source: palm/trunk/SOURCE/time_integration.f90

Last change on this file was 4848, checked in by gronemeier, 3 years ago

bugfix: removed syn_turb_gen from restart files, replaced use_syn_turb_gen by syn_turb_gen

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 67.1 KB
RevLine 
[1682]1!> @file time_integration.f90
[2000]2!------------------------------------------------------------------------------!
[2696]3! This file is part of the PALM model system.
[1036]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!
[4828]17! Copyright 1997-2021 Leibniz Universitaet Hannover
[2000]18!------------------------------------------------------------------------------!
[1036]19!
[484]20! Current revisions:
[1092]21! ------------------
[4668]22!
23!
[1366]24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: time_integration.f90 4848 2021-01-21 15:51:51Z banzhafs $
[4848]27! replaced use_syn_turb_gen by syn_turb_gen
28!
29! 4828 2021-01-05 11:21:41Z Giersch
[4804]30! Remove leftover write statement from debugging
31!
32! 4802 2020-11-30 14:16:31Z suehring
[4802]33! Bugfix in time-control of indoor model at the very first time step
34!
35! 4732 2020-10-07 14:46:34Z schwenkel
[4732]36! Add use statements for OPENACC
37!
38! 4731 2020-10-07 13:25:11Z schwenkel
[4731]39! Move exchange_horiz from time_integration to modules
40!
41! 4671 2020-09-09 20:27:58Z pavelkrc
[4671]42! Implementation of downward facing USM and LSM surfaces
43!
44! 4669 2020-09-09 13:43:47Z pavelkrc
[4669]45! - Fix missing call of radiation after spinup
46! - Fix calculation of force_radiation_call
47! - Fix calculation of radiation times
48!
49! 4668 2020-09-09 13:00:16Z pavelkrc
[4668]50! Improve debug messages during timestepping
[4848]51!
[4668]52! 4581 2020-06-29 08:49:58Z suehring
[4581]53! Omit explicit pressure forcing via geostrophic wind components in case of
54! mesoscale nesting.
[4848]55!
[4581]56! 4578 2020-06-25 15:43:32Z gronemeier
[4578]57! bugfix: removed unused variables
58!
59! 4573 2020-06-24 13:08:47Z oliver.maas
[4573]60! calculate pt(0) incrementally by using dt_3d instead of calculating it absolutely
61! by using time_since_reference_point, because time_since_reference_point is set
62! to zero for initializing_actions = 'cyclic_fill'
[4578]63!
[4573]64! 4565 2020-06-15 08:30:38Z oliver.maas
[4565]65! added new surface temperature forcing method for bc_pt_b = 'dirichlet':
66! surface temperature pt(0) can be linearly increased by pt_surface_heating_rate (in K/h)
[4578]67!
[4565]68! 4564 2020-06-12 14:03:36Z raasch
[4564]69! Vertical nesting method of Huq et al. (2019) removed
[4578]70!
[4564]71! 4521 2020-05-06 11:39:49Z schwenkel
[4521]72! Rename variable
[4578]73!
[4521]74! 4511 2020-04-30 12:20:40Z raasch
[4511]75! chemistry decycling replaced by explicit setting of lateral boundary conditions
[4578]76!
[4511]77! 4508 2020-04-24 13:32:20Z raasch
[4508]78! salsa decycling replaced by explicit setting of lateral boundary conditions
79!
80! 4502 2020-04-17 16:14:16Z schwenkel
[4502]81! Implementation of ice microphysics
82!
83! 4472 2020-03-24 12:21:00Z Giersch
[4472]84! OPENACC COPYIN directive for ddx and ddy added
85!
86! 4466 2020-03-20 16:14:41Z suehring
[4466]87! Add advection fluxes to ACC copyin
88!
89! 4457 2020-03-11 14:20:43Z raasch
[4457]90! use statement for exchange horiz added
[4466]91!
[4457]92! 4444 2020-03-05 15:59:50Z raasch
[4444]93! bugfix: cpp-directives for serial mode added
[4466]94!
[4444]95! 4420 2020-02-24 14:13:56Z maronga
[4420]96! Added output control for wind turbine model
[4466]97!
[4420]98! 4403 2020-02-12 13:08:46Z banzhafs
[4403]99! Allowing both existing and on-demand emission read modes
100!
101! 4360 2020-01-07 11:25:50Z suehring
[4356]102! Bugfix, hour_call_emis uninitialized at first call of time_integration
[4466]103!
[4356]104! 4346 2019-12-18 11:55:56Z motisi
[4346]105! Introduction of wall_flags_total_0, which currently sets bits based on static
106! topography information used in wall_flags_static_0
[4466]107!
[4346]108! 4329 2019-12-10 15:46:36Z motisi
[4329]109! Renamed wall_flags_0 to wall_flags_static_0
[4466]110!
[4329]111! 4281 2019-10-29 15:15:39Z schwenkel
[4281]112! Moved boundary conditions to module interface
[4466]113!
[4281]114! 4276 2019-10-28 16:03:29Z schwenkel
[4276]115! Further modularization of lpm code components
[4466]116!
[4276]117! 4275 2019-10-28 15:34:55Z schwenkel
[4275]118! Move call oft lpm to the end of intermediate timestep loop
[4276]119!
[4275]120! 4268 2019-10-17 11:29:38Z schwenkel
[4268]121! Removing module specific boundary conditions an put them into their modules
[4276]122!
[4268]123! 4227 2019-09-10 18:04:34Z gronemeier
[4227]124! implement new palm_date_time_mod
[4466]125!
[4227]126! 4226 2019-09-10 17:03:24Z suehring
[4226]127! Changes in interface for the offline nesting
[4466]128!
[4226]129! 4182 2019-08-22 15:20:23Z scharf
[4182]130! Corrected "Former revisions" section
[4466]131!
[4182]132! 4170 2019-08-19 17:12:31Z gronemeier
[4170]133! copy diss, diss_p, tdiss_m to GPU
[4466]134!
[4170]135! 4144 2019-08-06 09:11:47Z raasch
[4144]136! relational operators .EQ., .NE., etc. replaced by ==, /=, etc.
[4466]137!
[4144]138! 4126 2019-07-30 11:09:11Z gronemeier
[4126]139! renamed routine to calculate uv exposure
[4466]140!
[4126]141! 4111 2019-07-22 18:16:57Z suehring
[4111]142! advc_flags_1 / advc_flags_2 renamed to advc_flags_m / advc_flags_s
[4466]143!
[4111]144! 4069 2019-07-01 14:05:51Z Giersch
[4466]145! Masked output running index mid has been introduced as a local variable to
[4069]146! avoid runtime error (Loop variable has been modified) in time_integration
[4466]147!
[4069]148! 4064 2019-07-01 05:33:33Z gronemeier
[4064]149! Moved call to radiation module out of intermediate time loop
[4466]150!
[4064]151! 4048 2019-06-21 21:00:21Z knoop
[4048]152! Moved production_e_init call into turbulence_closure_mod
[4466]153!
[4048]154! 4047 2019-06-21 18:58:09Z knoop
[4047]155! Added remainings of swap_timelevel upon its dissolution
[4466]156!
[4047]157! 4043 2019-06-18 16:59:00Z schwenkel
[4043]158! Further LPM modularization
159!
160! 4039 2019-06-18 10:32:41Z suehring
[4039]161! Rename subroutines in module for diagnostic quantities
[4466]162!
[4039]163! 4029 2019-06-14 14:04:35Z raasch
[4029]164! exchange of ghost points and boundary conditions separated for chemical species and SALSA module,
165! bugfix: decycling of chemistry species after nesting data transfer
[4466]166!
[4029]167! 4022 2019-06-12 11:52:39Z suehring
[4022]168! Call synthetic turbulence generator at last RK3 substep right after boundary
[4466]169! conditions are updated in offline nesting in order to assure that
170! perturbations are always imposed
171!
[4022]172! 4017 2019-06-06 12:16:46Z schwenkel
[4010]173! Mass (volume) flux correction included to ensure global mass conservation for child domains.
[4466]174!
[4010]175! 3994 2019-05-22 18:08:09Z suehring
[3994]176! output of turbulence intensity added
[4466]177!
[3994]178! 3988 2019-05-22 11:32:37Z kanani
[3988]179! Implement steerable output interval for virtual measurements
[4466]180!
[3988]181! 3968 2019-05-13 11:04:01Z suehring
[3968]182! replace nspec_out with n_matched_vars
[4466]183!
[3968]184! 3929 2019-04-24 12:52:08Z banzhafs
[3929]185! Reverse changes back from revision 3878: use chem_boundary_conds instead of
186! chem_boundary_conds_decycle
[4466]187!
188!
[3929]189! 3885 2019-04-11 11:29:34Z kanani
[4466]190! Changes related to global restructuring of location messages and introduction
[3885]191! of additional debug messages
[3929]192!
[3885]193! 3879 2019-04-08 20:25:23Z knoop
[3875]194! Moved wtm_forces to module_interface_actions
[4466]195!
[3875]196! 3872 2019-04-08 15:03:06Z knoop
[3864]197! Modifications made for salsa:
198! - Call salsa_emission_update at each time step but do the checks within
199!   salsa_emission_update (i.e. skip_time_do_salsa >= time_since_reference_point
200!   and next_aero_emission_update <= time_since_reference_point ).
[4466]201! - Renamed nbins --> nbins_aerosol, ncc_tot --> ncomponents_mass and
[3864]202!   ngast --> ngases_salsa and loop indices b, c and sg to ib, ic and ig
203! - Apply nesting for salsa variables
204! - Removed cpu_log calls speciffic for salsa.
[4466]205!
[3864]206! 3833 2019-03-28 15:04:04Z forkel
[3879]207! added USE chem_gasphase_mod, replaced nspec by nspec since fixed compounds are not integrated
[4466]208!
[3833]209! 3820 2019-03-27 11:53:41Z forkel
[3820]210! renamed do_emiss to emissions_anthropogenic (ecc)
[4466]211!
212!
[3820]213! 3774 2019-03-04 10:52:49Z moh.hefny
[3774]214! rephrase if statement to avoid unallocated array in case of
215! nesting_offline is false (crashing during debug mode)
216!
217! 3761 2019-02-25 15:31:42Z raasch $
[3761]218! module section re-formatted and openacc required variables moved to separate section,
219! re-formatting to 100 char line width
[4466]220!
[3761]221! 3745 2019-02-15 18:57:56Z suehring
[3745]222! Call indoor model after first timestep
[4466]223!
[3745]224! 3744 2019-02-15 18:38:58Z suehring
[3742]225! - Moved call of bio_calculate_thermal_index_maps from biometeorology module to
226! time_integration to make sure averaged input is updated before calculating.
[4466]227!
[3742]228! 3739 2019-02-13 08:05:17Z dom_dwd_user
[3739]229! Removed everything related to "time_bio_results" as this is never used.
[4466]230!
[3739]231! 3724 2019-02-06 16:28:23Z kanani
[4466]232! Correct double-used log_point_s unit
233!
[3724]234! 3719 2019-02-06 13:10:18Z kanani
[3719]235! - removed wind_turbine cpu measurement, since same time is measured inside
236!   wtm_forces subroutine as special measures
237! - moved the numerous vnest cpulog to special measures
238! - extended radiation cpulog over entire radiation part,
239!   moved radiation_interactions cpulog to special measures
240! - moved some cpu_log calls to this routine for better overview
[4466]241!
[3719]242! 3705 2019-01-29 19:56:39Z suehring
[3705]243! Data output for virtual measurements added
[4466]244!
[3705]245! 3704 2019-01-29 19:51:41Z suehring
[3648]246! Rename subroutines for surface-data output
[4466]247!
[3648]248! 3647 2019-01-02 14:10:44Z kanani
[3647]249! Bugfix: add time_since_reference_point to IF clause for data_output calls
250! (otherwise skip_time_* values don't come into affect with dt_do* = 0.0).
251! Clean up indoor_model and biometeorology model call.
[3569]252!
[4182]253! Revision 1.1  1997/08/11 06:19:04  raasch
254! Initial revision
255!
256!
[1]257! Description:
258! ------------
[1682]259!> Integration in time of the model equations, statistical analysis and graphic
260!> output
[1]261!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]262 SUBROUTINE time_integration
[1]263
[4466]264
[3761]265    USE advec_ws,                                                                                  &
[1320]266        ONLY:  ws_statistics
267
[3761]268    USE arrays_3d,                                                                                 &
[4731]269        ONLY:  dzu, prho, pt, pt_init, q,                                                          &
270               q_init, ref_state, rho_ocean, tend, u, v, vpt
[1320]271
[3761]272    USE biometeorology_mod,                                                                        &
[4126]273        ONLY:  bio_calculate_thermal_index_maps, thermal_comfort, bio_calculate_uv_exposure,       &
274               uv_exposure
[3448]275
[3761]276    USE bulk_cloud_model_mod,                                                                      &
[4731]277        ONLY: bulk_cloud_model, calc_liquid_water_content
[3294]278
[3761]279    USE calc_mean_profile_mod,                                                                     &
[1320]280        ONLY:  calc_mean_profile
281
[3761]282    USE chem_emissions_mod,                                                                        &
[4403]283        ONLY:  chem_emissions_setup, chem_emissions_update_on_demand
[2696]284
[3833]285    USE chem_gasphase_mod,                                                                         &
[3929]286        ONLY:  nvar
[3833]287
[3761]288    USE chem_modules,                                                                              &
[4731]289        ONLY:  bc_cs_t_val, chem_species, emissions_anthropogenic,                                 &
[4511]290               emiss_read_legacy_mode, n_matched_vars
[2696]291
[3761]292    USE control_parameters,                                                                        &
293        ONLY:  advected_distance_x, advected_distance_y, air_chemistry, average_count_3d,          &
294               averaging_interval, averaging_interval_pr, bc_lr_cyc, bc_ns_cyc, bc_pt_t_val,       &
295               bc_q_t_val, biometeorology, call_psolver_at_all_substeps,  child_domain,            &
[4667]296               constant_flux_layer, constant_heatflux, create_disturbances,                        &
[3761]297               dopr_n, constant_diffusion, coupling_mode, coupling_start_time,                     &
[4667]298               current_timestep_number, debug_output_timestep, debug_string,                       &
299               disturbance_created, disturbance_energy_limit, dist_range,                          &
[3761]300               do_sum, dt_3d, dt_averaging_input, dt_averaging_input_pr, dt_coupling,              &
301               dt_data_output_av, dt_disturb, dt_do2d_xy, dt_do2d_xz, dt_do2d_yz, dt_do3d,         &
[4017]302               dt_domask,dt_dopts, dt_dopr, dt_dopr_listing, dt_dots, dt_run_control,              &
[3761]303               end_time, first_call_lpm, first_call_mas, galilei_transformation, humidity,         &
304               indoor_model, intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max,         &
305               land_surface, large_scale_forcing, loop_optimization, lsf_surf, lsf_vert, masks,    &
[4069]306               multi_agent_system_end, multi_agent_system_start, nesting_offline, neutral,         &
[4731]307               nr_timesteps_this_run, nudging, ocean_mode, pt_reference,                           &
[4578]308               pt_slope_offset, pt_surface_heating_rate,                                           &
[4731]309               random_heatflux, run_coupled, salsa,                                                &
[3761]310               simulated_time, simulated_time_chr, skip_time_do2d_xy, skip_time_do2d_xz,           &
311               skip_time_do2d_yz, skip_time_do3d, skip_time_domask, skip_time_dopr,                &
312               skip_time_data_output_av, sloping_surface, stop_dt, surface_output,                 &
[4848]313               syn_turb_gen,                                                                       &
[3761]314               terminate_coupled, terminate_run, timestep_scheme, time_coupling, time_do2d_xy,     &
315               time_do2d_xz, time_do2d_yz, time_do3d, time_domask, time_dopr, time_dopr_av,        &
316               time_dopr_listing, time_dopts, time_dosp, time_dosp_av, time_dots, time_do_av,      &
[4017]317               time_do_sla, time_disturb, time_run_control, time_since_reference_point,            &
[4508]318               timestep_count, turbulent_inflow, turbulent_outflow, urban_surface,                 &
[3761]319               use_initial_profile_as_reference, use_single_reference_value, u_gtrans, v_gtrans,   &
[4508]320               virtual_flight, virtual_measurement, ws_scheme_mom, ws_scheme_sca
[1320]321
[3761]322    USE cpulog,                                                                                    &
[1320]323        ONLY:  cpu_log, log_point, log_point_s
324
[3994]325    USE diagnostic_output_quantities_mod,                                                          &
[4039]326        ONLY:  doq_calculate,                                                                      &
[3994]327               timestep_number_at_prev_calc
328
[4457]329    USE exchange_horiz_mod,                                                                        &
330        ONLY:  exchange_horiz
331
[3761]332    USE flight_mod,                                                                                &
[1957]333        ONLY:  flight_measurement
334
[4472]335    USE grid_variables,                                                                            &
336        ONLY:  ddx, ddy
337
[3761]338    USE indices,                                                                                   &
[4731]339        ONLY:  nx, nxl, nxlg, nxr, nxrg, nzb, nzt
[1320]340
[3761]341    USE indoor_model_mod,                                                                          &
342        ONLY:  dt_indoor, im_main_heatcool, time_indoor
[3469]343
[1918]344    USE interfaces
345
[1320]346    USE kinds
347
[3761]348    USE land_surface_model_mod,                                                                    &
[4671]349        ONLY:  lsm_boundary_condition, lsm_energy_balance, skip_time_do_lsm
[1496]350
[4017]351    USE lagrangian_particle_model_mod,                                                             &
[4276]352        ONLY:  lpm_data_output_ptseries
[3761]353
354    USE lsf_nudging_mod,                                                                           &
[3347]355        ONLY:  calc_tnudge, ls_forcing_surf, ls_forcing_vert, nudge_ref
[1320]356
[3761]357    USE module_interface,                                                                          &
[4268]358        ONLY:  module_interface_actions, module_interface_swap_timelevel,                          &
[4731]359               module_interface_boundary_conditions, module_interface_exchange_horiz
[3684]360
[3761]361    USE multi_agent_system_mod,                                                                    &
[3198]362        ONLY:  agents_active, multi_agent_system
[3448]363
[3761]364    USE nesting_offl_mod,                                                                          &
[4226]365        ONLY:  nesting_offl_bc,                                                                    &
366               nesting_offl_input,                                                                 &
367               nesting_offl_interpolation_factor,                                                  &
368               nesting_offl_mass_conservation
[3864]369
[3761]370    USE netcdf_data_input_mod,                                                                     &
[4226]371        ONLY:  chem_emis, chem_emis_att
[3298]372
[3761]373    USE ocean_mod,                                                                                 &
[3294]374        ONLY:  prho_reference
375
[4227]376    USE palm_date_time_mod,                                                                        &
377        ONLY:  get_date_time
378
[3761]379    USE particle_attributes,                                                                       &
[4731]380        ONLY:  particle_advection, particle_advection_start
[1320]381
[1]382    USE pegrid
383
[4444]384#if defined( __parallel )
[3761]385    USE pmc_interface,                                                                             &
[4010]386        ONLY:  nested_run, nesting_mode, pmci_boundary_conds, pmci_datatrans, pmci_synchronize,    &
[4047]387        pmci_ensure_nest_mass_conservation, pmci_ensure_nest_mass_conservation_vertical,           &
388        pmci_set_swaplevel
[4444]389#endif
[1762]390
[3761]391    USE progress_bar,                                                                              &
[1402]392        ONLY:  finish_progress_bar, output_progress_bar
393
[3761]394    USE prognostic_equations_mod,                                                                  &
[2118]395        ONLY:  prognostic_equations_cache, prognostic_equations_vector
[1320]396
[3761]397    USE radiation_model_mod,                                                                       &
398        ONLY: dt_radiation, force_radiation_call, radiation, radiation_control,                    &
399              radiation_interaction, radiation_interactions, skip_time_do_radiation, time_radiation
[3864]400
[3761]401    USE salsa_mod,                                                                                 &
[3864]402        ONLY: aerosol_number, aerosol_mass, bc_am_t_val, bc_an_t_val, bc_gt_t_val,                 &
[4731]403              nbins_aerosol, ncomponents_mass, ngases_salsa,                                       &
[4508]404              salsa_boundary_conditions, salsa_emission_update, salsa_gas, salsa_gases_from_chem,  &
405              skip_time_do_salsa
[1496]406
[3761]407    USE spectra_mod,                                                                               &
408        ONLY: average_count_sp, averaging_interval_sp, calc_spectra, dt_dosp, skip_time_dosp
[1786]409
[3761]410    USE statistics,                                                                                &
411        ONLY:  flow_statistics_called, hom, pr_palm, sums_ls_l
[1320]412
[3761]413
414    USE surface_layer_fluxes_mod,                                                                  &
[1691]415        ONLY:  surface_layer_fluxes
416
[3761]417    USE surface_data_output_mod,                                                                   &
418        ONLY:  average_count_surf, averaging_interval_surf, dt_dosurf, dt_dosurf_av,               &
419               surface_data_output, surface_data_output_averaging, skip_time_dosurf,               &
[3648]420               skip_time_dosurf_av, time_dosurf, time_dosurf_av
[2232]421
[3761]422    USE surface_mod,                                                                               &
423        ONLY:  surf_def_h, surf_lsm_h, surf_usm_h
424
425    USE synthetic_turbulence_generator_mod,                                                        &
426        ONLY:  dt_stg_call, dt_stg_adjust, parametrize_inflow_turbulence, stg_adjust, stg_main,    &
[4848]427               time_stg_adjust, time_stg_call
[3761]428
429    USE turbulence_closure_mod,                                                                    &
[4048]430        ONLY:  tcm_diffusivities
[2696]431
[3761]432    USE urban_surface_mod,                                                                         &
[4671]433        ONLY:  usm_boundary_condition,                                                             &
434               usm_energy_balance
[2007]435
[3761]436    USE virtual_measurement_mod,                                                                   &
[3988]437        ONLY:  dt_virtual_measurement,                                                             &
438               time_virtual_measurement,                                                           &
439               vm_data_output,                                                                     &
440               vm_sampling,                                                                        &
441               vm_time_start
[2259]442
[4466]443
[4420]444    USE wind_turbine_model_mod,                                                                    &
445        ONLY:  dt_data_output_wtm, time_wtm, wind_turbine, wtm_data_output
[1914]446
[3761]447#if defined( _OPENACC )
[4444]448    USE arrays_3d,                                                                                 &
[4466]449        ONLY:  d, dd2zu, ddzu, ddzw,                                                               &
[4732]450               diss,                                                                               &
451               diss_p,                                                                             &
[4466]452               diss_l_u,                                                                           &
453               diss_l_v,                                                                           &
454               diss_l_w,                                                                           &
455               diss_s_u,                                                                           &
456               diss_s_v,                                                                           &
457               diss_s_w,                                                                           &
458               drho_air, drho_air_zw, dzw, e,                                                      &
459               flux_l_u,                                                                           &
460               flux_l_v,                                                                           &
461               flux_l_w,                                                                           &
462               flux_s_u,                                                                           &
463               flux_s_v,                                                                           &
464               flux_s_w,                                                                           &
465               heatflux_output_conversion,                                                         &
[4732]466               e_p,                                                                                &
467               pt_p,                                                                               &
468               u_p,                                                                                &
469               v_p,                                                                                &
470               w_p,                                                                                &
[4508]471               kh, km, momentumflux_output_conversion, nc, ni, nr, p, ptdf_x, ptdf_y, qc, qi, qr, rdf,     &
[4444]472               rdf_sc, rho_air, rho_air_zw, s, tdiss_m, te_m, tpt_m, tu_m, tv_m, tw_m, ug, u_init, &
[4508]473               u_stokes_zu, vg, v_init, v_stokes_zu, w, zu
[2365]474
[3761]475    USE control_parameters,                                                                        &
476        ONLY:  tsc
477
478    USE indices,                                                                                   &
[4346]479        ONLY:  advc_flags_m, advc_flags_s, nyn, nyng, nys, nysg, nz, nzb_max, wall_flags_total_0
[3761]480
481    USE statistics,                                                                                &
482        ONLY:  rmask, statistic_regions, sums_l, sums_l_l, sums_us2_ws_l,                          &
483               sums_wsus_ws_l, sums_vs2_ws_l, sums_wsvs_ws_l, sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l,      &
484               sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l, sums_wsqcs_ws_l, sums_wsqrs_ws_l, sums_wsncs_ws_l, &
[4508]485               sums_wsnrs_ws_l, sums_wsss_ws_l, weight_substep, sums_salsa_ws_l, sums_wsqis_ws_l,  &
486               sums_wsnis_ws_l
[3761]487
488    USE surface_mod,                                                                               &
489        ONLY:  bc_h, enter_surface_arrays, exit_surface_arrays
490#endif
491
492
[1]493    IMPLICIT NONE
494
[3298]495    CHARACTER (LEN=9) ::  time_to_string   !<
[3864]496
[4356]497    INTEGER(iwp) ::  hour                !< hour of current time
498    INTEGER(iwp) ::  hour_call_emis = -1 !< last hour where emission was called
499    INTEGER(iwp) ::  ib                  !< index for aerosol size bins
500    INTEGER(iwp) ::  ic                  !< index for aerosol mass bins
501    INTEGER(iwp) ::  icc                 !< additional index for aerosol mass bins
502    INTEGER(iwp) ::  ig                  !< index for salsa gases
[4444]503    INTEGER(iwp) ::  mid                 !< masked output running index
[4356]504    INTEGER(iwp) ::  n                   !< loop counter for chemistry species
[3014]505
[1918]506    REAL(wp) ::  dt_3d_old  !< temporary storage of timestep to be used for
507                            !< steering of run control output interval
[3241]508    REAL(wp) ::  time_since_reference_point_save  !< original value of
509                                                  !< time_since_reference_point
510
[3634]511
[3761]512!
513!-- Copy data from arrays_3d
[4466]514!$ACC DATA &
[3634]515!$ACC COPY(d(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr)) &
[4170]516!$ACC COPY(diss(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[3634]517!$ACC COPY(e(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
518!$ACC COPY(u(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
519!$ACC COPY(v(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
520!$ACC COPY(w(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
521!$ACC COPY(kh(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
522!$ACC COPY(km(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
523!$ACC COPY(p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
524!$ACC COPY(pt(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg))
525
526!$ACC DATA &
[4466]527!$ACC COPYIN(diss_l_u(0:nz+1,nys:nyn,0), flux_l_u(0:nz+1,nys:nyn,0)) &
528!$ACC COPYIN(diss_l_v(0:nz+1,nys:nyn,0), flux_l_v(0:nz+1,nys:nyn,0)) &
529!$ACC COPYIN(diss_l_w(0:nz+1,nys:nyn,0), flux_l_w(0:nz+1,nys:nyn,0)) &
530!$ACC COPYIN(diss_s_u(0:nz+1,0), flux_s_u(0:nz+1,0)) &
531!$ACC COPYIN(diss_s_v(0:nz+1,0), flux_s_v(0:nz+1,0)) &
532!$ACC COPYIN(diss_s_w(0:nz+1,0), flux_s_w(0:nz+1,0)) &
[4170]533!$ACC COPY(diss_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[3634]534!$ACC COPY(e_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
535!$ACC COPY(u_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
536!$ACC COPY(v_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
537!$ACC COPY(w_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
538!$ACC COPY(pt_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
539!$ACC COPY(tend(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[4170]540!$ACC COPY(tdiss_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[3634]541!$ACC COPY(te_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
542!$ACC COPY(tu_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
543!$ACC COPY(tv_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
544!$ACC COPY(tw_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
545!$ACC COPY(tpt_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg))
546
547!$ACC DATA &
548!$ACC COPYIN(rho_air(nzb:nzt+1), drho_air(nzb:nzt+1)) &
549!$ACC COPYIN(rho_air_zw(nzb:nzt+1), drho_air_zw(nzb:nzt+1)) &
550!$ACC COPYIN(zu(nzb:nzt+1)) &
551!$ACC COPYIN(dzu(1:nzt+1), dzw(1:nzt+1)) &
552!$ACC COPYIN(ddzu(1:nzt+1), dd2zu(1:nzt)) &
553!$ACC COPYIN(ddzw(1:nzt+1)) &
[3658]554!$ACC COPYIN(heatflux_output_conversion(nzb:nzt+1)) &
555!$ACC COPYIN(momentumflux_output_conversion(nzb:nzt+1)) &
[3634]556!$ACC COPYIN(rdf(nzb+1:nzt), rdf_sc(nzb+1:nzt)) &
557!$ACC COPYIN(ptdf_x(nxlg:nxrg), ptdf_y(nysg:nyng)) &
558!$ACC COPYIN(ref_state(0:nz+1)) &
559!$ACC COPYIN(u_init(0:nz+1), v_init(0:nz+1)) &
560!$ACC COPYIN(u_stokes_zu(nzb:nzt+1), v_stokes_zu(nzb:nzt+1)) &
561!$ACC COPYIN(pt_init(0:nz+1)) &
562!$ACC COPYIN(ug(0:nz+1), vg(0:nz+1))
563
[3761]564!
565!-- Copy data from control_parameters
[3634]566!$ACC DATA &
567!$ACC COPYIN(tsc(1:5))
568
[3761]569!
[4472]570!-- Copy data from grid_variables
571!$ACC DATA &
572!$ACC COPYIN(ddx, ddy)
573
574!
[3761]575!-- Copy data from indices
[3634]576!$ACC DATA &
[4111]577!$ACC COPYIN(advc_flags_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
578!$ACC COPYIN(advc_flags_s(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[4346]579!$ACC COPYIN(wall_flags_total_0(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg))
[3634]580
[3761]581!
582!-- Copy data from surface_mod
[3634]583!$ACC DATA &
584!$ACC COPYIN(bc_h(0:1)) &
585!$ACC COPYIN(bc_h(0)%i(1:bc_h(0)%ns)) &
586!$ACC COPYIN(bc_h(0)%j(1:bc_h(0)%ns)) &
587!$ACC COPYIN(bc_h(0)%k(1:bc_h(0)%ns)) &
588!$ACC COPYIN(bc_h(1)%i(1:bc_h(1)%ns)) &
589!$ACC COPYIN(bc_h(1)%j(1:bc_h(1)%ns)) &
590!$ACC COPYIN(bc_h(1)%k(1:bc_h(1)%ns))
591
[3761]592!
593!-- Copy data from statistics
[3634]594!$ACC DATA &
[3658]595!$ACC COPYIN(hom(0:nz+1,1:2,1:4,0)) &
[3634]596!$ACC COPYIN(rmask(nysg:nyng,nxlg:nxrg,0:statistic_regions)) &
597!$ACC COPYIN(weight_substep(1:intermediate_timestep_count_max)) &
[3658]598!$ACC COPY(sums_l(nzb:nzt+1,1:pr_palm,0)) &
[3634]599!$ACC COPY(sums_l_l(nzb:nzt+1,0:statistic_regions,0)) &
600!$ACC COPY(sums_us2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
601!$ACC COPY(sums_wsus_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
602!$ACC COPY(sums_vs2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
603!$ACC COPY(sums_wsvs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
604!$ACC COPY(sums_ws2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
605!$ACC COPY(sums_wspts_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
606!$ACC COPY(sums_wssas_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
607!$ACC COPY(sums_wsqs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
608!$ACC COPY(sums_wsqcs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[4502]609!$ACC COPY(sums_wsqis_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[3634]610!$ACC COPY(sums_wsqrs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
611!$ACC COPY(sums_wsncs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[4502]612!$ACC COPY(sums_wsnis_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[3634]613!$ACC COPY(sums_wsnrs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
614!$ACC COPY(sums_wsss_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
615!$ACC COPY(sums_salsa_ws_l(nzb:nzt+1,0))
616
[4472]617!
618!-- Next statement is to avoid compiler warnings about unused variables. Please
619!-- remove in case that you are using them. ddx and ddy need to be defined in
620!-- time_integration because of ACC COPYIN directive.
621    ddx = ddx
622    ddy = ddy
623
[3761]624#if defined( _OPENACC )
[3658]625    CALL enter_surface_arrays
626#endif
627
[1]628!
[1918]629!-- At beginning determine the first time step
630    CALL timestep
[4444]631
632#if defined( __parallel )
[1764]633!
634!-- Synchronize the timestep in case of nested run.
635    IF ( nested_run )  THEN
[1878]636!
637!--    Synchronization by unifying the time step.
638!--    Global minimum of all time-steps is used for all.
639       CALL pmci_synchronize
[1764]640    ENDIF
[4444]641#endif
[1764]642
[1918]643!
644!-- Determine and print out the run control quantities before the first time
645!-- step of this run. For the initial run, some statistics (e.g. divergence)
[3004]646!-- need to be determined first --> CALL flow_statistics at the beginning of
647!-- run_control
[1]648    CALL run_control
[108]649!
[4466]650!-- Data exchange between coupled models in case that a call has been omitted
[108]651!-- at the end of the previous run of a job chain.
[4564]652    IF ( coupling_mode /= 'uncoupled'  .AND.  run_coupled )  THEN
[108]653!
[4466]654!--    In case of model termination initiated by the local model the coupler
655!--    must not be called because this would again cause an MPI hang.
[1918]656       DO WHILE ( time_coupling >= dt_coupling  .AND.  terminate_coupled == 0 )
[108]657          CALL surface_coupler
658          time_coupling = time_coupling - dt_coupling
659       ENDDO
[3761]660       IF (time_coupling == 0.0_wp  .AND.  time_since_reference_point < dt_coupling )  THEN
[348]661          time_coupling = time_since_reference_point
662       ENDIF
[108]663    ENDIF
664
[3885]665    CALL location_message( 'atmosphere (and/or ocean) time-stepping', 'start' )
[1]666!
667!-- Start of the time loop
[3761]668    DO  WHILE ( simulated_time < end_time  .AND.  .NOT. stop_dt  .AND. .NOT. terminate_run )
[1]669
670       CALL cpu_log( log_point_s(10), 'timesteps', 'start' )
[4444]671
[4667]672       IF ( debug_output_timestep )  THEN
673           WRITE( debug_string, * ) 'time_integration', simulated_time
674           CALL debug_message( debug_string, 'start' )
675       ENDIF
676
[1]677!
[4466]678!--    Determine ug, vg and w_subs in dependence on data from external file
[1241]679!--    LSF_DATA
[1365]680       IF ( large_scale_forcing .AND. lsf_vert )  THEN
[1241]681           CALL ls_forcing_vert ( simulated_time )
[1365]682           sums_ls_l = 0.0_wp
[1241]683       ENDIF
684
685!
[4466]686!--    Set pt_init and q_init to the current profiles taken from
687!--    NUDGING_DATA
[1380]688       IF ( nudging )  THEN
689           CALL nudge_ref ( simulated_time )
690!
691!--        Store temperature gradient at the top boundary for possible Neumann
692!--        boundary condition
693           bc_pt_t_val = ( pt_init(nzt+1) - pt_init(nzt) ) / dzu(nzt+1)
694           bc_q_t_val  = ( q_init(nzt+1) - q_init(nzt) ) / dzu(nzt+1)
[3298]695           IF ( air_chemistry )  THEN
[4511]696              DO  n = 1, nvar
697                 bc_cs_t_val = (  chem_species(n)%conc_pr_init(nzt+1)                              &
698                                - chem_species(n)%conc_pr_init(nzt) )                              &
[3298]699                               / dzu(nzt+1)
700              ENDDO
701           ENDIF
[3864]702           IF ( salsa  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do_salsa )  THEN
703              DO  ib = 1, nbins_aerosol
704                 bc_an_t_val = ( aerosol_number(ib)%init(nzt+1) - aerosol_number(ib)%init(nzt) ) / &
705                               dzu(nzt+1)
706                 DO  ic = 1, ncomponents_mass
707                    icc = ( ic - 1 ) * nbins_aerosol + ib
708                    bc_am_t_val = ( aerosol_mass(icc)%init(nzt+1) - aerosol_mass(icc)%init(nzt) ) /&
709                                  dzu(nzt+1)
710                 ENDDO
711              ENDDO
712              IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
713                 DO  ig = 1, ngases_salsa
714                    bc_gt_t_val = ( salsa_gas(ig)%init(nzt+1) - salsa_gas(ig)%init(nzt) ) /        &
715                                  dzu(nzt+1)
716                 ENDDO
717              ENDIF
718           ENDIF
[1380]719       ENDIF
[2696]720!
[4466]721!--    Input of boundary data.
[4226]722       IF ( nesting_offline )  CALL nesting_offl_input
[1380]723!
[4276]724!--    Execute all other module actions routines
[3684]725       CALL module_interface_actions( 'before_timestep' )
[4466]726
[4508]727!
[1]728!--    Start of intermediate step loop
729       intermediate_timestep_count = 0
[3761]730       DO  WHILE ( intermediate_timestep_count < intermediate_timestep_count_max )
[1]731
732          intermediate_timestep_count = intermediate_timestep_count + 1
733
734!
735!--       Set the steering factors for the prognostic equations which depend
736!--       on the timestep scheme
737          CALL timestep_scheme_steering
738
739!
[1128]740!--       Calculate those variables needed in the tendency terms which need
741!--       global communication
[3761]742          IF ( .NOT. use_single_reference_value  .AND.  .NOT. use_initial_profile_as_reference )   &
743          THEN
[1179]744!
745!--          Horizontally averaged profiles to be used as reference state in
746!--          buoyancy terms (WARNING: only the respective last call of
747!--          calc_mean_profile defines the reference state!)
[1365]748             IF ( .NOT. neutral )  THEN
749                CALL calc_mean_profile( pt, 4 )
750                ref_state(:)  = hom(:,1,4,0) ! this is used in the buoyancy term
751             ENDIF
[3294]752             IF ( ocean_mode )  THEN
[2031]753                CALL calc_mean_profile( rho_ocean, 64 )
[1365]754                ref_state(:)  = hom(:,1,64,0)
755             ENDIF
756             IF ( humidity )  THEN
757                CALL calc_mean_profile( vpt, 44 )
758                ref_state(:)  = hom(:,1,44,0)
759             ENDIF
[2617]760!
761!--          Assure that ref_state does not become zero at any level
[4466]762!--          ( might be the case if a vertical level is completely occupied
[2617]763!--            with topography ).
[3761]764             ref_state = MERGE( MAXVAL(ref_state), ref_state, ref_state == 0.0_wp )
[1179]765          ENDIF
766
[3761]767          IF ( ( ws_scheme_mom .OR. ws_scheme_sca )  .AND.  intermediate_timestep_count == 1 )     &
768          THEN
769             CALL ws_statistics
770          ENDIF
[1365]771!
772!--       In case of nudging calculate current nudging time scale and horizontal
[1380]773!--       means of u, v, pt and q
[1365]774          IF ( nudging )  THEN
775             CALL calc_tnudge( simulated_time )
776             CALL calc_mean_profile( u, 1 )
777             CALL calc_mean_profile( v, 2 )
778             CALL calc_mean_profile( pt, 4 )
779             CALL calc_mean_profile( q, 41 )
780          ENDIF
[1128]781!
[4731]782!--       Execute all other module actions routines
[3876]783          CALL module_interface_actions( 'before_prognostic_equations' )
784!
[1]785!--       Solve the prognostic equations. A fast cache optimized version with
786!--       only one single loop is used in case of Piascek-Williams advection
787!--       scheme. NEC vector machines use a different version, because
788!--       in the other versions a good vectorization is prohibited due to
789!--       inlining problems.
[1019]790          IF ( loop_optimization == 'cache' )  THEN
791             CALL prognostic_equations_cache
792          ELSEIF ( loop_optimization == 'vector' )  THEN
[63]793             CALL prognostic_equations_vector
[1]794          ENDIF
[4508]795
[1]796!
[3159]797!--       Movement of agents in multi agent system
[3761]798          IF ( agents_active  .AND.  time_since_reference_point >= multi_agent_system_start  .AND. &
799               time_since_reference_point <= multi_agent_system_end  .AND.                         &
800               intermediate_timestep_count == 1 )                                                  &
801          THEN
[3159]802             CALL multi_agent_system
803             first_call_mas = .FALSE.
804          ENDIF
805
806!
[1]807!--       Exchange of ghost points (lateral boundary conditions)
[2118]808          CALL cpu_log( log_point(26), 'exchange-horiz-progn', 'start' )
[1113]809
[4731]810          CALL module_interface_exchange_horiz( 'after_prognostic_equation' )
[4029]811
812          CALL cpu_log( log_point(26), 'exchange-horiz-progn', 'stop' )
813
[3929]814!
[4029]815!--       Boundary conditions for the prognostic quantities (except of the
[4281]816!--       velocities at the outflow in case of a non-cyclic lateral wall) and
817!--       boundary conditions for module-specific variables
[4268]818          CALL module_interface_boundary_conditions
[4508]819
[1]820!
[4047]821!--       Incrementing timestep counter
822          timestep_count = timestep_count + 1
[73]823
[4047]824          CALL cpu_log( log_point(28), 'swap_timelevel', 'start' )
[2365]825!
[4047]826!--       Set the swap level for all modules
827          CALL module_interface_swap_timelevel( MOD( timestep_count, 2) )
[4444]828
829#if defined( __parallel )
[4047]830!
831!--       Set the swap level for steering the pmc data transfer
832          IF ( nested_run )  CALL pmci_set_swaplevel( MOD( timestep_count, 2) + 1 )  !> @todo: why the +1 ?
[4444]833#endif
[4047]834
835          CALL cpu_log( log_point(28), 'swap_timelevel', 'stop' )
836
[4444]837#if defined( __parallel )
[1764]838          IF ( nested_run )  THEN
[1797]839
[1764]840             CALL cpu_log( log_point(60), 'nesting', 'start' )
[1762]841!
[1933]842!--          Domain nesting. The data transfer subroutines pmci_parent_datatrans
843!--          and pmci_child_datatrans are called inside the wrapper
[1797]844!--          subroutine pmci_datatrans according to the control parameters
845!--          nesting_mode and nesting_datatransfer_mode.
846!--          TO_DO: why is nesting_mode given as a parameter here?
847             CALL pmci_datatrans( nesting_mode )
[1762]848
[3761]849             IF ( TRIM( nesting_mode ) == 'two-way' .OR.  nesting_mode == 'vertical' )  THEN
[4029]850
851                CALL cpu_log( log_point_s(92), 'exchange-horiz-nest', 'start' )
[1762]852!
[1933]853!--             Exchange_horiz is needed for all parent-domains after the
[1764]854!--             anterpolation
[4731]855                CALL module_interface_exchange_horiz( 'after_anterpolation' )
[2174]856
[4029]857                CALL cpu_log( log_point_s(92), 'exchange-horiz-nest', 'stop' )
[3864]858
[1762]859             ENDIF
[4029]860
[1762]861!
[2311]862!--          Set boundary conditions again after interpolation and anterpolation.
863             CALL pmci_boundary_conds
[1764]864
865             CALL cpu_log( log_point(60), 'nesting', 'stop' )
866
[1762]867          ENDIF
[4444]868#endif
[1762]869
870!
[1]871!--       Temperature offset must be imposed at cyclic boundaries in x-direction
872!--       when a sloping surface is used
873          IF ( sloping_surface )  THEN
[3761]874             IF ( nxl ==  0 )  pt(:,:,nxlg:nxl-1) = pt(:,:,nxlg:nxl-1) - pt_slope_offset
875             IF ( nxr == nx )  pt(:,:,nxr+1:nxrg) = pt(:,:,nxr+1:nxrg) + pt_slope_offset
[1]876          ENDIF
877
878!
[4565]879!--       Increase temperature pt(0) according to pt_surface_heating_rate (convert from K/h to K/s)
[4573]880          IF ( pt_surface_heating_rate /= 0.0_wp .AND. intermediate_timestep_count == 1 ) THEN
881             pt(0,:,:) = pt(0,:,:) + dt_3d * pt_surface_heating_rate / 3600.0_wp
[4565]882          ENDIF
883
884!
[151]885!--       Impose a turbulent inflow using the recycling method
[3719]886          IF ( turbulent_inflow )  CALL inflow_turbulence
[151]887
888!
[2050]889!--       Set values at outflow boundary using the special outflow condition
[3719]890          IF ( turbulent_outflow )  CALL outflow_turbulence
[2050]891
892!
[1]893!--       Impose a random perturbation on the horizontal velocity field
[3761]894          IF ( create_disturbances  .AND.  ( call_psolver_at_all_substeps  .AND.                   &
895               intermediate_timestep_count == intermediate_timestep_count_max )                    &
896               .OR. ( .NOT. call_psolver_at_all_substeps  .AND.  intermediate_timestep_count == 1 ) ) &
[1]897          THEN
898             time_disturb = time_disturb + dt_3d
899             IF ( time_disturb >= dt_disturb )  THEN
[3761]900                IF ( disturbance_energy_limit /= 0.0_wp  .AND.                                     &
[1736]901                     hom(nzb+5,1,pr_palm,0) < disturbance_energy_limit )  THEN
[2232]902                   CALL disturb_field( 'u', tend, u )
903                   CALL disturb_field( 'v', tend, v )
[3761]904                ELSEIF ( ( .NOT. bc_lr_cyc  .OR.  .NOT. bc_ns_cyc )                                &
905                         .AND. .NOT. child_domain  .AND.  .NOT.  nesting_offline )                 &
[3182]906                THEN
[1]907!
908!--                Runs with a non-cyclic lateral wall need perturbations
909!--                near the inflow throughout the whole simulation
910                   dist_range = 1
[2232]911                   CALL disturb_field( 'u', tend, u )
912                   CALL disturb_field( 'v', tend, v )
[1]913                   dist_range = 0
914                ENDIF
915                time_disturb = time_disturb - dt_disturb
916             ENDIF
917          ENDIF
918
919!
[4466]920!--       Map forcing data derived from larger scale model onto domain
[4226]921!--       boundaries. Further, update geostrophic wind components.
[3761]922          IF ( nesting_offline  .AND.  intermediate_timestep_count ==                              &
[4226]923                                       intermediate_timestep_count_max  )  THEN
[4466]924!--          Determine interpolation factor before boundary conditions and geostrophic wind
[4226]925!--          is updated.
926             CALL nesting_offl_interpolation_factor
[3347]927             CALL nesting_offl_bc
[4581]928!              CALL nesting_offl_geostrophic_wind
[4226]929          ENDIF
[2938]930!
[4022]931!--       Impose a turbulent inflow using synthetic generated turbulence.
[4848]932          IF ( syn_turb_gen  .AND.                                                                 &
[4022]933               intermediate_timestep_count == intermediate_timestep_count_max )  THEN
[3719]934             CALL cpu_log( log_point(57), 'synthetic_turbulence_gen', 'start' )
[3347]935             CALL stg_main
[3719]936             CALL cpu_log( log_point(57), 'synthetic_turbulence_gen', 'stop' )
[2696]937          ENDIF
938!
[3347]939!--       Ensure mass conservation. This need to be done after imposing
940!--       synthetic turbulence and top boundary condition for pressure is set to
[4466]941!--       Neumann conditions.
[3347]942!--       Is this also required in case of Dirichlet?
943          IF ( nesting_offline )  CALL nesting_offl_mass_conservation
944!
[1]945!--       Reduce the velocity divergence via the equation for perturbation
946!--       pressure.
[4564]947          IF ( intermediate_timestep_count == 1  .OR.  call_psolver_at_all_substeps )  THEN
[2365]948
[4444]949#if defined( __parallel )
[2365]950!
[4564]951!--          Mass (volume) flux correction to ensure global mass conservation for child domains.
952             IF ( child_domain )  THEN
953                IF ( nesting_mode == 'vertical' )  THEN
954                   CALL pmci_ensure_nest_mass_conservation_vertical
955                ELSE
956                   CALL pmci_ensure_nest_mass_conservation
[4010]957                ENDIF
[4564]958             ENDIF
[4444]959#endif
[4564]960             CALL pres
[2365]961
[1]962          ENDIF
[4275]963!
964!--       Particle transport/physics with the Lagrangian particle model
965!--       (only once during intermediate steps, because it uses an Euler-step)
966!--       ### particle model should be moved before prognostic_equations, in order
967!--       to regard droplet interactions directly
[1]968
[4276]969          CALL module_interface_actions( 'after_pressure_solver' )
[1]970!
[4275]971!--       Interaction of droplets with temperature and mixing ratio.
972!--       Droplet condensation and evaporation is calculated within
973!--       advec_particles.
974!
[1]975!--       If required, compute liquid water content
[3274]976          IF ( bulk_cloud_model )  THEN
[1015]977             CALL calc_liquid_water_content
978          ENDIF
[2174]979!
[4466]980!--       If required, compute virtual potential temperature
981          IF ( humidity )  THEN
982             CALL compute_vpt
983          ENDIF
[1585]984
[1]985!
986!--       Compute the diffusion quantities
987          IF ( .NOT. constant_diffusion )  THEN
988
989!
[4466]990!--          Determine surface fluxes shf and qsws and surface values
991!--          pt_surface and q_surface in dependence on data from external
[1276]992!--          file LSF_DATA respectively
[3761]993             IF ( ( large_scale_forcing .AND. lsf_surf ) .AND.                                     &
994                 intermediate_timestep_count == intermediate_timestep_count_max )                  &
[1276]995             THEN
[2320]996                CALL ls_forcing_surf( simulated_time )
[1276]997             ENDIF
998
999!
[4466]1000!--          First the vertical (and horizontal) fluxes in the surface
[2232]1001!--          (constant flux) layer are computed
[1691]1002             IF ( constant_flux_layer )  THEN
1003                CALL cpu_log( log_point(19), 'surface_layer_fluxes', 'start' )
1004                CALL surface_layer_fluxes
1005                CALL cpu_log( log_point(19), 'surface_layer_fluxes', 'stop' )
[1]1006             ENDIF
1007!
[4466]1008!--          If required, solve the energy balance for the surface and run soil
[2232]1009!--          model. Call for horizontal as well as vertical surfaces
[2696]1010             IF ( land_surface .AND. time_since_reference_point >= skip_time_do_lsm)  THEN
[1691]1011
1012                CALL cpu_log( log_point(54), 'land_surface', 'start' )
[4671]1013                CALL lsm_energy_balance( .FALSE. )
[4268]1014
[2696]1015!
1016!--             At the end, set boundary conditons for potential temperature
[4466]1017!--             and humidity after running the land-surface model. This
[2696]1018!--             might be important for the nesting, where arrays are transfered.
1019                CALL lsm_boundary_condition
[2232]1020
[4268]1021
[1691]1022                CALL cpu_log( log_point(54), 'land_surface', 'stop' )
1023             ENDIF
1024!
[4466]1025!--          If required, solve the energy balance for urban surfaces and run
[2007]1026!--          the material heat model
1027             IF (urban_surface) THEN
1028                CALL cpu_log( log_point(74), 'urban_surface', 'start' )
[4671]1029                CALL usm_energy_balance( .FALSE. )
[4268]1030
[2696]1031!
1032!--             At the end, set boundary conditons for potential temperature
[4466]1033!--             and humidity after running the urban-surface model. This
[2696]1034!--             might be important for the nesting, where arrays are transfered.
1035                CALL usm_boundary_condition
1036
[2007]1037                CALL cpu_log( log_point(74), 'urban_surface', 'stop' )
1038             ENDIF
1039!
[1]1040!--          Compute the diffusion coefficients
1041             CALL cpu_log( log_point(17), 'diffusivities', 'start' )
[75]1042             IF ( .NOT. humidity ) THEN
[3294]1043                IF ( ocean_mode )  THEN
[2696]1044                   CALL tcm_diffusivities( prho, prho_reference )
[97]1045                ELSE
[2696]1046                   CALL tcm_diffusivities( pt, pt_reference )
[97]1047                ENDIF
[1]1048             ELSE
[2696]1049                CALL tcm_diffusivities( vpt, pt_reference )
[1]1050             ENDIF
1051             CALL cpu_log( log_point(17), 'diffusivities', 'stop' )
[4444]1052
[1]1053          ENDIF
1054
1055       ENDDO   ! Intermediate step loop
[3634]1056
[1]1057!
[3634]1058!--    Will be used at some point by flow_statistics.
[3658]1059       !$ACC UPDATE &
[3634]1060       !$ACC HOST(sums_l_l(nzb:nzt+1,0:statistic_regions,0)) &
1061       !$ACC HOST(sums_us2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1062       !$ACC HOST(sums_wsus_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1063       !$ACC HOST(sums_vs2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1064       !$ACC HOST(sums_wsvs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1065       !$ACC HOST(sums_ws2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1066       !$ACC HOST(sums_wspts_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1067       !$ACC HOST(sums_wssas_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1068       !$ACC HOST(sums_wsqs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1069       !$ACC HOST(sums_wsqcs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[4502]1070       !$ACC HOST(sums_wsqis_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[3634]1071       !$ACC HOST(sums_wsqrs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1072       !$ACC HOST(sums_wsncs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[4502]1073       !$ACC HOST(sums_wsnis_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[3634]1074       !$ACC HOST(sums_wsnrs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1075       !$ACC HOST(sums_wsss_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1076       !$ACC HOST(sums_salsa_ws_l(nzb:nzt+1,0))
1077
1078!
[4064]1079!--    If required, calculate radiative fluxes and heating rates
[4669]1080       IF ( radiation  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do_radiation )  THEN
[4064]1081
1082          time_radiation = time_radiation + dt_3d
1083
1084          IF ( time_radiation >= dt_radiation  .OR.  force_radiation_call )  THEN
1085
1086             CALL cpu_log( log_point(50), 'radiation', 'start' )
1087
[4669]1088             IF ( time_radiation >= dt_radiation )  THEN
[4064]1089                time_radiation = time_radiation - dt_radiation
1090             ENDIF
1091
1092!
1093!--          Adjust the current time to the time step of the radiation model.
[4466]1094!--          Needed since radiation is pre-calculated and stored only on apparent
[4064]1095!--          solar positions
1096             time_since_reference_point_save = time_since_reference_point
[4669]1097             time_since_reference_point = time_since_reference_point -                            &
1098                                          MODULO(time_since_reference_point, dt_radiation)
[4064]1099
1100             CALL radiation_control
1101
1102             IF ( ( urban_surface  .OR.  land_surface )  .AND.  radiation_interactions )  THEN
1103                CALL cpu_log( log_point_s(46), 'radiation_interaction', 'start' )
1104                CALL radiation_interaction
1105                CALL cpu_log( log_point_s(46), 'radiation_interaction', 'stop' )
1106             ENDIF
[4466]1107
[4064]1108!
1109!--          Return the current time to its original value
1110             time_since_reference_point = time_since_reference_point_save
[4669]1111!
1112!--          Reset forcing of radiation call
1113             force_radiation_call = .FALSE.
[4064]1114
1115             CALL cpu_log( log_point(50), 'radiation', 'stop' )
1116
1117          ENDIF
1118       ENDIF
1119
[4466]1120
[4064]1121!
[4403]1122!-- 20200203 (ECC)
1123!-- allows for emission update mode in legacy mode as well as on-demand mode
1124!-- note that under on-demand mode emission update is no longer restricted to
1125!-- an hourly frequency, but whenever the simulation time corresponds to an
1126!-- inrement in emission timestamp value
1127
[3298]1128!
[4403]1129!-- If required, consider chemical emissions
1130
1131       IF  ( air_chemistry .AND. emissions_anthropogenic )  THEN
1132
1133          IF  ( emiss_read_legacy_mode )  THEN
1134!
1135!-- get hourly index and updates emission data when the hour is passed
1136
1137             CALL get_date_time( time_since_reference_point, hour=hour )
1138
1139             IF  ( hour_call_emis /= hour )   THEN
1140
1141                CALL chem_emissions_setup( chem_emis_att, chem_emis, n_matched_vars )
1142                hour_call_emis = hour
1143
1144             ENDIF
1145
1146          ELSE
1147
1148             CALL chem_emissions_update_on_demand
1149
[3298]1150          ENDIF
[4403]1151
[2766]1152       ENDIF
[4403]1153
1154
[3864]1155!
1156!--    If required, consider aerosol emissions for the salsa model
1157       IF ( salsa )  THEN
1158!
1159!--       Call emission routine to update emissions if needed
1160          CALL salsa_emission_update
[3569]1161
[3864]1162       ENDIF
[2696]1163!
[3469]1164!--    If required, calculate indoor temperature, waste heat, heat flux
1165!--    through wall, etc.
[3744]1166!--    dt_indoor steers the frequency of the indoor model calculations.
1167!--    Note, at first timestep indoor model is called, in order to provide
[4466]1168!--    a waste heat flux.
[3647]1169       IF ( indoor_model )  THEN
[3469]1170
1171          time_indoor = time_indoor + dt_3d
1172
[3761]1173          IF ( time_indoor >= dt_indoor  .OR.  current_timestep_number == 0 )  THEN
[3469]1174
[4802]1175             IF ( time_indoor >= dt_indoor )  time_indoor = time_indoor - dt_indoor
[3469]1176
1177             CALL cpu_log( log_point(76), 'indoor_model', 'start' )
1178             CALL im_main_heatcool
1179             CALL cpu_log( log_point(76), 'indoor_model', 'stop' )
1180
1181          ENDIF
1182       ENDIF
1183!
[1]1184!--    Increase simulation time and output times
[1111]1185       nr_timesteps_this_run      = nr_timesteps_this_run + 1
[291]1186       current_timestep_number    = current_timestep_number + 1
1187       simulated_time             = simulated_time   + dt_3d
1188       time_since_reference_point = simulated_time - coupling_start_time
[2941]1189       simulated_time_chr         = time_to_string( time_since_reference_point )
[291]1190
[1957]1191
[3646]1192       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_data_output_av )  THEN
[1]1193          time_do_av         = time_do_av       + dt_3d
1194       ENDIF
[3646]1195       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xy )  THEN
[1]1196          time_do2d_xy       = time_do2d_xy     + dt_3d
1197       ENDIF
[3646]1198       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xz )  THEN
[1]1199          time_do2d_xz       = time_do2d_xz     + dt_3d
1200       ENDIF
[3646]1201       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do2d_yz )  THEN
[1]1202          time_do2d_yz       = time_do2d_yz     + dt_3d
1203       ENDIF
[3646]1204       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do3d    )  THEN
[1]1205          time_do3d          = time_do3d        + dt_3d
1206       ENDIF
[410]1207       DO  mid = 1, masks
[3646]1208          IF ( time_since_reference_point >= skip_time_domask(mid) )  THEN
[410]1209             time_domask(mid)= time_domask(mid) + dt_3d
1210          ENDIF
1211       ENDDO
[3646]1212       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_dosp )  THEN
[1]1213          time_dosp       = time_dosp        + dt_3d
1214       ENDIF
1215       time_dots          = time_dots        + dt_3d
[849]1216       IF ( .NOT. first_call_lpm )  THEN
[1]1217          time_dopts      = time_dopts       + dt_3d
1218       ENDIF
[3646]1219       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_dopr )  THEN
[1]1220          time_dopr       = time_dopr        + dt_3d
1221       ENDIF
[3467]1222       time_dopr_listing  = time_dopr_listing + dt_3d
[1]1223       time_run_control   = time_run_control + dt_3d
[3347]1224!
[3421]1225!--    Increment time-counter for surface output
[3648]1226       IF ( surface_output )  THEN
[3646]1227          IF ( time_since_reference_point >= skip_time_dosurf )  THEN
[3421]1228             time_dosurf    = time_dosurf + dt_3d
1229          ENDIF
[3646]1230          IF ( time_since_reference_point >= skip_time_dosurf_av )  THEN
[3421]1231             time_dosurf_av = time_dosurf_av + dt_3d
1232          ENDIF
1233       ENDIF
1234!
[3988]1235!--    Increment time-counter for virtual measurements
1236       IF ( virtual_measurement  .AND.  vm_time_start <= time_since_reference_point )  THEN
1237          time_virtual_measurement = time_virtual_measurement + dt_3d
1238       ENDIF
[4466]1239
[3988]1240!
[4420]1241!--    Increment time-counter for wind turbine data output
1242       IF ( wind_turbine )  THEN
1243          time_wtm = time_wtm + dt_3d
1244       ENDIF
[4466]1245
[4420]1246!
[3347]1247!--    In case of synthetic turbulence generation and parametrized turbulence
[4466]1248!--    information, update the time counter and if required, adjust the
[3347]1249!--    STG to new atmospheric conditions.
[4848]1250       IF ( syn_turb_gen  )  THEN
[3347]1251          IF ( parametrize_inflow_turbulence )  THEN
1252             time_stg_adjust = time_stg_adjust + dt_3d
[3719]1253             IF ( time_stg_adjust >= dt_stg_adjust )  THEN
1254                CALL cpu_log( log_point(57), 'synthetic_turbulence_gen', 'start' )
1255                CALL stg_adjust
1256                CALL cpu_log( log_point(57), 'synthetic_turbulence_gen', 'stop' )
1257             ENDIF
[3347]1258          ENDIF
1259          time_stg_call = time_stg_call + dt_3d
1260       ENDIF
[1]1261
1262!
[102]1263!--    Data exchange between coupled models
[4564]1264       IF ( coupling_mode /= 'uncoupled'  .AND.  run_coupled )  THEN
[102]1265          time_coupling = time_coupling + dt_3d
[343]1266
[108]1267!
[4466]1268!--       In case of model termination initiated by the local model
1269!--       (terminate_coupled > 0), the coupler must be skipped because it would
[108]1270!--       cause an MPI intercomminucation hang.
[4466]1271!--       If necessary, the coupler will be called at the beginning of the
[108]1272!--       next restart run.
[3761]1273          DO WHILE ( time_coupling >= dt_coupling  .AND.  terminate_coupled == 0 )
[102]1274             CALL surface_coupler
1275             time_coupling = time_coupling - dt_coupling
1276          ENDDO
1277       ENDIF
1278
1279!
[3448]1280!--    Biometeorology calculation of stationary thermal indices
[3647]1281!--    Todo (kanani): biometeorology needs own time_... treatment.
1282!--                   It might be that time_do2d_xy differs from time_do3d,
1283!--                   and then we might get trouble with the biomet output,
1284!--                   because we can have 2d and/or 3d biomet output!!
[3761]1285       IF ( biometeorology                                                                         &
1286            .AND. ( ( time_do3d >= dt_do3d  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do3d )  &
1287                  .OR.                                                                             &
1288            ( time_do2d_xy >= dt_do2d_xy  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xy ) &
[3647]1289                    ) )  THEN
[3569]1290!
1291!--       If required, do thermal comfort calculations
1292          IF ( thermal_comfort )  THEN
1293             CALL bio_calculate_thermal_index_maps ( .FALSE. )
1294          ENDIF
1295!
1296!--       If required, do UV exposure calculations
1297          IF ( uv_exposure )  THEN
[4126]1298             CALL bio_calculate_uv_exposure
[3569]1299          ENDIF
[3448]1300       ENDIF
1301
1302!
[3684]1303!--    Execute alle other module actions routunes
1304       CALL module_interface_actions( 'after_integration' )
[2817]1305
1306!
[1]1307!--    If Galilei transformation is used, determine the distance that the
1308!--    model has moved so far
1309       IF ( galilei_transformation )  THEN
1310          advected_distance_x = advected_distance_x + u_gtrans * dt_3d
1311          advected_distance_y = advected_distance_y + v_gtrans * dt_3d
1312       ENDIF
1313
1314!
1315!--    Check, if restart is necessary (because cpu-time is expiring or
1316!--    because it is forced by user) and set stop flag
[108]1317!--    This call is skipped if the remote model has already initiated a restart.
1318       IF ( .NOT. terminate_run )  CALL check_for_restart
[1]1319
1320!
1321!--    Carry out statistical analysis and output at the requested output times.
1322!--    The MOD function is used for calculating the output time counters (like
1323!--    time_dopr) in order to regard a possible decrease of the output time
1324!--    interval in case of restart runs
1325
1326!
1327!--    Set a flag indicating that so far no statistics have been created
1328!--    for this time step
1329       flow_statistics_called = .FALSE.
1330
1331!
1332!--    If required, call flow_statistics for averaging in time
[3761]1333       IF ( averaging_interval_pr /= 0.0_wp  .AND.                                                 &
1334            ( dt_dopr - time_dopr ) <= averaging_interval_pr  .AND.                                &
[3646]1335            time_since_reference_point >= skip_time_dopr )  THEN
[1]1336          time_dopr_av = time_dopr_av + dt_3d
1337          IF ( time_dopr_av >= dt_averaging_input_pr )  THEN
1338             do_sum = .TRUE.
[3761]1339             time_dopr_av = MOD( time_dopr_av, MAX( dt_averaging_input_pr, dt_3d ) )
[1]1340          ENDIF
1341       ENDIF
1342       IF ( do_sum )  CALL flow_statistics
1343
1344!
[410]1345!--    Sum-up 3d-arrays for later output of time-averaged 2d/3d/masked data
[3761]1346       IF ( averaging_interval /= 0.0_wp  .AND.                                                    &
1347            ( dt_data_output_av - time_do_av ) <= averaging_interval  .AND.                        &
1348            time_since_reference_point >= skip_time_data_output_av )                               &
[1]1349       THEN
1350          time_do_sla = time_do_sla + dt_3d
1351          IF ( time_do_sla >= dt_averaging_input )  THEN
[3994]1352             IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                         &
[4039]1353                CALL doq_calculate
[3994]1354
[1]1355             CALL sum_up_3d_data
1356             average_count_3d = average_count_3d + 1
1357             time_do_sla = MOD( time_do_sla, MAX( dt_averaging_input, dt_3d ) )
1358          ENDIF
1359       ENDIF
[3421]1360!
1361!--    Average surface data
[3648]1362       IF ( surface_output )  THEN
[3761]1363          IF ( averaging_interval_surf /= 0.0_wp                                                   &
1364                .AND.  ( dt_dosurf_av - time_dosurf_av ) <= averaging_interval_surf                &
[3647]1365                .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosurf_av )  THEN
[4466]1366             IF ( time_dosurf_av >= dt_averaging_input )  THEN
[3648]1367                CALL surface_data_output_averaging
[3421]1368                average_count_surf = average_count_surf + 1
1369             ENDIF
1370          ENDIF
1371       ENDIF
[1]1372
1373!
1374!--    Calculate spectra for time averaging
[3761]1375       IF ( averaging_interval_sp /= 0.0_wp  .AND. ( dt_dosp - time_dosp ) <= averaging_interval_sp&
1376            .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosp )  THEN
[1]1377          time_dosp_av = time_dosp_av + dt_3d
1378          IF ( time_dosp_av >= dt_averaging_input_pr )  THEN
1379             CALL calc_spectra
[3761]1380             time_dosp_av = MOD( time_dosp_av, MAX( dt_averaging_input_pr, dt_3d ) )
[1]1381          ENDIF
1382       ENDIF
1383
1384!
[1957]1385!--    Call flight module and output data
1386       IF ( virtual_flight )  THEN
1387          CALL flight_measurement
1388          CALL data_output_flight
1389       ENDIF
[3472]1390!
1391!--    Take virtual measurements
[3988]1392       IF ( virtual_measurement  .AND.  time_virtual_measurement >= dt_virtual_measurement         &
1393                                 .AND.  vm_time_start <= time_since_reference_point )  THEN
[3704]1394          CALL vm_sampling
1395          CALL vm_data_output
[3988]1396          time_virtual_measurement = MOD(      time_virtual_measurement,                           &
1397                                          MAX( dt_virtual_measurement, dt_3d ) )
[3704]1398       ENDIF
[4466]1399
[1957]1400!
[4420]1401!--    Output wind turbine data
1402       IF ( wind_turbine  .AND.  time_wtm >= dt_data_output_wtm )  THEN
1403          CALL wtm_data_output
1404          time_wtm = MOD( time_wtm, MAX( dt_data_output_wtm, dt_3d ) )
1405       ENDIF
[4466]1406
[4420]1407!
[1]1408!--    Profile output (ASCII) on file
1409       IF ( time_dopr_listing >= dt_dopr_listing )  THEN
1410          CALL print_1d
[3761]1411          time_dopr_listing = MOD( time_dopr_listing, MAX( dt_dopr_listing, dt_3d ) )
[1]1412       ENDIF
1413
1414!
1415!--    Graphic output for PROFIL
[3761]1416       IF ( time_dopr >= dt_dopr  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dopr )  THEN
[1]1417          IF ( dopr_n /= 0 )  CALL data_output_profiles
1418          time_dopr = MOD( time_dopr, MAX( dt_dopr, dt_3d ) )
[1342]1419          time_dopr_av = 0.0_wp    ! due to averaging (see above)
[1]1420       ENDIF
1421
1422!
1423!--    Graphic output for time series
1424       IF ( time_dots >= dt_dots )  THEN
[48]1425          CALL data_output_tseries
[1]1426          time_dots = MOD( time_dots, MAX( dt_dots, dt_3d ) )
1427       ENDIF
1428
1429!
1430!--    Output of spectra (formatted for use with PROFIL), in case of no
1431!--    time averaging, spectra has to be calculated before
[3761]1432       IF ( time_dosp >= dt_dosp  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosp )  THEN
[1]1433          IF ( average_count_sp == 0 )  CALL calc_spectra
1434          CALL data_output_spectra
1435          time_dosp = MOD( time_dosp, MAX( dt_dosp, dt_3d ) )
1436       ENDIF
1437
1438!
1439!--    2d-data output (cross-sections)
[3761]1440       IF ( time_do2d_xy >= dt_do2d_xy  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xy )  THEN
[3994]1441          IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                            &
[4039]1442             CALL doq_calculate
[3994]1443
[1]1444          CALL data_output_2d( 'xy', 0 )
1445          time_do2d_xy = MOD( time_do2d_xy, MAX( dt_do2d_xy, dt_3d ) )
1446       ENDIF
[3761]1447       IF ( time_do2d_xz >= dt_do2d_xz  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xz )  THEN
[3994]1448          IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                            &
1449
[4039]1450             CALL doq_calculate
[1]1451          CALL data_output_2d( 'xz', 0 )
1452          time_do2d_xz = MOD( time_do2d_xz, MAX( dt_do2d_xz, dt_3d ) )
1453       ENDIF
[3761]1454       IF ( time_do2d_yz >= dt_do2d_yz  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do2d_yz )  THEN
[3994]1455          IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                            &
[4039]1456             CALL doq_calculate
[3994]1457
[1]1458          CALL data_output_2d( 'yz', 0 )
1459          time_do2d_yz = MOD( time_do2d_yz, MAX( dt_do2d_yz, dt_3d ) )
1460       ENDIF
1461
1462!
1463!--    3d-data output (volume data)
[3761]1464       IF ( time_do3d >= dt_do3d  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do3d )  THEN
[3994]1465          IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                            &
[4039]1466             CALL doq_calculate
[3994]1467
[1]1468          CALL data_output_3d( 0 )
1469          time_do3d = MOD( time_do3d, MAX( dt_do3d, dt_3d ) )
1470       ENDIF
1471
1472!
[1783]1473!--    Masked data output
[410]1474       DO  mid = 1, masks
[3761]1475          IF ( time_domask(mid) >= dt_domask(mid)                                                  &
1476               .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_domask(mid) )  THEN
[3994]1477             IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                         &
[4039]1478                CALL doq_calculate
[3994]1479
[4069]1480             CALL data_output_mask( 0, mid )
[3761]1481             time_domask(mid) = MOD( time_domask(mid), MAX( dt_domask(mid), dt_3d ) )
[410]1482          ENDIF
1483       ENDDO
1484
1485!
1486!--    Output of time-averaged 2d/3d/masked data
[3761]1487       IF ( time_do_av >= dt_data_output_av                                                        &
1488            .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_data_output_av )  THEN
[1]1489          CALL average_3d_data
[3742]1490!
1491!--       Udate thermal comfort indices based on updated averaged input
1492          IF ( biometeorology  .AND.  thermal_comfort )  THEN
1493             CALL bio_calculate_thermal_index_maps ( .TRUE. )
1494          ENDIF
[1]1495          CALL data_output_2d( 'xy', 1 )
1496          CALL data_output_2d( 'xz', 1 )
1497          CALL data_output_2d( 'yz', 1 )
1498          CALL data_output_3d( 1 )
[410]1499          DO  mid = 1, masks
[4069]1500             CALL data_output_mask( 1, mid )
[410]1501          ENDDO
[1]1502          time_do_av = MOD( time_do_av, MAX( dt_data_output_av, dt_3d ) )
1503       ENDIF
[3421]1504!
1505!--    Output of surface data, instantaneous and averaged data
[3648]1506       IF ( surface_output )  THEN
[3761]1507          IF ( time_dosurf >= dt_dosurf  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosurf )  THEN
[3648]1508             CALL surface_data_output( 0 )
[3421]1509             time_dosurf = MOD( time_dosurf, MAX( dt_dosurf, dt_3d ) )
1510          ENDIF
[3761]1511          IF ( time_dosurf_av >= dt_dosurf_av  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosurf_av )  THEN
[3648]1512             CALL surface_data_output( 1 )
[3421]1513             time_dosurf_av = MOD( time_dosurf_av, MAX( dt_dosurf_av, dt_3d ) )
1514          ENDIF
1515       ENDIF
[1]1516
1517!
1518!--    Output of particle time series
[253]1519       IF ( particle_advection )  THEN
[3761]1520          IF ( time_dopts >= dt_dopts  .OR.                                                        &
1521               ( time_since_reference_point >= particle_advection_start  .AND.                     &
[849]1522                 first_call_lpm ) )  THEN
[4017]1523             CALL lpm_data_output_ptseries
[253]1524             time_dopts = MOD( time_dopts, MAX( dt_dopts, dt_3d ) )
1525          ENDIF
[1]1526       ENDIF
1527
1528!
[3719]1529!--    If required, set the heat flux for the next time step to a random value
[2232]1530       IF ( constant_heatflux  .AND.  random_heatflux )  THEN
[3719]1531          IF ( surf_def_h(0)%ns >= 1 )  THEN
1532             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'start' )
1533             CALL disturb_heatflux( surf_def_h(0) )
1534             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'stop' )
1535          ENDIF
[4671]1536          IF ( surf_lsm_h(0)%ns >= 1 )  THEN
[3719]1537             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'start' )
[4671]1538             CALL disturb_heatflux( surf_lsm_h(0) )
[3719]1539             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'stop' )
1540          ENDIF
[4671]1541          IF ( surf_usm_h(0)%ns >= 1 )  THEN
[3719]1542             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'start' )
[4671]1543             CALL disturb_heatflux( surf_usm_h(0) )
[3719]1544             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'stop' )
1545          ENDIF
[2232]1546       ENDIF
[1]1547
1548!
[3684]1549!--    Execute alle other module actions routunes
1550       CALL module_interface_actions( 'after_timestep' )
[2817]1551
1552!
[1918]1553!--    Determine size of next time step. Save timestep dt_3d because it is
1554!--    newly calculated in routine timestep, but required further below for
1555!--    steering the run control output interval
1556       dt_3d_old = dt_3d
1557       CALL timestep
1558
[4444]1559#if defined( __parallel )
[1918]1560!
[1925]1561!--    Synchronize the timestep in case of nested run.
1562       IF ( nested_run )  THEN
1563!
1564!--       Synchronize by unifying the time step.
1565!--       Global minimum of all time-steps is used for all.
1566          CALL pmci_synchronize
1567       ENDIF
[4444]1568#endif
[1925]1569
1570!
[1918]1571!--    Computation and output of run control parameters.
1572!--    This is also done whenever perturbations have been imposed
[3761]1573       IF ( time_run_control >= dt_run_control  .OR.                                               &
1574            timestep_scheme(1:5) /= 'runge'  .OR.  disturbance_created )                           &
[1918]1575       THEN
1576          CALL run_control
1577          IF ( time_run_control >= dt_run_control )  THEN
[3761]1578             time_run_control = MOD( time_run_control, MAX( dt_run_control, dt_3d_old ) )
[1918]1579          ENDIF
1580       ENDIF
1581
1582!
[1402]1583!--    Output elapsed simulated time in form of a progress bar on stdout
1584       IF ( myid == 0 )  CALL output_progress_bar
1585
[4667]1586       IF ( debug_output_timestep )  THEN
1587           WRITE( debug_string, * ) 'time_integration', simulated_time
1588           CALL debug_message( debug_string, 'end' )
1589       ENDIF
1590
[1]1591       CALL cpu_log( log_point_s(10), 'timesteps', 'stop' )
1592
[667]1593
[1]1594    ENDDO   ! time loop
[3448]1595
[3761]1596#if defined( _OPENACC )
[3658]1597    CALL exit_surface_arrays
1598#endif
[3634]1599!$ACC END DATA
1600!$ACC END DATA
1601!$ACC END DATA
1602!$ACC END DATA
1603!$ACC END DATA
1604!$ACC END DATA
1605!$ACC END DATA
[4472]1606!$ACC END DATA
[3634]1607
[1402]1608    IF ( myid == 0 )  CALL finish_progress_bar
1609
[3885]1610    CALL location_message( 'atmosphere (and/or ocean) time-stepping', 'finished' )
[1384]1611
[1]1612 END SUBROUTINE time_integration
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.