source: palm/trunk/SOURCE/sum_up_3d_data.f90 @ 4598

Last change on this file since 4598 was 4591, checked in by raasch, 10 months ago

files re-formatted to follow the PALM coding standard

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 42.9 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 terms of the GNU General
6! Public License as published by the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
7! (at your option) any later version.
8!
9! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the
10! implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General
11! Public License for more details.
12!
13! You should have received a copy of the GNU General Public License along with PALM. If not, see
14! <http://www.gnu.org/licenses/>.
15!
16! Copyright 1997-2020 Leibniz Universitaet Hannover
17!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
18!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: sum_up_3d_data.f90 4591 2020-07-06 15:56:08Z suehring $
27! File re-formatted to follow the PALM coding standard
28!
29! 4516 2020-04-30 16:55:10Z suehring
30! Remove double index
31!
32! 4514 2020-04-30 16:29:59Z suehring
33! Enable output of qsurf and ssurf
34!
35! 4442 2020-03-04 19:21:13Z suehring
36! Change order of dimension in surface array %frac to allow for better vectorization.
37!
38! 4441 2020-03-04 19:20:35Z suehring
39! Move 2-m potential temperature output to diagnostic_output_quantities
40!
41! 4182 2019-08-22 15:20:23Z scharf
42! Corrected "Former revisions" section
43!
44! 4048 2019-06-21 21:00:21Z knoop
45! Moved tcm_3d_data_averaging to module_interface
46!
47! 4039 2019-06-18 10:32:41Z suehring
48! Modularize diagnostic output
49!
50! 3994 2019-05-22 18:08:09Z suehring
51! Output of turbulence intensity added
52!
53! 3943 2019-05-02 09:50:41Z maronga
54! Added output of qsws_av for green roofs.
55!
56! 3933 2019-04-25 12:33:20Z kanani
57! Formatting
58!
59! 3773 2019-03-01 08:56:57Z maronga
60! Added output of theta_2m*_xy_av
61!
62! 3761 2019-02-25 15:31:42Z raasch
63! unused variables removed
64!
65! 3655 2019-01-07 16:51:22Z knoop
66! Implementation of the PALM module interface
67!
68! Revision 1.1  2006/02/23 12:55:23  raasch
69! Initial revision
70!
71!
72! Description:
73! ------------
74!> Sum-up the values of 3d-arrays. The real averaging is later done in routine average_3d_data.
75!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
76 SUBROUTINE sum_up_3d_data
77
78
79    USE arrays_3d,                                                                                 &
80        ONLY:  dzw,                                                                                &
81               d_exner,                                                                            &
82               e,                                                                                  &
83               heatflux_output_conversion,                                                         &
84               p,                                                                                  &
85               pt,                                                                                 &
86               q,                                                                                  &
87               ql,                                                                                 &
88               ql_c,                                                                               &
89               ql_v,                                                                               &
90               s,                                                                                  &
91               u,                                                                                  &
92               v,                                                                                  &
93               vpt,                                                                                &
94               w,                                                                                  &
95               waterflux_output_conversion
96
97    USE averaging,                                                                                 &
98        ONLY:  e_av,                                                                               &
99               ghf_av,                                                                             &
100               lpt_av,                                                                             &
101               lwp_av,                                                                             &
102               ol_av,                                                                              &
103               p_av,                                                                               &
104               pc_av,                                                                              &
105               pr_av,                                                                              &
106               pt_av,                                                                              &
107               q_av,                                                                               &
108               ql_av,                                                                              &
109               ql_c_av,                                                                            &
110               ql_v_av,                                                                            &
111               ql_vp_av,                                                                           &
112               qsurf_av,                                                                           &
113               qsws_av,                                                                            &
114               qv_av,                                                                              &
115               r_a_av,                                                                             &
116               s_av,                                                                               &
117               shf_av,                                                                             &
118               ssurf_av,                                                                           &
119               ssws_av,                                                                            &
120               ts_av,                                                                              &
121               tsurf_av,                                                                           &
122               u_av,                                                                               &
123               us_av,                                                                              &
124               v_av,                                                                               &
125               vpt_av,                                                                             &
126               w_av,                                                                               &
127               z0_av,                                                                              &
128               z0h_av,                                                                             &
129               z0q_av
130
131    USE basic_constants_and_equations_mod,                                                         &
132        ONLY:  c_p,                                                                                &
133               lv_d_cp,                                                                            &
134               l_v
135
136    USE bulk_cloud_model_mod,                                                                      &
137        ONLY:  bulk_cloud_model
138
139    USE control_parameters,                                                                        &
140        ONLY:  average_count_3d,                                                                   &
141               doav,                                                                               &
142               doav_n,                                                                             &
143               rho_surface,                                                                        &
144               urban_surface,                                                                      &
145               varnamelength
146
147    USE cpulog,                                                                                    &
148        ONLY:  cpu_log,                                                                            &
149               log_point
150
151    USE indices,                                                                                   &
152        ONLY:  nxl,                                                                                &
153               nxlg,                                                                               &
154               nxr,                                                                                &
155               nxrg,                                                                               &
156               nyn,                                                                                &
157               nyng,                                                                               &
158               nys,                                                                                &
159               nysg,                                                                               &
160               nzb,                                                                                &
161               nzt,                                                                                &
162               topo_top_ind
163
164    USE kinds
165
166    USE module_interface,                                                                          &
167        ONLY:  module_interface_3d_data_averaging
168
169    USE particle_attributes,                                                                       &
170        ONLY:  grid_particles,                                                                     &
171               number_of_particles,                                                                &
172               particles,                                                                          &
173               prt_count
174
175    USE surface_mod,                                                                               &
176        ONLY:  ind_pav_green,                                                                      &
177               ind_veg_wall,                                                                       &
178               ind_wat_win,                                                                        &
179               surf_def_h,                                                                         &
180               surf_lsm_h,                                                                         &
181               surf_usm_h
182
183    USE urban_surface_mod,                                                                         &
184        ONLY:  usm_3d_data_averaging
185
186
187    IMPLICIT NONE
188
189    CHARACTER(LEN=varnamelength) ::  trimvar  !< TRIM of output-variable string
190
191    INTEGER(iwp) ::  i   !< grid index x direction
192    INTEGER(iwp) ::  ii  !< running index
193    INTEGER(iwp) ::  j   !< grid index y direction
194    INTEGER(iwp) ::  k   !< grid index x direction
195    INTEGER(iwp) ::  m   !< running index over surfacle elements
196    INTEGER(iwp) ::  n   !< running index over number of particles per grid box
197
198    LOGICAL ::  match_def  !< flag indicating default-type surface
199    LOGICAL ::  match_lsm  !< flag indicating natural-type surface
200    LOGICAL ::  match_usm  !< flag indicating urban-type surface
201
202    REAL(wp) ::  mean_r  !< mean-particle radius witin grid box
203    REAL(wp) ::  s_r2    !< mean-particle radius witin grid box to the power of two
204    REAL(wp) ::  s_r3    !< mean-particle radius witin grid box to the power of three
205
206
207
208    CALL cpu_log (log_point(34),'sum_up_3d_data','start')
209
210!
211!-- Allocate and initialize the summation arrays if called for the very first time or the first time
212!-- after average_3d_data has been called (some or all of the arrays may have been already allocated
213!-- in rrd_local)
214    IF ( average_count_3d == 0 )  THEN
215
216       DO  ii = 1, doav_n
217
218          trimvar = TRIM( doav(ii) )
219
220          SELECT CASE ( trimvar )
221
222             CASE ( 'ghf*' )
223                IF ( .NOT. ALLOCATED( ghf_av ) )  THEN
224                   ALLOCATE( ghf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
225                ENDIF
226                ghf_av = 0.0_wp
227
228             CASE ( 'e' )
229                IF ( .NOT. ALLOCATED( e_av ) )  THEN
230                   ALLOCATE( e_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
231                ENDIF
232                e_av = 0.0_wp
233
234             CASE ( 'thetal' )
235                IF ( .NOT. ALLOCATED( lpt_av ) )  THEN
236                   ALLOCATE( lpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
237                ENDIF
238                lpt_av = 0.0_wp
239
240             CASE ( 'lwp*' )
241                IF ( .NOT. ALLOCATED( lwp_av ) )  THEN
242                   ALLOCATE( lwp_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
243                ENDIF
244                lwp_av = 0.0_wp
245
246             CASE ( 'ol*' )
247                IF ( .NOT. ALLOCATED( ol_av ) )  THEN
248                   ALLOCATE( ol_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
249                ENDIF
250                ol_av = 0.0_wp
251
252             CASE ( 'p' )
253                IF ( .NOT. ALLOCATED( p_av ) )  THEN
254                   ALLOCATE( p_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
255                ENDIF
256                p_av = 0.0_wp
257
258             CASE ( 'pc' )
259                IF ( .NOT. ALLOCATED( pc_av ) )  THEN
260                   ALLOCATE( pc_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
261                ENDIF
262                pc_av = 0.0_wp
263
264             CASE ( 'pr' )
265                IF ( .NOT. ALLOCATED( pr_av ) )  THEN
266                   ALLOCATE( pr_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
267                ENDIF
268                pr_av = 0.0_wp
269
270             CASE ( 'theta' )
271                IF ( .NOT. ALLOCATED( pt_av ) )  THEN
272                   ALLOCATE( pt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
273                ENDIF
274                pt_av = 0.0_wp
275
276             CASE ( 'q' )
277                IF ( .NOT. ALLOCATED( q_av ) )  THEN
278                   ALLOCATE( q_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
279                ENDIF
280                q_av = 0.0_wp
281
282             CASE ( 'ql' )
283                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_av ) )  THEN
284                   ALLOCATE( ql_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
285                ENDIF
286                ql_av = 0.0_wp
287
288             CASE ( 'ql_c' )
289                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_c_av ) )  THEN
290                   ALLOCATE( ql_c_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
291                ENDIF
292                ql_c_av = 0.0_wp
293
294             CASE ( 'ql_v' )
295                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_v_av ) )  THEN
296                   ALLOCATE( ql_v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
297                ENDIF
298                ql_v_av = 0.0_wp
299
300             CASE ( 'ql_vp' )
301                IF ( .NOT. ALLOCATED( ql_vp_av ) )  THEN
302                   ALLOCATE( ql_vp_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
303                ENDIF
304                ql_vp_av = 0.0_wp
305
306             CASE ( 'qsurf*' )
307                IF ( .NOT. ALLOCATED( qsurf_av ) )  THEN
308                   ALLOCATE( qsurf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
309                ENDIF
310                qsurf_av = 0.0_wp
311
312             CASE ( 'qsws*' )
313                IF ( .NOT. ALLOCATED( qsws_av ) )  THEN
314                   ALLOCATE( qsws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
315                ENDIF
316                qsws_av = 0.0_wp
317
318             CASE ( 'qv' )
319                IF ( .NOT. ALLOCATED( qv_av ) )  THEN
320                   ALLOCATE( qv_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
321                ENDIF
322                qv_av = 0.0_wp
323
324             CASE ( 'r_a*' )
325                IF ( .NOT. ALLOCATED( r_a_av ) )  THEN
326                   ALLOCATE( r_a_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
327                ENDIF
328                r_a_av = 0.0_wp
329
330             CASE ( 's' )
331                IF ( .NOT. ALLOCATED( s_av ) )  THEN
332                   ALLOCATE( s_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
333                ENDIF
334                s_av = 0.0_wp
335
336             CASE ( 'shf*' )
337                IF ( .NOT. ALLOCATED( shf_av ) )  THEN
338                   ALLOCATE( shf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
339                ENDIF
340                shf_av = 0.0_wp
341
342             CASE ( 'ssurf*' )
343                IF ( .NOT. ALLOCATED( ssurf_av ) )  THEN
344                   ALLOCATE( ssurf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
345                ENDIF
346                ssurf_av = 0.0_wp
347
348             CASE ( 'ssws*' )
349                IF ( .NOT. ALLOCATED( ssws_av ) )  THEN
350                   ALLOCATE( ssws_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
351                ENDIF
352                ssws_av = 0.0_wp
353
354             CASE ( 't*' )
355                IF ( .NOT. ALLOCATED( ts_av ) )  THEN
356                   ALLOCATE( ts_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
357                ENDIF
358                ts_av = 0.0_wp
359
360             CASE ( 'tsurf*' )
361                IF ( .NOT. ALLOCATED( tsurf_av ) )  THEN
362                   ALLOCATE( tsurf_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
363                ENDIF
364                tsurf_av = 0.0_wp
365
366             CASE ( 'u' )
367                IF ( .NOT. ALLOCATED( u_av ) )  THEN
368                   ALLOCATE( u_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
369                ENDIF
370                u_av = 0.0_wp
371
372             CASE ( 'us*' )
373                IF ( .NOT. ALLOCATED( us_av ) )  THEN
374                   ALLOCATE( us_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
375                ENDIF
376                us_av = 0.0_wp
377
378             CASE ( 'v' )
379                IF ( .NOT. ALLOCATED( v_av ) )  THEN
380                   ALLOCATE( v_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
381                ENDIF
382                v_av = 0.0_wp
383
384             CASE ( 'thetav' )
385                IF ( .NOT. ALLOCATED( vpt_av ) )  THEN
386                   ALLOCATE( vpt_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
387                ENDIF
388                vpt_av = 0.0_wp
389
390             CASE ( 'w' )
391                IF ( .NOT. ALLOCATED( w_av ) )  THEN
392                   ALLOCATE( w_av(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
393                ENDIF
394                w_av = 0.0_wp
395
396             CASE ( 'z0*' )
397                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0_av ) )  THEN
398                   ALLOCATE( z0_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
399                ENDIF
400                z0_av = 0.0_wp
401
402             CASE ( 'z0h*' )
403                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0h_av ) )  THEN
404                   ALLOCATE( z0h_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
405                ENDIF
406                z0h_av = 0.0_wp
407
408             CASE ( 'z0q*' )
409                IF ( .NOT. ALLOCATED( z0q_av ) )  THEN
410                   ALLOCATE( z0q_av(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
411                ENDIF
412                z0q_av = 0.0_wp
413
414
415             CASE DEFAULT
416
417!
418!--             Allocating and initializing data arrays for all other modules
419                CALL module_interface_3d_data_averaging( 'allocate', trimvar )
420
421
422          END SELECT
423
424       ENDDO
425
426    ENDIF
427
428!
429!-- Loop of all variables to be averaged.
430    DO  ii = 1, doav_n
431
432       trimvar = TRIM( doav(ii) )
433!
434!--    Store the array chosen on the temporary array.
435       SELECT CASE ( trimvar )
436
437          CASE ( 'ghf*' )
438             IF ( ALLOCATED( ghf_av ) ) THEN
439                DO  i = nxl, nxr
440                   DO  j = nys, nyn
441!
442!--                   Check whether grid point is a natural- or urban-type surface.
443                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <= surf_lsm_h%end_index(j,i)
444                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <= surf_usm_h%end_index(j,i)
445!
446!--                   In order to avoid double-counting of surface properties, always assume that
447!--                   natural-type surfaces are below urban type surfaces, e.g. in case of bridges.
448!--                   Further, take only the last suface element, i.e. the uppermost surface which
449!--                   would be visible from above
450                      IF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
451                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
452                         ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) + surf_lsm_h%ghf(m)
453                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
454                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
455                         ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i) + surf_usm_h%frac(m,ind_veg_wall)  *            &
456                                                     surf_usm_h%wghf_eb(m)        +                &
457                                                     surf_usm_h%frac(m,ind_pav_green) *            &
458                                                     surf_usm_h%wghf_eb_green(m)  +                &
459                                                     surf_usm_h%frac(m,ind_wat_win)   *            &
460                                                     surf_usm_h%wghf_eb_window(m)
461                      ENDIF
462                   ENDDO
463                ENDDO
464             ENDIF
465
466          CASE ( 'e' )
467             IF ( ALLOCATED( e_av ) ) THEN
468                DO  i = nxlg, nxrg
469                   DO  j = nysg, nyng
470                      DO  k = nzb, nzt+1
471                         e_av(k,j,i) = e_av(k,j,i) + e(k,j,i)
472                      ENDDO
473                   ENDDO
474                ENDDO
475             ENDIF
476
477          CASE ( 'thetal' )
478             IF ( ALLOCATED( lpt_av ) ) THEN
479                DO  i = nxlg, nxrg
480                   DO  j = nysg, nyng
481                      DO  k = nzb, nzt+1
482                         lpt_av(k,j,i) = lpt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
483                      ENDDO
484                   ENDDO
485                ENDDO
486             ENDIF
487
488          CASE ( 'lwp*' )
489             IF ( ALLOCATED( lwp_av ) ) THEN
490                DO  i = nxlg, nxrg
491                   DO  j = nysg, nyng
492                      lwp_av(j,i) = lwp_av(j,i) + SUM( ql(nzb:nzt,j,i) * dzw(1:nzt+1) )            &
493                                                                       * rho_surface
494                   ENDDO
495                ENDDO
496             ENDIF
497
498          CASE ( 'ol*' )
499             IF ( ALLOCATED( ol_av ) ) THEN
500                DO  i = nxl, nxr
501                   DO  j = nys, nyn
502                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <= surf_def_h(0)%end_index(j,i)
503                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <= surf_lsm_h%end_index(j,i)
504                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <= surf_usm_h%end_index(j,i)
505
506                      IF ( match_def )  THEN
507                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
508                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_def_h(0)%ol(m)
509                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
510                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
511                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_lsm_h%ol(m)
512                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
513                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
514                         ol_av(j,i) = ol_av(j,i) + surf_usm_h%ol(m)
515                      ENDIF
516                   ENDDO
517                ENDDO
518             ENDIF
519
520          CASE ( 'p' )
521             IF ( ALLOCATED( p_av ) ) THEN
522                DO  i = nxlg, nxrg
523                   DO  j = nysg, nyng
524                      DO  k = nzb, nzt+1
525                         p_av(k,j,i) = p_av(k,j,i) + p(k,j,i)
526                      ENDDO
527                   ENDDO
528                ENDDO
529             ENDIF
530
531          CASE ( 'pc' )
532             IF ( ALLOCATED( pc_av ) ) THEN
533                DO  i = nxl, nxr
534                   DO  j = nys, nyn
535                      DO  k = nzb, nzt+1
536                         pc_av(k,j,i) = pc_av(k,j,i) + prt_count(k,j,i)
537                      ENDDO
538                   ENDDO
539                ENDDO
540             ENDIF
541
542          CASE ( 'pr' )
543             IF ( ALLOCATED( pr_av ) ) THEN
544                DO  i = nxl, nxr
545                   DO  j = nys, nyn
546                      DO  k = nzb, nzt+1
547                         number_of_particles = prt_count(k,j,i)
548                         IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
549                         particles => grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
550                         s_r2 = 0.0_wp
551                         s_r3 = 0.0_wp
552
553                         DO  n = 1, number_of_particles
554                            IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
555                               s_r2 = s_r2 + particles(n)%radius**2 * particles(n)%weight_factor
556                               s_r3 = s_r3 + particles(n)%radius**3 * particles(n)%weight_factor
557                            ENDIF
558                         ENDDO
559
560                         IF ( s_r2 > 0.0_wp )  THEN
561                            mean_r = s_r3 / s_r2
562                         ELSE
563                            mean_r = 0.0_wp
564                         ENDIF
565                         pr_av(k,j,i) = pr_av(k,j,i) + mean_r
566                      ENDDO
567                   ENDDO
568                ENDDO
569             ENDIF
570
571          CASE ( 'theta' )
572             IF ( ALLOCATED( pt_av ) ) THEN
573                IF ( .NOT. bulk_cloud_model ) THEN
574                DO  i = nxlg, nxrg
575                   DO  j = nysg, nyng
576                      DO  k = nzb, nzt+1
577                            pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i)
578                         ENDDO
579                      ENDDO
580                   ENDDO
581                ELSE
582                DO  i = nxlg, nxrg
583                   DO  j = nysg, nyng
584                      DO  k = nzb, nzt+1
585                            pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) + pt(k,j,i) + lv_d_cp * d_exner(k)         &
586                                                                              * ql(k,j,i)
587                         ENDDO
588                      ENDDO
589                   ENDDO
590                ENDIF
591             ENDIF
592
593          CASE ( 'q' )
594             IF ( ALLOCATED( q_av ) ) THEN
595                DO  i = nxlg, nxrg
596                   DO  j = nysg, nyng
597                      DO  k = nzb, nzt+1
598                         q_av(k,j,i) = q_av(k,j,i) + q(k,j,i)
599                      ENDDO
600                   ENDDO
601                ENDDO
602             ENDIF
603
604          CASE ( 'ql' )
605             IF ( ALLOCATED( ql_av ) ) THEN
606                DO  i = nxlg, nxrg
607                   DO  j = nysg, nyng
608                      DO  k = nzb, nzt+1
609                         ql_av(k,j,i) = ql_av(k,j,i) + ql(k,j,i)
610                      ENDDO
611                   ENDDO
612                ENDDO
613             ENDIF
614
615          CASE ( 'ql_c' )
616             IF ( ALLOCATED( ql_c_av ) ) THEN
617                DO  i = nxlg, nxrg
618                   DO  j = nysg, nyng
619                      DO  k = nzb, nzt+1
620                         ql_c_av(k,j,i) = ql_c_av(k,j,i) + ql_c(k,j,i)
621                      ENDDO
622                   ENDDO
623                ENDDO
624             ENDIF
625
626          CASE ( 'ql_v' )
627             IF ( ALLOCATED( ql_v_av ) ) THEN
628                DO  i = nxlg, nxrg
629                   DO  j = nysg, nyng
630                      DO  k = nzb, nzt+1
631                         ql_v_av(k,j,i) = ql_v_av(k,j,i) + ql_v(k,j,i)
632                      ENDDO
633                   ENDDO
634                ENDDO
635             ENDIF
636
637          CASE ( 'ql_vp' )
638             IF ( ALLOCATED( ql_vp_av ) ) THEN
639                DO  i = nxl, nxr
640                   DO  j = nys, nyn
641                      DO  k = nzb, nzt+1
642                         number_of_particles = prt_count(k,j,i)
643                         IF ( number_of_particles <= 0 )  CYCLE
644                         particles => grid_particles(k,j,i)%particles(1:number_of_particles)
645                         DO  n = 1, number_of_particles
646                            IF ( particles(n)%particle_mask )  THEN
647                               ql_vp_av(k,j,i) = ql_vp_av(k,j,i) +                                 &
648                                                 particles(n)%weight_factor / number_of_particles
649                            ENDIF
650                         ENDDO
651                      ENDDO
652                   ENDDO
653                ENDDO
654             ENDIF
655
656          CASE ( 'qsurf*' )
657             IF ( ALLOCATED( qsurf_av ) ) THEN
658                DO  i = nxl, nxr
659                   DO  j = nys, nyn
660                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <= surf_def_h(0)%end_index(j,i)
661                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <= surf_lsm_h%end_index(j,i)
662                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <= surf_usm_h%end_index(j,i)
663
664                      IF ( match_def )  THEN
665                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
666                         qsurf_av(j,i) = qsurf_av(j,i) + surf_def_h(0)%q_surface(m)
667                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
668                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
669                         qsurf_av(j,i) = qsurf_av(j,i) + surf_lsm_h%q_surface(m)
670                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
671                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
672                         qsurf_av(j,i) = qsurf_av(j,i) + surf_usm_h%q_surface(m)
673                      ENDIF
674                   ENDDO
675                ENDDO
676             ENDIF
677
678          CASE ( 'qsws*' )
679!
680!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
681!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into dynamic units.
682!--          Question (maronga): are the .NOT. statements really required?
683             IF ( ALLOCATED( qsws_av ) ) THEN
684                DO  i = nxl, nxr
685                   DO  j = nys, nyn
686                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <= surf_def_h(0)%end_index(j,i)
687                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <= surf_lsm_h%end_index(j,i)
688                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <= surf_usm_h%end_index(j,i)
689
690                      IF ( match_def )  THEN
691                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
692                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_def_h(0)%qsws(m) *                     &
693                                        waterflux_output_conversion(nzb)
694                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
695                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
696                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_lsm_h%qsws(m) * l_v
697                      ELSEIF ( match_usm  .AND.  .NOT. match_lsm )  THEN
698                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
699                         qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) + surf_usm_h%qsws(m) * l_v
700                      ENDIF
701                   ENDDO
702                ENDDO
703             ENDIF
704
705          CASE ( 'qv' )
706             IF ( ALLOCATED( qv_av ) ) THEN
707                DO  i = nxlg, nxrg
708                   DO  j = nysg, nyng
709                      DO  k = nzb, nzt+1
710                         qv_av(k,j,i) = qv_av(k,j,i) + q(k,j,i) - ql(k,j,i)
711                      ENDDO
712                   ENDDO
713                ENDDO
714             ENDIF
715
716          CASE ( 'r_a*' )
717             IF ( ALLOCATED( r_a_av ) ) THEN
718                DO  i = nxl, nxr
719                   DO  j = nys, nyn
720                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <= surf_lsm_h%end_index(j,i)
721                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <= surf_usm_h%end_index(j,i)
722
723                      IF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
724                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
725                         r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) + surf_lsm_h%r_a(m)
726                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
727                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
728                         r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) + surf_usm_h%frac(m,ind_veg_wall)  *            &
729                                                     surf_usm_h%r_a(m)       +                     &
730                                                     surf_usm_h%frac(m,ind_pav_green) *            &
731                                                     surf_usm_h%r_a_green(m) +                     &
732                                                     surf_usm_h%frac(m,ind_wat_win)   *            &
733                                                     surf_usm_h%r_a_window(m)
734                      ENDIF
735                   ENDDO
736                ENDDO
737             ENDIF
738
739          CASE ( 's' )
740             IF ( ALLOCATED( s_av ) ) THEN
741                DO  i = nxlg, nxrg
742                   DO  j = nysg, nyng
743                      DO  k = nzb, nzt+1
744                         s_av(k,j,i) = s_av(k,j,i) + s(k,j,i)
745                      ENDDO
746                   ENDDO
747                ENDDO
748             ENDIF
749
750          CASE ( 'shf*' )
751!
752!--          In case of default surfaces, clean-up flux by density.
753!--          In case of land- and urban-surfaces, convert fluxes into dynamic units.
754             IF ( ALLOCATED( shf_av ) ) THEN
755                DO  i = nxl, nxr
756                   DO  j = nys, nyn
757                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <= surf_def_h(0)%end_index(j,i)
758                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <= surf_lsm_h%end_index(j,i)
759                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <= surf_usm_h%end_index(j,i)
760
761                      IF ( match_def )  THEN
762                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
763                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_def_h(0)%shf(m)  *                       &
764                                       heatflux_output_conversion(nzb)
765                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
766                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
767                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_lsm_h%shf(m) * c_p
768                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
769                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
770                         shf_av(j,i) = shf_av(j,i) + surf_usm_h%shf(m) * c_p
771                      ENDIF
772                   ENDDO
773                ENDDO
774             ENDIF
775
776          CASE ( 'ssurf*' )
777             IF ( ALLOCATED( ssurf_av ) ) THEN
778                DO  i = nxl, nxr
779                   DO  j = nys, nyn
780                      k = topo_top_ind(j,i,0)
781                      ssurf_av(j,i) = ssurf_av(j,i) + s(k,j,i)
782                   ENDDO
783                ENDDO
784             ENDIF
785
786          CASE ( 'ssws*' )
787             IF ( ALLOCATED( ssws_av ) ) THEN
788                DO  i = nxl, nxr
789                   DO  j = nys, nyn
790                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <= surf_def_h(0)%end_index(j,i)
791                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <= surf_lsm_h%end_index(j,i)
792                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <= surf_usm_h%end_index(j,i)
793
794                      IF ( match_def )  THEN
795                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
796                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_def_h(0)%ssws(m)
797                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
798                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
799                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_lsm_h%ssws(m)
800                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
801                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
802                         ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) + surf_usm_h%ssws(m)
803                      ENDIF
804                   ENDDO
805                ENDDO
806             ENDIF
807
808          CASE ( 't*' )
809             IF ( ALLOCATED( ts_av ) ) THEN
810                DO  i = nxl, nxr
811                   DO  j = nys, nyn
812                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <= surf_def_h(0)%end_index(j,i)
813                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <= surf_lsm_h%end_index(j,i)
814                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <= surf_usm_h%end_index(j,i)
815
816                      IF ( match_def )  THEN
817                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
818                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_def_h(0)%ts(m)
819                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
820                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
821                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_lsm_h%ts(m)
822                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
823                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
824                         ts_av(j,i) = ts_av(j,i) + surf_usm_h%ts(m)
825                      ENDIF
826                   ENDDO
827                ENDDO
828             ENDIF
829
830          CASE ( 'tsurf*' )
831             IF ( ALLOCATED( tsurf_av ) ) THEN
832                DO  i = nxl, nxr
833                   DO  j = nys, nyn
834                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <= surf_def_h(0)%end_index(j,i)
835                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <= surf_lsm_h%end_index(j,i)
836                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <= surf_usm_h%end_index(j,i)
837
838                      IF ( match_def )  THEN
839                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
840                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) + surf_def_h(0)%pt_surface(m)
841                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
842                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
843                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) + surf_lsm_h%pt_surface(m)
844                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
845                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
846                         tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) + surf_usm_h%pt_surface(m)
847                      ENDIF
848                   ENDDO
849                ENDDO
850             ENDIF
851
852          CASE ( 'u' )
853             IF ( ALLOCATED( u_av ) ) THEN
854                DO  i = nxlg, nxrg
855                   DO  j = nysg, nyng
856                      DO  k = nzb, nzt+1
857                         u_av(k,j,i) = u_av(k,j,i) + u(k,j,i)
858                      ENDDO
859                   ENDDO
860                ENDDO
861             ENDIF
862
863          CASE ( 'us*' )
864             IF ( ALLOCATED( us_av ) ) THEN
865                DO  i = nxl, nxr
866                   DO  j = nys, nyn
867                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <= surf_def_h(0)%end_index(j,i)
868                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <= surf_lsm_h%end_index(j,i)
869                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <= surf_usm_h%end_index(j,i)
870
871                      IF ( match_def )  THEN
872                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
873                         us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_def_h(0)%us(m)
874                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
875                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
876                         us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_lsm_h%us(m)
877                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
878                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
879                         us_av(j,i) = us_av(j,i) + surf_usm_h%us(m)
880                      ENDIF
881                   ENDDO
882                ENDDO
883             ENDIF
884
885          CASE ( 'v' )
886             IF ( ALLOCATED( v_av ) ) THEN
887                DO  i = nxlg, nxrg
888                   DO  j = nysg, nyng
889                      DO  k = nzb, nzt+1
890                         v_av(k,j,i) = v_av(k,j,i) + v(k,j,i)
891                      ENDDO
892                   ENDDO
893                ENDDO
894             ENDIF
895
896          CASE ( 'thetav' )
897             IF ( ALLOCATED( vpt_av ) ) THEN
898                DO  i = nxlg, nxrg
899                   DO  j = nysg, nyng
900                      DO  k = nzb, nzt+1
901                         vpt_av(k,j,i) = vpt_av(k,j,i) + vpt(k,j,i)
902                      ENDDO
903                   ENDDO
904                ENDDO
905             ENDIF
906
907          CASE ( 'w' )
908             IF ( ALLOCATED( w_av ) ) THEN
909                DO  i = nxlg, nxrg
910                   DO  j = nysg, nyng
911                      DO  k = nzb, nzt+1
912                         w_av(k,j,i) = w_av(k,j,i) + w(k,j,i)
913                      ENDDO
914                   ENDDO
915                ENDDO
916             ENDIF
917
918          CASE ( 'z0*' )
919             IF ( ALLOCATED( z0_av ) ) THEN
920                DO  i = nxl, nxr
921                   DO  j = nys, nyn
922                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <= surf_def_h(0)%end_index(j,i)
923                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <= surf_lsm_h%end_index(j,i)
924                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <= surf_usm_h%end_index(j,i)
925
926                      IF ( match_def )  THEN
927                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
928                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0(m)
929                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
930                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
931                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_lsm_h%z0(m)
932                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
933                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
934                         z0_av(j,i) = z0_av(j,i) + surf_usm_h%z0(m)
935                      ENDIF
936                   ENDDO
937                ENDDO
938             ENDIF
939
940          CASE ( 'z0h*' )
941             IF ( ALLOCATED( z0h_av ) ) THEN
942                DO  i = nxl, nxr
943                   DO  j = nys, nyn
944                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <= surf_def_h(0)%end_index(j,i)
945                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <= surf_lsm_h%end_index(j,i)
946                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <= surf_usm_h%end_index(j,i)
947
948                      IF ( match_def )  THEN
949                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
950                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0h(m)
951                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
952                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
953                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_lsm_h%z0h(m)
954                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
955                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
956                         z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) + surf_usm_h%z0h(m)
957                      ENDIF
958                   ENDDO
959                ENDDO
960             ENDIF
961
962          CASE ( 'z0q*' )
963             IF ( ALLOCATED( z0q_av ) ) THEN
964                DO  i = nxl, nxr
965                   DO  j = nys, nyn
966                      match_def = surf_def_h(0)%start_index(j,i) <= surf_def_h(0)%end_index(j,i)
967                      match_lsm = surf_lsm_h%start_index(j,i) <= surf_lsm_h%end_index(j,i)
968                      match_usm = surf_usm_h%start_index(j,i) <= surf_usm_h%end_index(j,i)
969
970                      IF ( match_def )  THEN
971                         m = surf_def_h(0)%end_index(j,i)
972                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_def_h(0)%z0q(m)
973                      ELSEIF ( match_lsm  .AND.  .NOT. match_usm )  THEN
974                         m = surf_lsm_h%end_index(j,i)
975                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_lsm_h%z0q(m)
976                      ELSEIF ( match_usm )  THEN
977                         m = surf_usm_h%end_index(j,i)
978                         z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) + surf_usm_h%z0q(m)
979                      ENDIF
980                   ENDDO
981                ENDDO
982             ENDIF
983
984          CASE DEFAULT
985
986!--          In case of urban surface variables it should be always checked if respective arrays are
987!--          allocated, at least in case of a restart run, as averaged usm arrays are not read from
988!--          file at the moment.
989             IF ( urban_surface )  THEN
990                CALL usm_3d_data_averaging( 'allocate', trimvar )
991             ENDIF
992
993!
994!--          Summing up data from all other modules
995             CALL module_interface_3d_data_averaging( 'sum', trimvar )
996
997
998       END SELECT
999
1000    ENDDO
1001
1002    CALL cpu_log( log_point(34), 'sum_up_3d_data', 'stop' )
1003
1004
1005 END SUBROUTINE sum_up_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.