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
433                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) +                             &
434                                         surf_def_h(0)%ol(m)
435                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
436                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
437                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) +                             &
438                                         surf_lsm_h%ol(m)
439                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
440                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
441                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) +                             &
442                                         surf_usm_h%ol(m)
443                      ENDIF
444                   ENDDO
445                ENDDO
446             ENDIF
447
448          CASE ( 'p' )
449             IF ( ALLOCATED( p_av ) ) THEN
450                DO  i = nxlg, nxrg
451                   DO  j = nysg, nyng
452                      DO  k = nzb, nzt+1
453                         p_av(k,j,i) = p_av(k,j,i) + p(k,j,i)
454                      ENDDO
455                   ENDDO
456                ENDDO
457             ENDIF
458
459          CASE ( 'pc' )
460             IF ( ALLOCATED( pc_av ) ) THEN
461                DO  i = nxl, nxr
462                   DO  j = nys, nyn
463                      DO  k = nzb, nzt+1
464                         pc_av(k,j,i) = pc_av(k,j,i) + prt_count(k,j,i)
465                      ENDDO
466                   ENDDO
467                ENDDO
468             ENDIF
469
470          CASE ( 'pr' )
471             IF ( ALLOCATED( pr_av ) ) THEN
472                DO  i = nxl, nxr
473                   DO  j = nys, nyn
474                      DO  k = nzb, nzt+1
475                         number_of_particles = prt_count(k,j,i)
476                         IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
477                         particles =>                                          &
478                         grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
479                         s_r2 = 0.0_wp
480                         s_r3 = 0.0_wp
481
482                         DO  n = 1, number_of_particles
483                            IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
484                               s_r2 = s_r2 + particles(n)%radius**2 *          &
485                                   particles(n)%weight_factor
486                               s_r3 = s_r3 + particles(n)%radius**3 *          &
487                                   particles(n)%weight_factor
488                            ENDIF
489                         ENDDO
490
491                         IF ( s_r2 > 0.0_wp )  THEN
492                            mean_r = s_r3 / s_r2
493                         ELSE
494                            mean_r = 0.0_wp
495                         ENDIF
496                         pr_av(k,j,i) = pr_av(k,j,i) + mean_r
497                      ENDDO
498                   ENDDO
499                ENDDO
500             ENDIF
501
502          CASE ( 'theta' )
503             IF ( ALLOCATED( pt_av ) ) THEN
504                IF ( .NOT. bulk_cloud_model ) THEN
505                DO  i = nxlg, nxrg
506                   DO  j = nysg, nyng
507                      DO  k = nzb, nzt+1
508                            pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
509                         ENDDO
510                      ENDDO
511                   ENDDO
512                ELSE
513                DO  i = nxlg, nxrg
514                   DO  j = nysg, nyng
515                      DO  k = nzb, nzt+1
516                            pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i) + lv_d_cp * &
517                                                          d_exner(k) * ql(k,j,i)
518                         ENDDO
519                      ENDDO
520                   ENDDO
521                ENDIF
522             ENDIF
523
524          CASE ( 'q' )
525             IF ( ALLOCATED( q_av ) ) THEN
526                DO  i = nxlg, nxrg
527                   DO  j = nysg, nyng
528                      DO  k = nzb, nzt+1
529                         q_av(k,j,i) = q_av(k,j,i) + q(k,j,i)
530                      ENDDO
531                   ENDDO
532                ENDDO
533             ENDIF
534
535          CASE ( 'ql' )
536             IF ( ALLOCATED( ql_av ) ) THEN
537                DO  i = nxlg, nxrg
538                   DO  j = nysg, nyng
539                      DO  k = nzb, nzt+1
540                         ql_av(k,j,i) = ql_av(k,j,i) + ql(k,j,i)
541                      ENDDO
542                   ENDDO
543                ENDDO
544             ENDIF
545
546          CASE ( 'ql_c' )
547             IF ( ALLOCATED( ql_c_av ) ) THEN
548                DO  i = nxlg, nxrg
549                   DO  j = nysg, nyng
550                      DO  k = nzb, nzt+1
551                         ql_c_av(k,j,i) = ql_c_av(k,j,i) + ql_c(k,j,i)
552                      ENDDO
553                   ENDDO
554                ENDDO
555             ENDIF
556
557          CASE ( 'ql_v' )
558             IF ( ALLOCATED( ql_v_av ) ) THEN
559                DO  i = nxlg, nxrg
560                   DO  j = nysg, nyng
561                      DO  k = nzb, nzt+1
562                         ql_v_av(k,j,i) = ql_v_av(k,j,i) + ql_v(k,j,i)
563                      ENDDO
564                   ENDDO
565                ENDDO
566             ENDIF
567
568          CASE ( 'ql_vp' )
569             IF ( ALLOCATED( ql_vp_av ) ) THEN
570                DO  i = nxl, nxr
571                   DO  j = nys, nyn
572                      DO  k = nzb, nzt+1
573                         number_of_particles = prt_count(k,j,i)
574                         IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
575                         particles =>                                          & 
576                         grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
577                         DO  n = 1, number_of_particles
578                            IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
579                               ql_vp_av(k,j,i) = ql_vp_av(k,j,i) + &
580                                                 particles(n)%weight_factor /  &
581                                                 number_of_particles
582                            ENDIF
583                         ENDDO
584                      ENDDO
585                   ENDDO
586                ENDDO
587             ENDIF
588
589          CASE ( 'qsws*' )
590!
591!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
592!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
593!--          dynamic units.
594!--          Question (maronga): are the .NOT. statements really required?
595             IF ( ALLOCATED( qsws_av ) ) THEN
596                DO  i = nxl, nxr
597                   DO  j = nys, nyn
598                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
599                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
600                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
601                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
602                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
603                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
604
605                      IF ( match_def )  THEN
606                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
607                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) +                         &
608                                         surf_def_h(0)%qsws(m) *               &
609                                         waterflux_output_conversion(nzb)
610                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
611                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
612                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) +                         &
613                                         surf_lsm_h%qsws(m) * l_v
614                      ELSEIF ( match_usm  .AND.  .NOT. match_lsm )  THEN
615                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
616                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) +                         &
617                                         surf_usm_h%qsws(m) * l_v
618                      ENDIF
619                   ENDDO
620                ENDDO
621             ENDIF
622
623          CASE ( 'qv' )
624             IF ( ALLOCATED( qv_av ) ) THEN
625                DO  i = nxlg, nxrg
626                   DO  j = nysg, nyng
627                      DO  k = nzb, nzt+1
628                         qv_av(k,j,i) = qv_av(k,j,i) + q(k,j,i) - ql(k,j,i)
629                      ENDDO
630                   ENDDO
631                ENDDO
632             ENDIF
633
634          CASE ( 'r_a*' )
635             IF ( ALLOCATED( r_a_av ) ) THEN
636                DO  i = nxl, nxr
637                   DO  j = nys, nyn
638                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
639                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
640                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
641                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
642
643                      IF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
644                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
645                         r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                           &
646                                         surf_lsm_h%r_a(m)
647                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
648                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
649                         r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) +                           &
650                                         surf_usm_h%frac(m,ind_veg_wall)  *    &
651                                         surf_usm_h%r_a(m)       +             & 
652                                         surf_usm_h%frac(m,ind_pav_green) *    &
653                                         surf_usm_h%r_a_green(m) +             & 
654                                         surf_usm_h%frac(m,ind_wat_win)   *    &
655                                         surf_usm_h%r_a_window(m)
656                      ENDIF
657                   ENDDO
658                ENDDO
659             ENDIF
660
661          CASE ( 's' )
662             IF ( ALLOCATED( s_av ) ) THEN
663                DO  i = nxlg, nxrg
664                   DO  j = nysg, nyng
665                      DO  k = nzb, nzt+1
666                         s_av(k,j,i) = s_av(k,j,i) + s(k,j,i)
667                      ENDDO
668                   ENDDO
669                ENDDO
670             ENDIF
671
672          CASE ( 'shf*' )
673!
674!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
675!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into
676!--          dynamic units.
677             IF ( ALLOCATED( shf_av ) ) THEN
678                DO  i = nxl, nxr
679                   DO  j = nys, nyn
680                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
681                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
682                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
683                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
684                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
685                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
686
687                      IF ( match_def )  THEN
688                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
689                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) +                           &
690                                         surf_def_h(0)%shf(m)  *               &
691                                         heatflux_output_conversion(nzb)
692                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
693                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
694                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) +                           &
695                                         surf_lsm_h%shf(m) * c_p
696                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
697                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
698                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) +                           &
699                                         surf_usm_h%shf(m) * c_p
700                      ENDIF
701                   ENDDO
702                ENDDO
703             ENDIF
704
705          CASE ( 'ssws*' )
706             IF ( ALLOCATED( ssws_av ) ) THEN
707                DO  i = nxl, nxr
708                   DO  j = nys, nyn
709                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
710                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
711                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
712                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
713                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
714                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
715
716                      IF ( match_def )  THEN
717                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
718                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) +                         &
719                                         surf_def_h(0)%ssws(m)
720                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
721                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
722                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) +                         &
723                                         surf_lsm_h%ssws(m)
724                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
725                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
726                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) +                         &
727                                         surf_usm_h%ssws(m)
728                      ENDIF
729                   ENDDO
730                ENDDO
731             ENDIF
732
733          CASE ( 't*' )
734             IF ( ALLOCATED( ts_av ) ) THEN
735                DO  i = nxl, nxr
736                   DO  j = nys, nyn
737                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
738                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
739                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
740                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
741                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
742                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
743
744                      IF ( match_def )  THEN
745                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
746                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) +                             &
747                                         surf_def_h(0)%ts(m)
748                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
749                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
750                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) +                             &
751                                         surf_lsm_h%ts(m)
752                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
753                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
754                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) +                             &
755                                         surf_usm_h%ts(m)
756                      ENDIF
757                   ENDDO
758                ENDDO
759             ENDIF
760
761          CASE ( 'tsurf*' )
762             IF ( ALLOCATED( tsurf_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                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) +                       &
775                                         surf_def_h(0)%pt_surface(m)
776                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
777                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
778                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) +                       &
779                                         surf_lsm_h%pt_surface(m)
780                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
781                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
782                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) +                       &
783                                         surf_usm_h%pt_surface(m)
784                      ENDIF
785                   ENDDO
786                ENDDO
787             ENDIF
788
789          CASE ( 'u' )
790             IF ( ALLOCATED( u_av ) ) THEN
791                DO  i = nxlg, nxrg
792                   DO  j = nysg, nyng
793                      DO  k = nzb, nzt+1
794                         u_av(k,j,i) = u_av(k,j,i) + u(k,j,i)
795                      ENDDO
796                   ENDDO
797                ENDDO
798             ENDIF
799
800          CASE ( 'us*' )
801             IF ( ALLOCATED( us_av ) ) THEN   
802                DO  i = nxl, nxr
803                   DO  j = nys, nyn
804                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
805                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
806                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
807                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
808                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
809                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
810
811                      IF ( match_def )  THEN
812                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
813                         us_av(j,i) = us_av(j,i) +                             &
814                                         surf_def_h(0)%us(m)
815                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
816                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
817                         us_av(j,i) = us_av(j,i) +                             &
818                                         surf_lsm_h%us(m)
819                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
820                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
821                         us_av(j,i) = us_av(j,i) +                             &
822                                         surf_usm_h%us(m)
823                      ENDIF
824                   ENDDO
825                ENDDO
826             ENDIF
827
828          CASE ( 'v' )
829             IF ( ALLOCATED( v_av ) ) THEN
830                DO  i = nxlg, nxrg
831                   DO  j = nysg, nyng
832                      DO  k = nzb, nzt+1
833                         v_av(k,j,i) = v_av(k,j,i) + v(k,j,i)
834                      ENDDO
835                   ENDDO
836                ENDDO
837             ENDIF
838
839          CASE ( 'thetav' )
840             IF ( ALLOCATED( vpt_av ) ) THEN
841                DO  i = nxlg, nxrg
842                   DO  j = nysg, nyng
843                      DO  k = nzb, nzt+1
844                         vpt_av(k,j,i) = vpt_av(k,j,i) + vpt(k,j,i)
845                      ENDDO
846                   ENDDO
847                ENDDO
848             ENDIF
849
850          CASE ( 'w' )
851             IF ( ALLOCATED( w_av ) ) THEN
852                DO  i = nxlg, nxrg
853                   DO  j = nysg, nyng
854                      DO  k = nzb, nzt+1
855                         w_av(k,j,i) = w_av(k,j,i) + w(k,j,i)
856                      ENDDO
857                   ENDDO
858                ENDDO
859             ENDIF
860
861          CASE ( 'z0*' )
862             IF ( ALLOCATED( z0_av ) ) THEN
863                DO  i = nxl, nxr
864                   DO  j = nys, nyn
865                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <=            &
866                                  surf_def_h(0)%end_index(j,i)
867                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <=               &
868                                  surf_lsm_h%end_index(j,i)
869                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <=               &
870                                  surf_usm_h%end_index(j,i)
871
872                      IF ( match_def )  THEN
873                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
874                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) +                             &
875                                         surf_def_h(0)%z0(m)
876                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
877                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
878                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) +                             &
879                                         surf_lsm_h%z0(m)
880                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
881                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
882                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) +                             &
883                                         surf_usm_h%z0(m)
884                      ENDIF
885                   ENDDO
886                ENDDO   
887             ENDIF
888
889          CASE ( 'z0h*' )
890             IF ( ALLOCATED( z0h_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                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) +                           &
903                                         surf_def_h(0)%z0h(m)
904                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
905                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
906                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) +                           &
907                                         surf_lsm_h%z0h(m)
908                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
909                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
910                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) +                           &
911                                         surf_usm_h%z0h(m)
912                      ENDIF
913                   ENDDO
914                ENDDO
915             ENDIF
916   
917          CASE ( 'z0q*' )
918             IF ( ALLOCATED( z0q_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                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) +                           &
931                                         surf_def_h(0)%z0q(m)
932                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
933                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
934                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) +                           &
935                                         surf_lsm_h%z0q(m)
936                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
937                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
938                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) +                           &
939                                         surf_usm_h%z0q(m)
940                      ENDIF
941                   ENDDO
942                ENDDO
943             ENDIF
944
945          CASE DEFAULT
946
947!--          In case of urban surface variables it should be always checked
948!--          if respective arrays are allocated, at least in case of a restart
949!--          run, as averaged usm arrays are not read from file at the moment.
950             IF ( urban_surface )  THEN
951                CALL usm_3d_data_averaging( 'allocate', trimvar )
952             ENDIF
953
954!
955!--          Summing up data from all other modules
956             CALL module_interface_3d_data_averaging( 'sum', trimvar )
957
958
959       END SELECT
960
961    ENDDO
962
963    CALL cpu_log( log_point(34), 'sum_up_3d_data', 'stop' )
964
965
966 END SUBROUTINE sum_up_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.