source: palm/trunk/SOURCE/surface_coupler.f90 @ 2142

Last change on this file since 2142 was 2101, checked in by suehring, 8 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 22.6 KB
RevLine 
[1682]1!> @file surface_coupler.f90
[2000]2!------------------------------------------------------------------------------!
[1036]3! This file is part of PALM.
4!
[2000]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.
[1036]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!
[2101]17! Copyright 1997-2017 Leibniz Universitaet Hannover
[2000]18!------------------------------------------------------------------------------!
[1036]19!
[258]20! Current revisions:
[1092]21! ------------------
[1321]22!
[2032]23!
[1321]24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: surface_coupler.f90 2101 2017-01-05 16:42:31Z gronemeier $
27!
[2032]28! 2031 2016-10-21 15:11:58Z knoop
29! renamed variable rho to rho_ocean
30!
[2001]31! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
32! Forced header and separation lines into 80 columns
33!
[1683]34! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
35! Code annotations made doxygen readable
36!
[1428]37! 1427 2014-07-07 14:04:59Z maronga
38! Bugfix: value of l_v corrected.
39!
[1419]40! 1418 2014-06-06 13:05:08Z fricke
41! Bugfix: For caluclation of the salinity flux at the sea surface,
42!          the given value for salinity must be in percent and not in psu
43!
[1354]44! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
45! REAL constants provided with KIND-attribute
46!
[1325]47! 1324 2014-03-21 09:13:16Z suehring
48! Bugfix: ONLY statement for module pegrid removed
49!
[1323]50! 1322 2014-03-20 16:38:49Z raasch
51! REAL constants defined as wp-kind
52!
[1321]53! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
[1320]54! ONLY-attribute added to USE-statements,
55! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
56! kinds are defined in new module kinds,
57! old module precision_kind is removed,
58! revision history before 2012 removed,
59! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
60! all variable declaration statements
[102]61!
[1319]62! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
63! module interfaces removed
64!
[1093]65! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
66! unused variables removed
67!
[1037]68! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
69! code put under GPL (PALM 3.9)
70!
[881]71! 880 2012-04-13 06:28:59Z raasch
72! Bugfix: preprocessor statements for parallel execution added
73!
[110]74! 109 2007-08-28 15:26:47Z letzel
[102]75! Initial revision
76!
77! Description:
78! ------------
[1682]79!> Data exchange at the interface between coupled models
[102]80!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]81 SUBROUTINE surface_coupler
82 
[102]83
[1320]84    USE arrays_3d,                                                             &
[2031]85        ONLY:  pt, shf, qsws, qswst_remote, rho_ocean, sa, saswst, total_2d_a,       &
[1320]86               total_2d_o, tswst, u, usws, uswst, v, vsws, vswst
87
[1427]88    USE cloud_parameters,                                                      &
89        ONLY:  cp, l_v
90
[1320]91    USE control_parameters,                                                    &
92        ONLY:  coupling_mode, coupling_mode_remote, coupling_topology,         &
93               humidity, humidity_remote, message_string, terminate_coupled,   &
94               terminate_coupled_remote, time_since_reference_point
95
96    USE cpulog,                                                                &
97        ONLY:  cpu_log, log_point
98
99    USE indices,                                                               &
100        ONLY:  nbgp, nx, nxl, nxlg, nxr, nxrg, nx_a, nx_o, ny, nyn, nyng, nys, &
101               nysg, ny_a, ny_o, nzt
102
103    USE kinds
104
[102]105    USE pegrid
106
107    IMPLICIT NONE
108
[1682]109    REAL(wp)    ::  time_since_reference_point_rem        !<
110    REAL(wp)    ::  total_2d(-nbgp:ny+nbgp,-nbgp:nx+nbgp) !<
[102]111
[1682]112    REAL(wp)    ::  cpw = 4218.0_wp !< heat capacity of water at constant pressure
[1427]113
[206]114#if defined( __parallel )
[102]115
[667]116    CALL cpu_log( log_point(39), 'surface_coupler', 'start' )
[102]117
[667]118
119
[102]120!
[108]121!-- In case of model termination initiated by the remote model
122!-- (terminate_coupled_remote > 0), initiate termination of the local model.
123!-- The rest of the coupler must then be skipped because it would cause an MPI
124!-- intercomminucation hang.
125!-- If necessary, the coupler will be called at the beginning of the next
126!-- restart run.
[667]127
128    IF ( coupling_topology == 0 ) THEN
[709]129       CALL MPI_SENDRECV( terminate_coupled,        1, MPI_INTEGER, target_id, &
130                          0,                                                   &
131                          terminate_coupled_remote, 1, MPI_INTEGER, target_id, &
[667]132                          0, comm_inter, status, ierr )
133    ELSE
134       IF ( myid == 0) THEN
135          CALL MPI_SENDRECV( terminate_coupled,        1, MPI_INTEGER, &
136                             target_id, 0,                             &
137                             terminate_coupled_remote, 1, MPI_INTEGER, & 
138                             target_id, 0,                             &
139                             comm_inter, status, ierr )
140       ENDIF
[709]141       CALL MPI_BCAST( terminate_coupled_remote, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, &
142                       ierr )
[667]143
144       ALLOCATE( total_2d_a(-nbgp:ny_a+nbgp,-nbgp:nx_a+nbgp),       &
145                 total_2d_o(-nbgp:ny_o+nbgp,-nbgp:nx_o+nbgp) )
146
147    ENDIF
148
[108]149    IF ( terminate_coupled_remote > 0 )  THEN
[274]150       WRITE( message_string, * ) 'remote model "',                         &
151                                  TRIM( coupling_mode_remote ),             &
152                                  '" terminated',                           &
153                                  '&with terminate_coupled_remote = ',      &
154                                  terminate_coupled_remote,                 &
155                                  '&local model  "', TRIM( coupling_mode ), &
156                                  '" has',                                  &
157                                  '&terminate_coupled = ',                  &
[667]158                                   terminate_coupled
[258]159       CALL message( 'surface_coupler', 'PA0310', 1, 2, 0, 6, 0 )
[108]160       RETURN
161    ENDIF
[667]162 
[291]163
[108]164!
165!-- Exchange the current simulated time between the models,
[667]166!-- currently just for total_2ding
[709]167    IF ( coupling_topology == 0 ) THEN
168   
169       CALL MPI_SEND( time_since_reference_point, 1, MPI_REAL, target_id, 11, &
170                      comm_inter, ierr )
171       CALL MPI_RECV( time_since_reference_point_rem, 1, MPI_REAL, target_id, &
172                      11, comm_inter, status, ierr )
[667]173    ELSE
[709]174
[667]175       IF ( myid == 0 ) THEN
[709]176
177          CALL MPI_SEND( time_since_reference_point, 1, MPI_REAL, target_id, &
178                         11, comm_inter, ierr )
179          CALL MPI_RECV( time_since_reference_point_rem, 1, MPI_REAL,        &
[667]180                         target_id, 11, comm_inter, status, ierr )
[709]181
[667]182       ENDIF
[709]183
184       CALL MPI_BCAST( time_since_reference_point_rem, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, &
185                       ierr )
186
[667]187    ENDIF
[102]188
189!
190!-- Exchange the interface data
191    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
[667]192   
193!
[709]194!--    Horizontal grid size and number of processors is equal in ocean and
195!--    atmosphere
196       IF ( coupling_topology == 0 )  THEN
[102]197
198!
[709]199!--       Send heat flux at bottom surface to the ocean
200          CALL MPI_SEND( shf(nysg,nxlg), ngp_xy, MPI_REAL, target_id, 12, &
201                         comm_inter, ierr )
[102]202!
[709]203!--       Send humidity flux at bottom surface to the ocean
[667]204          IF ( humidity )  THEN
[709]205             CALL MPI_SEND( qsws(nysg,nxlg), ngp_xy, MPI_REAL, target_id, 13, &
206                            comm_inter, ierr )
[667]207          ENDIF
208!
[709]209!--       Receive temperature at the bottom surface from the ocean
210          CALL MPI_RECV( pt(0,nysg,nxlg), 1, type_xy, target_id, 14, &
211                         comm_inter, status, ierr )
[108]212!
[709]213!--       Send the momentum flux (u) at bottom surface to the ocean
214          CALL MPI_SEND( usws(nysg,nxlg), ngp_xy, MPI_REAL, target_id, 15, &
215                         comm_inter, ierr )
[102]216!
[709]217!--       Send the momentum flux (v) at bottom surface to the ocean
218          CALL MPI_SEND( vsws(nysg,nxlg), ngp_xy, MPI_REAL, target_id, 16, &
219                         comm_inter, ierr )
[102]220!
[709]221!--       Receive u at the bottom surface from the ocean
222          CALL MPI_RECV( u(0,nysg,nxlg), 1, type_xy, target_id, 17, &
223                         comm_inter, status, ierr )
[667]224!
[709]225!--       Receive v at the bottom surface from the ocean
226          CALL MPI_RECV( v(0,nysg,nxlg), 1, type_xy, target_id, 18, &
227                         comm_inter, status, ierr )
[667]228!
229!--    Horizontal grid size or number of processors differs between
230!--    ocean and atmosphere
231       ELSE
232     
233!
[709]234!--       Send heat flux at bottom surface to the ocean
[1353]235          total_2d_a = 0.0_wp
236          total_2d   = 0.0_wp
[667]237          total_2d(nys:nyn,nxl:nxr) = shf(nys:nyn,nxl:nxr)
[709]238
239          CALL MPI_REDUCE( total_2d, total_2d_a, ngp_a, MPI_REAL, MPI_SUM, 0, &
240                           comm2d, ierr )
241          CALL interpolate_to_ocean( 12 )   
[667]242!
[709]243!--       Send humidity flux at bottom surface to the ocean
244          IF ( humidity )  THEN
[1353]245             total_2d_a = 0.0_wp
246             total_2d   = 0.0_wp
[667]247             total_2d(nys:nyn,nxl:nxr) = qsws(nys:nyn,nxl:nxr)
[709]248
249             CALL MPI_REDUCE( total_2d, total_2d_a, ngp_a, MPI_REAL, MPI_SUM, &
250                              0, comm2d, ierr )
251             CALL interpolate_to_ocean( 13 )
[667]252          ENDIF
253!
[709]254!--       Receive temperature at the bottom surface from the ocean
255          IF ( myid == 0 )  THEN
[667]256             CALL MPI_RECV( total_2d_a(-nbgp,-nbgp), ngp_a, MPI_REAL, &
257                            target_id, 14, comm_inter, status, ierr )   
258          ENDIF
259          CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
[709]260          CALL MPI_BCAST( total_2d_a(-nbgp,-nbgp), ngp_a, MPI_REAL, 0, comm2d, &
261                          ierr )
[667]262          pt(0,nysg:nyng,nxlg:nxrg) = total_2d_a(nysg:nyng,nxlg:nxrg)
263!
[709]264!--       Send momentum flux (u) at bottom surface to the ocean
[1353]265          total_2d_a = 0.0_wp 
266          total_2d   = 0.0_wp
[667]267          total_2d(nys:nyn,nxl:nxr) = usws(nys:nyn,nxl:nxr)
[709]268          CALL MPI_REDUCE( total_2d, total_2d_a, ngp_a, MPI_REAL, MPI_SUM, 0, &
269                           comm2d, ierr )
270          CALL interpolate_to_ocean( 15 )
[667]271!
[709]272!--       Send momentum flux (v) at bottom surface to the ocean
[1353]273          total_2d_a = 0.0_wp
274          total_2d   = 0.0_wp
[667]275          total_2d(nys:nyn,nxl:nxr) = vsws(nys:nyn,nxl:nxr)
[709]276          CALL MPI_REDUCE( total_2d, total_2d_a, ngp_a, MPI_REAL, MPI_SUM, 0, &
277                           comm2d, ierr )
278          CALL interpolate_to_ocean( 16 )
[667]279!
[709]280!--       Receive u at the bottom surface from the ocean
281          IF ( myid == 0 )  THEN
[667]282             CALL MPI_RECV( total_2d_a(-nbgp,-nbgp), ngp_a, MPI_REAL, &
[709]283                            target_id, 17, comm_inter, status, ierr )
[667]284          ENDIF
285          CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
[709]286          CALL MPI_BCAST( total_2d_a(-nbgp,-nbgp), ngp_a, MPI_REAL, 0, comm2d, &
287                          ierr )
[667]288          u(0,nysg:nyng,nxlg:nxrg) = total_2d_a(nysg:nyng,nxlg:nxrg)
289!
[709]290!--       Receive v at the bottom surface from the ocean
291          IF ( myid == 0 )  THEN
[667]292             CALL MPI_RECV( total_2d_a(-nbgp,-nbgp), ngp_a, MPI_REAL, &
[709]293                            target_id, 18, comm_inter, status, ierr )
[667]294          ENDIF
295          CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
[709]296          CALL MPI_BCAST( total_2d_a(-nbgp,-nbgp), ngp_a, MPI_REAL, 0, comm2d, &
297                          ierr )
[667]298          v(0,nysg:nyng,nxlg:nxrg) = total_2d_a(nysg:nyng,nxlg:nxrg)
299
300       ENDIF
301
[102]302    ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
303
304!
[667]305!--    Horizontal grid size and number of processors is equal
306!--    in ocean and atmosphere
307       IF ( coupling_topology == 0 ) THEN
308!
[709]309!--       Receive heat flux at the sea surface (top) from the atmosphere
310          CALL MPI_RECV( tswst(nysg,nxlg), ngp_xy, MPI_REAL, target_id, 12, &
311                         comm_inter, status, ierr )
[102]312!
[709]313!--       Receive humidity flux from the atmosphere (bottom)
[667]314!--       and add it to the heat flux at the sea surface (top)...
315          IF ( humidity_remote )  THEN
316             CALL MPI_RECV( qswst_remote(nysg,nxlg), ngp_xy, MPI_REAL, &
317                            target_id, 13, comm_inter, status, ierr )
318          ENDIF
319!
320!--       Send sea surface temperature to the atmosphere model
[709]321          CALL MPI_SEND( pt(nzt,nysg,nxlg), 1, type_xy, target_id, 14, &
322                         comm_inter, ierr )
[667]323!
324!--       Receive momentum flux (u) at the sea surface (top) from the atmosphere
[709]325          CALL MPI_RECV( uswst(nysg,nxlg), ngp_xy, MPI_REAL, target_id, 15, &
326                         comm_inter, status, ierr )
[667]327!
328!--       Receive momentum flux (v) at the sea surface (top) from the atmosphere
[709]329          CALL MPI_RECV( vswst(nysg,nxlg), ngp_xy, MPI_REAL, target_id, 16, &
330                         comm_inter, status, ierr )
[667]331!
[709]332!--       Send u to the atmosphere
333          CALL MPI_SEND( u(nzt,nysg,nxlg), 1, type_xy, target_id, 17, &
334                         comm_inter, ierr )
[667]335!
[709]336!--       Send v to the atmosphere
337          CALL MPI_SEND( v(nzt,nysg,nxlg), 1, type_xy, target_id, 18, &
338                         comm_inter, ierr )
339!
[667]340!--    Horizontal gridsize or number of processors differs between
341!--    ocean and atmosphere
342       ELSE
343!
[709]344!--       Receive heat flux at the sea surface (top) from the atmosphere
345          IF ( myid == 0 )  THEN
[667]346             CALL MPI_RECV( total_2d_o(-nbgp,-nbgp), ngp_o, MPI_REAL, &
[709]347                            target_id, 12, comm_inter, status, ierr )
[667]348          ENDIF
349          CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
[709]350          CALL MPI_BCAST( total_2d_o(-nbgp,-nbgp), ngp_o, MPI_REAL, 0, comm2d, &
351                          ierr )
[667]352          tswst(nysg:nyng,nxlg:nxrg) = total_2d_o(nysg:nyng,nxlg:nxrg)
353!
[709]354!--       Receive humidity flux at the sea surface (top) from the atmosphere
355          IF ( humidity_remote )  THEN
356             IF ( myid == 0 )  THEN
[667]357                CALL MPI_RECV( total_2d_o(-nbgp,-nbgp), ngp_o, MPI_REAL, &
[709]358                               target_id, 13, comm_inter, status, ierr )
[667]359             ENDIF
360             CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
[709]361             CALL MPI_BCAST( total_2d_o(-nbgp,-nbgp), ngp_o, MPI_REAL, 0, &
362                             comm2d, ierr)
[667]363             qswst_remote(nysg:nyng,nxlg:nxrg) = total_2d_o(nysg:nyng,nxlg:nxrg)
364          ENDIF
365!
366!--       Send surface temperature to atmosphere
[1353]367          total_2d_o = 0.0_wp
368          total_2d   = 0.0_wp
[667]369          total_2d(nys:nyn,nxl:nxr) = pt(nzt,nys:nyn,nxl:nxr)
370
[709]371          CALL MPI_REDUCE( total_2d, total_2d_o, ngp_o, MPI_REAL, MPI_SUM, 0, &
372                           comm2d, ierr) 
373          CALL interpolate_to_atmos( 14 )
[667]374!
[709]375!--       Receive momentum flux (u) at the sea surface (top) from the atmosphere
376          IF ( myid == 0 )  THEN
[667]377             CALL MPI_RECV( total_2d_o(-nbgp,-nbgp), ngp_o, MPI_REAL, &
[709]378                            target_id, 15, comm_inter, status, ierr )
[667]379          ENDIF
380          CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
381          CALL MPI_BCAST( total_2d_o(-nbgp,-nbgp), ngp_o, MPI_REAL, &
[709]382                          0, comm2d, ierr )
[667]383          uswst(nysg:nyng,nxlg:nxrg) = total_2d_o(nysg:nyng,nxlg:nxrg)
384!
[709]385!--       Receive momentum flux (v) at the sea surface (top) from the atmosphere
386          IF ( myid == 0 )  THEN
[667]387             CALL MPI_RECV( total_2d_o(-nbgp,-nbgp), ngp_o, MPI_REAL, &
[709]388                            target_id, 16, comm_inter, status, ierr )
[667]389          ENDIF
390          CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
[709]391          CALL MPI_BCAST( total_2d_o(-nbgp,-nbgp), ngp_o, MPI_REAL, 0, comm2d, &
392                          ierr )
[667]393          vswst(nysg:nyng,nxlg:nxrg) = total_2d_o(nysg:nyng,nxlg:nxrg)
394!
395!--       Send u to atmosphere
[1353]396          total_2d_o = 0.0_wp 
397          total_2d   = 0.0_wp
[667]398          total_2d(nys:nyn,nxl:nxr) = u(nzt,nys:nyn,nxl:nxr)
[709]399          CALL MPI_REDUCE( total_2d, total_2d_o, ngp_o, MPI_REAL, MPI_SUM, 0, &
400                           comm2d, ierr )
401          CALL interpolate_to_atmos( 17 )
[667]402!
403!--       Send v to atmosphere
[1353]404          total_2d_o = 0.0_wp
405          total_2d   = 0.0_wp
[667]406          total_2d(nys:nyn,nxl:nxr) = v(nzt,nys:nyn,nxl:nxr)
[709]407          CALL MPI_REDUCE( total_2d, total_2d_o, ngp_o, MPI_REAL, MPI_SUM, 0, &
408                           comm2d, ierr )
409          CALL interpolate_to_atmos( 18 )
[667]410       
411       ENDIF
412
413!
414!--    Conversions of fluxes received from atmosphere
415       IF ( humidity_remote )  THEN
[108]416!
[709]417!--       Here tswst is still the sum of atmospheric bottom heat fluxes,
418!--       * latent heat of vaporization in m2/s2, or 540 cal/g, or 40.65 kJ/mol
419!--       /(rho_atm(=1.0)*c_p)
[1427]420          tswst = tswst + qswst_remote * l_v / cp
[709]421!
[667]422!--        ...and convert it to a salinity flux at the sea surface (top)
[108]423!--       following Steinhorn (1991), JPO 21, pp. 1681-1683:
424!--       S'w' = -S * evaporation / ( rho_water * ( 1 - S ) )
[1427]425          saswst = -1.0_wp * sa(nzt,:,:) * 0.001_wp * qswst_remote /  &
[2031]426                    ( rho_ocean(nzt,:,:) * ( 1.0_wp - sa(nzt,:,:) * 0.001_wp ) )
[108]427       ENDIF
428
429!
[102]430!--    Adjust the kinematic heat flux with respect to ocean density
431!--    (constants are the specific heat capacities for air and water)
[667]432!--    now tswst is the ocean top heat flux
[2031]433       tswst = tswst / rho_ocean(nzt,:,:) * cp / cpw
[102]434
435!
[667]436!--    Adjust the momentum fluxes with respect to ocean density
[2031]437       uswst = uswst / rho_ocean(nzt,:,:)
438       vswst = vswst / rho_ocean(nzt,:,:)
[102]439
[667]440    ENDIF
441
[709]442    IF ( coupling_topology == 1 )  THEN
[667]443       DEALLOCATE( total_2d_o, total_2d_a )
444    ENDIF
445
446    CALL cpu_log( log_point(39), 'surface_coupler', 'stop' )
447
448#endif
449
450  END SUBROUTINE surface_coupler
451
452
453
[1682]454!------------------------------------------------------------------------------!
455! Description:
456! ------------
457!> @todo Missing subroutine description.
458!------------------------------------------------------------------------------!
[709]459  SUBROUTINE interpolate_to_atmos( tag )
[667]460
[880]461#if defined( __parallel )
462
[1320]463    USE arrays_3d,                                                             &
464        ONLY:  total_2d_a, total_2d_o
[667]465
[1320]466    USE indices,                                                               &
467        ONLY:  nbgp, nx, nx_a, nx_o, ny, ny_a, ny_o
468
469    USE kinds
470
[1324]471    USE pegrid
[1320]472
[667]473    IMPLICIT NONE
474
[1682]475    INTEGER(iwp) ::  dnx  !<
476    INTEGER(iwp) ::  dnx2 !<
477    INTEGER(iwp) ::  dny  !<
478    INTEGER(iwp) ::  dny2 !<
479    INTEGER(iwp) ::  i    !<
480    INTEGER(iwp) ::  ii   !<
481    INTEGER(iwp) ::  j    !<
482    INTEGER(iwp) ::  jj   !<
[667]483
[1682]484    INTEGER(iwp), intent(in) ::  tag !<
[1320]485
[667]486    CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
487
[709]488    IF ( myid == 0 )  THEN
489!
490!--    Cyclic boundary conditions for the total 2D-grid
[667]491       total_2d_o(-nbgp:-1,:) = total_2d_o(ny+1-nbgp:ny,:)
492       total_2d_o(:,-nbgp:-1) = total_2d_o(:,nx+1-nbgp:nx)
493
494       total_2d_o(ny+1:ny+nbgp,:) = total_2d_o(0:nbgp-1,:)
495       total_2d_o(:,nx+1:nx+nbgp) = total_2d_o(:,0:nbgp-1)
496
[102]497!
[667]498!--    Number of gridpoints of the fine grid within one mesh of the coarse grid
499       dnx = (nx_o+1) / (nx_a+1) 
500       dny = (ny_o+1) / (ny_a+1) 
[102]501
502!
[709]503!--    Distance for interpolation around coarse grid points within the fine
504!--    grid (note: 2*dnx2 must not be equal with dnx)
[667]505       dnx2 = 2 * ( dnx / 2 )
506       dny2 = 2 * ( dny / 2 )
[102]507
[1353]508       total_2d_a = 0.0_wp
[102]509!
[667]510!--    Interpolation from ocean-grid-layer to atmosphere-grid-layer
511       DO  j = 0, ny_a
512          DO  i = 0, nx_a 
513             DO  jj = 0, dny2
514                DO  ii = 0, dnx2
515                   total_2d_a(j,i) = total_2d_a(j,i) &
516                                     + total_2d_o(j*dny+jj,i*dnx+ii)
517                ENDDO
518             ENDDO
519             total_2d_a(j,i) = total_2d_a(j,i) / ( ( dnx2 + 1 ) * ( dny2 + 1 ) )
520          ENDDO
521       ENDDO
522!
[709]523!--    Cyclic boundary conditions for atmosphere grid
[667]524       total_2d_a(-nbgp:-1,:) = total_2d_a(ny_a+1-nbgp:ny_a,:)
525       total_2d_a(:,-nbgp:-1) = total_2d_a(:,nx_a+1-nbgp:nx_a)
526       
527       total_2d_a(ny_a+1:ny_a+nbgp,:) = total_2d_a(0:nbgp-1,:)
528       total_2d_a(:,nx_a+1:nx_a+nbgp) = total_2d_a(:,0:nbgp-1)
529!
530!--    Transfer of the atmosphere-grid-layer to the atmosphere
[709]531       CALL MPI_SEND( total_2d_a(-nbgp,-nbgp), ngp_a, MPI_REAL, target_id, &
532                      tag, comm_inter, ierr )
[102]533
534    ENDIF
535
[667]536    CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
[102]537
[880]538#endif
539
[667]540  END SUBROUTINE interpolate_to_atmos
[102]541
[667]542
[1682]543!------------------------------------------------------------------------------!
544! Description:
545! ------------
546!> @todo Missing subroutine description.
547!------------------------------------------------------------------------------!
[709]548  SUBROUTINE interpolate_to_ocean( tag )
[667]549
[880]550#if defined( __parallel )
551
[1320]552    USE arrays_3d,                                                             &
553        ONLY:  total_2d_a, total_2d_o
[667]554
[1320]555    USE indices,                                                               &
556        ONLY:  nbgp, nx, nx_a, nx_o, ny, ny_a, ny_o
557
558    USE kinds
559
[1324]560    USE pegrid
[1320]561
[667]562    IMPLICIT NONE
563
[1682]564    INTEGER(iwp)             ::  dnx !<
565    INTEGER(iwp)             ::  dny !<
566    INTEGER(iwp)             ::  i   !<
567    INTEGER(iwp)             ::  ii  !<
568    INTEGER(iwp)             ::  j   !<
569    INTEGER(iwp)             ::  jj  !<
570    INTEGER(iwp), intent(in) ::  tag !<
[667]571
[1682]572    REAL(wp)                 ::  fl  !<
573    REAL(wp)                 ::  fr  !<
574    REAL(wp)                 ::  myl !<
575    REAL(wp)                 ::  myr !<
[709]576
[667]577    CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
578
[709]579    IF ( myid == 0 )  THEN   
[667]580
581!
[709]582!--    Number of gridpoints of the fine grid within one mesh of the coarse grid
[667]583       dnx = ( nx_o + 1 ) / ( nx_a + 1 ) 
584       dny = ( ny_o + 1 ) / ( ny_a + 1 ) 
585
586!
[709]587!--    Cyclic boundary conditions for atmosphere grid
[667]588       total_2d_a(-nbgp:-1,:) = total_2d_a(ny+1-nbgp:ny,:)
589       total_2d_a(:,-nbgp:-1) = total_2d_a(:,nx+1-nbgp:nx)
590       
591       total_2d_a(ny+1:ny+nbgp,:) = total_2d_a(0:nbgp-1,:)
592       total_2d_a(:,nx+1:nx+nbgp) = total_2d_a(:,0:nbgp-1)
593!
[709]594!--    Bilinear Interpolation from atmosphere grid-layer to ocean grid-layer
[667]595       DO  j = 0, ny
596          DO  i = 0, nx
597             myl = ( total_2d_a(j+1,i)   - total_2d_a(j,i)   ) / dny
598             myr = ( total_2d_a(j+1,i+1) - total_2d_a(j,i+1) ) / dny
599             DO  jj = 0, dny-1
[709]600                fl = myl*jj + total_2d_a(j,i) 
601                fr = myr*jj + total_2d_a(j,i+1) 
[667]602                DO  ii = 0, dnx-1
603                   total_2d_o(j*dny+jj,i*dnx+ii) = ( fr - fl ) / dnx * ii + fl
604                ENDDO
605             ENDDO
606          ENDDO
607       ENDDO
608!
[709]609!--    Cyclic boundary conditions for ocean grid
[667]610       total_2d_o(-nbgp:-1,:) = total_2d_o(ny_o+1-nbgp:ny_o,:)
611       total_2d_o(:,-nbgp:-1) = total_2d_o(:,nx_o+1-nbgp:nx_o)
612
613       total_2d_o(ny_o+1:ny_o+nbgp,:) = total_2d_o(0:nbgp-1,:)
614       total_2d_o(:,nx_o+1:nx_o+nbgp) = total_2d_o(:,0:nbgp-1)
615
616       CALL MPI_SEND( total_2d_o(-nbgp,-nbgp), ngp_o, MPI_REAL, &
617                      target_id, tag, comm_inter, ierr )
618
619    ENDIF
620
621    CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr ) 
622
[880]623#endif
624
[667]625  END SUBROUTINE interpolate_to_ocean
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.