source: palm/trunk/SOURCE/time_integration.f90 @ 4578

Last change on this file since 4578 was 4578, checked in by gronemeier, 4 years ago

message.f90:

  • bugfix : do not save input values from last call of routines debug_message and location_message
  • changes: layout changes according to PALM coding standards

time_integration.f90:

  • bugfix: removed unused variables
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 71.6 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!
[4360]17! Copyright 1997-2020 Leibniz Universitaet Hannover
[2000]18!------------------------------------------------------------------------------!
[1036]19!
[484]20! Current revisions:
[1092]21! ------------------
[4578]22!
23!
[1366]24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: time_integration.f90 4578 2020-06-25 15:43:32Z gronemeier $
[4578]27! bugfix: removed unused variables
28!
29! 4573 2020-06-24 13:08:47Z oliver.maas
[4573]30! calculate pt(0) incrementally by using dt_3d instead of calculating it absolutely
31! by using time_since_reference_point, because time_since_reference_point is set
32! to zero for initializing_actions = 'cyclic_fill'
[4578]33!
[4573]34! 4565 2020-06-15 08:30:38Z oliver.maas
[4565]35! added new surface temperature forcing method for bc_pt_b = 'dirichlet':
36! surface temperature pt(0) can be linearly increased by pt_surface_heating_rate (in K/h)
[4578]37!
[4565]38! 4564 2020-06-12 14:03:36Z raasch
[4564]39! Vertical nesting method of Huq et al. (2019) removed
[4578]40!
[4564]41! 4521 2020-05-06 11:39:49Z schwenkel
[4521]42! Rename variable
[4578]43!
[4521]44! 4511 2020-04-30 12:20:40Z raasch
[4511]45! chemistry decycling replaced by explicit setting of lateral boundary conditions
[4578]46!
[4511]47! 4508 2020-04-24 13:32:20Z raasch
[4508]48! salsa decycling replaced by explicit setting of lateral boundary conditions
49!
50! 4502 2020-04-17 16:14:16Z schwenkel
[4502]51! Implementation of ice microphysics
52!
53! 4472 2020-03-24 12:21:00Z Giersch
[4472]54! OPENACC COPYIN directive for ddx and ddy added
55!
56! 4466 2020-03-20 16:14:41Z suehring
[4466]57! Add advection fluxes to ACC copyin
58!
59! 4457 2020-03-11 14:20:43Z raasch
[4457]60! use statement for exchange horiz added
[4466]61!
[4457]62! 4444 2020-03-05 15:59:50Z raasch
[4444]63! bugfix: cpp-directives for serial mode added
[4466]64!
[4444]65! 4420 2020-02-24 14:13:56Z maronga
[4420]66! Added output control for wind turbine model
[4466]67!
[4420]68! 4403 2020-02-12 13:08:46Z banzhafs
[4403]69! Allowing both existing and on-demand emission read modes
70!
71! 4360 2020-01-07 11:25:50Z suehring
[4356]72! Bugfix, hour_call_emis uninitialized at first call of time_integration
[4466]73!
[4356]74! 4346 2019-12-18 11:55:56Z motisi
[4346]75! Introduction of wall_flags_total_0, which currently sets bits based on static
76! topography information used in wall_flags_static_0
[4466]77!
[4346]78! 4329 2019-12-10 15:46:36Z motisi
[4329]79! Renamed wall_flags_0 to wall_flags_static_0
[4466]80!
[4329]81! 4281 2019-10-29 15:15:39Z schwenkel
[4281]82! Moved boundary conditions to module interface
[4466]83!
[4281]84! 4276 2019-10-28 16:03:29Z schwenkel
[4276]85! Further modularization of lpm code components
[4466]86!
[4276]87! 4275 2019-10-28 15:34:55Z schwenkel
[4275]88! Move call oft lpm to the end of intermediate timestep loop
[4276]89!
[4275]90! 4268 2019-10-17 11:29:38Z schwenkel
[4268]91! Removing module specific boundary conditions an put them into their modules
[4276]92!
[4268]93! 4227 2019-09-10 18:04:34Z gronemeier
[4227]94! implement new palm_date_time_mod
[4466]95!
[4227]96! 4226 2019-09-10 17:03:24Z suehring
[4226]97! Changes in interface for the offline nesting
[4466]98!
[4226]99! 4182 2019-08-22 15:20:23Z scharf
[4182]100! Corrected "Former revisions" section
[4466]101!
[4182]102! 4170 2019-08-19 17:12:31Z gronemeier
[4170]103! copy diss, diss_p, tdiss_m to GPU
[4466]104!
[4170]105! 4144 2019-08-06 09:11:47Z raasch
[4144]106! relational operators .EQ., .NE., etc. replaced by ==, /=, etc.
[4466]107!
[4144]108! 4126 2019-07-30 11:09:11Z gronemeier
[4126]109! renamed routine to calculate uv exposure
[4466]110!
[4126]111! 4111 2019-07-22 18:16:57Z suehring
[4111]112! advc_flags_1 / advc_flags_2 renamed to advc_flags_m / advc_flags_s
[4466]113!
[4111]114! 4069 2019-07-01 14:05:51Z Giersch
[4466]115! Masked output running index mid has been introduced as a local variable to
[4069]116! avoid runtime error (Loop variable has been modified) in time_integration
[4466]117!
[4069]118! 4064 2019-07-01 05:33:33Z gronemeier
[4064]119! Moved call to radiation module out of intermediate time loop
[4466]120!
[4064]121! 4048 2019-06-21 21:00:21Z knoop
[4048]122! Moved production_e_init call into turbulence_closure_mod
[4466]123!
[4048]124! 4047 2019-06-21 18:58:09Z knoop
[4047]125! Added remainings of swap_timelevel upon its dissolution
[4466]126!
[4047]127! 4043 2019-06-18 16:59:00Z schwenkel
[4043]128! Further LPM modularization
129!
130! 4039 2019-06-18 10:32:41Z suehring
[4039]131! Rename subroutines in module for diagnostic quantities
[4466]132!
[4039]133! 4029 2019-06-14 14:04:35Z raasch
[4029]134! exchange of ghost points and boundary conditions separated for chemical species and SALSA module,
135! bugfix: decycling of chemistry species after nesting data transfer
[4466]136!
[4029]137! 4022 2019-06-12 11:52:39Z suehring
[4022]138! Call synthetic turbulence generator at last RK3 substep right after boundary
[4466]139! conditions are updated in offline nesting in order to assure that
140! perturbations are always imposed
141!
[4022]142! 4017 2019-06-06 12:16:46Z schwenkel
[4010]143! Mass (volume) flux correction included to ensure global mass conservation for child domains.
[4466]144!
[4010]145! 3994 2019-05-22 18:08:09Z suehring
[3994]146! output of turbulence intensity added
[4466]147!
[3994]148! 3988 2019-05-22 11:32:37Z kanani
[3988]149! Implement steerable output interval for virtual measurements
[4466]150!
[3988]151! 3968 2019-05-13 11:04:01Z suehring
[3968]152! replace nspec_out with n_matched_vars
[4466]153!
[3968]154! 3929 2019-04-24 12:52:08Z banzhafs
[3929]155! Reverse changes back from revision 3878: use chem_boundary_conds instead of
156! chem_boundary_conds_decycle
[4466]157!
158!
[3929]159! 3885 2019-04-11 11:29:34Z kanani
[4466]160! Changes related to global restructuring of location messages and introduction
[3885]161! of additional debug messages
[3929]162!
[3885]163! 3879 2019-04-08 20:25:23Z knoop
[3875]164! Moved wtm_forces to module_interface_actions
[4466]165!
[3875]166! 3872 2019-04-08 15:03:06Z knoop
[3864]167! Modifications made for salsa:
168! - Call salsa_emission_update at each time step but do the checks within
169!   salsa_emission_update (i.e. skip_time_do_salsa >= time_since_reference_point
170!   and next_aero_emission_update <= time_since_reference_point ).
[4466]171! - Renamed nbins --> nbins_aerosol, ncc_tot --> ncomponents_mass and
[3864]172!   ngast --> ngases_salsa and loop indices b, c and sg to ib, ic and ig
173! - Apply nesting for salsa variables
174! - Removed cpu_log calls speciffic for salsa.
[4466]175!
[3864]176! 3833 2019-03-28 15:04:04Z forkel
[3879]177! added USE chem_gasphase_mod, replaced nspec by nspec since fixed compounds are not integrated
[4466]178!
[3833]179! 3820 2019-03-27 11:53:41Z forkel
[3820]180! renamed do_emiss to emissions_anthropogenic (ecc)
[4466]181!
182!
[3820]183! 3774 2019-03-04 10:52:49Z moh.hefny
[3774]184! rephrase if statement to avoid unallocated array in case of
185! nesting_offline is false (crashing during debug mode)
186!
187! 3761 2019-02-25 15:31:42Z raasch $
[3761]188! module section re-formatted and openacc required variables moved to separate section,
189! re-formatting to 100 char line width
[4466]190!
[3761]191! 3745 2019-02-15 18:57:56Z suehring
[3745]192! Call indoor model after first timestep
[4466]193!
[3745]194! 3744 2019-02-15 18:38:58Z suehring
[3742]195! - Moved call of bio_calculate_thermal_index_maps from biometeorology module to
196! time_integration to make sure averaged input is updated before calculating.
[4466]197!
[3742]198! 3739 2019-02-13 08:05:17Z dom_dwd_user
[3739]199! Removed everything related to "time_bio_results" as this is never used.
[4466]200!
[3739]201! 3724 2019-02-06 16:28:23Z kanani
[4466]202! Correct double-used log_point_s unit
203!
[3724]204! 3719 2019-02-06 13:10:18Z kanani
[3719]205! - removed wind_turbine cpu measurement, since same time is measured inside
206!   wtm_forces subroutine as special measures
207! - moved the numerous vnest cpulog to special measures
208! - extended radiation cpulog over entire radiation part,
209!   moved radiation_interactions cpulog to special measures
210! - moved some cpu_log calls to this routine for better overview
[4466]211!
[3719]212! 3705 2019-01-29 19:56:39Z suehring
[3705]213! Data output for virtual measurements added
[4466]214!
[3705]215! 3704 2019-01-29 19:51:41Z suehring
[3648]216! Rename subroutines for surface-data output
[4466]217!
[3648]218! 3647 2019-01-02 14:10:44Z kanani
[3647]219! Bugfix: add time_since_reference_point to IF clause for data_output calls
220! (otherwise skip_time_* values don't come into affect with dt_do* = 0.0).
221! Clean up indoor_model and biometeorology model call.
[3569]222!
[4182]223! Revision 1.1  1997/08/11 06:19:04  raasch
224! Initial revision
225!
226!
[1]227! Description:
228! ------------
[1682]229!> Integration in time of the model equations, statistical analysis and graphic
230!> output
[1]231!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]232 SUBROUTINE time_integration
[1]233
[4466]234
[3761]235    USE advec_ws,                                                                                  &
[1320]236        ONLY:  ws_statistics
237
[3761]238    USE arrays_3d,                                                                                 &
[4508]239        ONLY:  diss, diss_p, dzu, e_p, nc_p, ni_p, nr_p, prho, pt, pt_p, pt_init, q, qc_p, qr_p,   &
240               q_init, q_p, qi_p, ref_state, rho_ocean, sa_p, s_p, tend, u, u_p, v, vpt, v_p, w_p
[1320]241
[4444]242#if defined( __parallel )  &&  ! defined( _OPENACC )
243    USE arrays_3d,                                                                                 &
[4508]244        ONLY:  e, nc, ni, nr, qc, qi, qr, s, w
[4444]245#endif
246
[3761]247    USE biometeorology_mod,                                                                        &
[4126]248        ONLY:  bio_calculate_thermal_index_maps, thermal_comfort, bio_calculate_uv_exposure,       &
249               uv_exposure
[3448]250
[3761]251    USE bulk_cloud_model_mod,                                                                      &
252        ONLY: bulk_cloud_model, calc_liquid_water_content, collision_turbulence,                   &
[4521]253              microphysics_ice_phase, microphysics_morrison, microphysics_seifert
[3294]254
[3761]255    USE calc_mean_profile_mod,                                                                     &
[1320]256        ONLY:  calc_mean_profile
257
[3761]258    USE chem_emissions_mod,                                                                        &
[4403]259        ONLY:  chem_emissions_setup, chem_emissions_update_on_demand
[2696]260
[3833]261    USE chem_gasphase_mod,                                                                         &
[3929]262        ONLY:  nvar
[3833]263
[3761]264    USE chem_modules,                                                                              &
[4511]265        ONLY:  bc_cs_t_val, chem_species, communicator_chem, emissions_anthropogenic,              &
266               emiss_read_legacy_mode, n_matched_vars
[2696]267
[3761]268    USE control_parameters,                                                                        &
269        ONLY:  advected_distance_x, advected_distance_y, air_chemistry, average_count_3d,          &
270               averaging_interval, averaging_interval_pr, bc_lr_cyc, bc_ns_cyc, bc_pt_t_val,       &
271               bc_q_t_val, biometeorology, call_psolver_at_all_substeps,  child_domain,            &
[4276]272               constant_flux_layer, constant_heatflux, create_disturbances,        &
[3761]273               dopr_n, constant_diffusion, coupling_mode, coupling_start_time,                     &
274               current_timestep_number, disturbance_created, disturbance_energy_limit, dist_range, &
275               do_sum, dt_3d, dt_averaging_input, dt_averaging_input_pr, dt_coupling,              &
276               dt_data_output_av, dt_disturb, dt_do2d_xy, dt_do2d_xz, dt_do2d_yz, dt_do3d,         &
[4017]277               dt_domask,dt_dopts, dt_dopr, dt_dopr_listing, dt_dots, dt_run_control,              &
[3761]278               end_time, first_call_lpm, first_call_mas, galilei_transformation, humidity,         &
279               indoor_model, intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max,         &
280               land_surface, large_scale_forcing, loop_optimization, lsf_surf, lsf_vert, masks,    &
[4069]281               multi_agent_system_end, multi_agent_system_start, nesting_offline, neutral,         &
[3761]282               nr_timesteps_this_run, nudging, ocean_mode, passive_scalar, pt_reference,           &
[4578]283               pt_slope_offset, pt_surface_heating_rate,                                           &
[4565]284               random_heatflux, rans_tke_e, run_coupled, salsa,                                    &
[3761]285               simulated_time, simulated_time_chr, skip_time_do2d_xy, skip_time_do2d_xz,           &
286               skip_time_do2d_yz, skip_time_do3d, skip_time_domask, skip_time_dopr,                &
287               skip_time_data_output_av, sloping_surface, stop_dt, surface_output,                 &
288               terminate_coupled, terminate_run, timestep_scheme, time_coupling, time_do2d_xy,     &
289               time_do2d_xz, time_do2d_yz, time_do3d, time_domask, time_dopr, time_dopr_av,        &
290               time_dopr_listing, time_dopts, time_dosp, time_dosp_av, time_dots, time_do_av,      &
[4017]291               time_do_sla, time_disturb, time_run_control, time_since_reference_point,            &
[4508]292               timestep_count, turbulent_inflow, turbulent_outflow, urban_surface,                 &
[3761]293               use_initial_profile_as_reference, use_single_reference_value, u_gtrans, v_gtrans,   &
[4508]294               virtual_flight, virtual_measurement, ws_scheme_mom, ws_scheme_sca
[1320]295
[4444]296#if defined( __parallel )
297    USE control_parameters,                                                                        &
298        ONLY:  rans_mode
299#endif
300
[3761]301    USE cpulog,                                                                                    &
[1320]302        ONLY:  cpu_log, log_point, log_point_s
303
[3994]304    USE diagnostic_output_quantities_mod,                                                          &
[4039]305        ONLY:  doq_calculate,                                                                      &
[3994]306               timestep_number_at_prev_calc
307
[4457]308    USE exchange_horiz_mod,                                                                        &
309        ONLY:  exchange_horiz
310
[3761]311    USE flight_mod,                                                                                &
[1957]312        ONLY:  flight_measurement
313
[4472]314    USE grid_variables,                                                                            &
315        ONLY:  ddx, ddy
316
[3761]317    USE indices,                                                                                   &
318        ONLY:  nbgp, nx, nxl, nxlg, nxr, nxrg, nzb, nzt
[1320]319
[3761]320    USE indoor_model_mod,                                                                          &
321        ONLY:  dt_indoor, im_main_heatcool, time_indoor
[3469]322
[1918]323    USE interfaces
324
[1320]325    USE kinds
326
[3761]327    USE land_surface_model_mod,                                                                    &
328        ONLY:  lsm_boundary_condition, lsm_energy_balance, lsm_soil_model, skip_time_do_lsm
[1496]329
[4017]330    USE lagrangian_particle_model_mod,                                                             &
[4276]331        ONLY:  lpm_data_output_ptseries
[3761]332
333    USE lsf_nudging_mod,                                                                           &
[3347]334        ONLY:  calc_tnudge, ls_forcing_surf, ls_forcing_vert, nudge_ref
[1320]335
[3761]336    USE module_interface,                                                                          &
[4268]337        ONLY:  module_interface_actions, module_interface_swap_timelevel,                          &
338               module_interface_boundary_conditions
[3684]339
[3761]340    USE multi_agent_system_mod,                                                                    &
[3198]341        ONLY:  agents_active, multi_agent_system
[3448]342
[3761]343    USE nesting_offl_mod,                                                                          &
[4226]344        ONLY:  nesting_offl_bc,                                                                    &
345               nesting_offl_geostrophic_wind,                                                      &
346               nesting_offl_input,                                                                 &
347               nesting_offl_interpolation_factor,                                                  &
348               nesting_offl_mass_conservation
[3864]349
[3761]350    USE netcdf_data_input_mod,                                                                     &
[4226]351        ONLY:  chem_emis, chem_emis_att
[3298]352
[3761]353    USE ocean_mod,                                                                                 &
[3294]354        ONLY:  prho_reference
355
[4227]356    USE palm_date_time_mod,                                                                        &
357        ONLY:  get_date_time
358
[3761]359    USE particle_attributes,                                                                       &
360        ONLY:  particle_advection, particle_advection_start, use_sgs_for_particles, wang_kernel
[1320]361
[1]362    USE pegrid
363
[4444]364#if defined( __parallel )
[3761]365    USE pmc_interface,                                                                             &
[4010]366        ONLY:  nested_run, nesting_mode, pmci_boundary_conds, pmci_datatrans, pmci_synchronize,    &
[4047]367        pmci_ensure_nest_mass_conservation, pmci_ensure_nest_mass_conservation_vertical,           &
368        pmci_set_swaplevel
[4444]369#endif
[1762]370
[3761]371    USE progress_bar,                                                                              &
[1402]372        ONLY:  finish_progress_bar, output_progress_bar
373
[3761]374    USE prognostic_equations_mod,                                                                  &
[2118]375        ONLY:  prognostic_equations_cache, prognostic_equations_vector
[1320]376
[3761]377    USE radiation_model_mod,                                                                       &
378        ONLY: dt_radiation, force_radiation_call, radiation, radiation_control,                    &
379              radiation_interaction, radiation_interactions, skip_time_do_radiation, time_radiation
[3864]380
[3761]381    USE salsa_mod,                                                                                 &
[3864]382        ONLY: aerosol_number, aerosol_mass, bc_am_t_val, bc_an_t_val, bc_gt_t_val,                 &
[4508]383              communicator_salsa, nbins_aerosol, ncomponents_mass, ngases_salsa,                   &
384              salsa_boundary_conditions, salsa_emission_update, salsa_gas, salsa_gases_from_chem,  &
385              skip_time_do_salsa
[1496]386
[3761]387    USE spectra_mod,                                                                               &
388        ONLY: average_count_sp, averaging_interval_sp, calc_spectra, dt_dosp, skip_time_dosp
[1786]389
[3761]390    USE statistics,                                                                                &
391        ONLY:  flow_statistics_called, hom, pr_palm, sums_ls_l
[1320]392
[3761]393
394    USE surface_layer_fluxes_mod,                                                                  &
[1691]395        ONLY:  surface_layer_fluxes
396
[3761]397    USE surface_data_output_mod,                                                                   &
398        ONLY:  average_count_surf, averaging_interval_surf, dt_dosurf, dt_dosurf_av,               &
399               surface_data_output, surface_data_output_averaging, skip_time_dosurf,               &
[3648]400               skip_time_dosurf_av, time_dosurf, time_dosurf_av
[2232]401
[3761]402    USE surface_mod,                                                                               &
403        ONLY:  surf_def_h, surf_lsm_h, surf_usm_h
404
405    USE synthetic_turbulence_generator_mod,                                                        &
406        ONLY:  dt_stg_call, dt_stg_adjust, parametrize_inflow_turbulence, stg_adjust, stg_main,    &
407               time_stg_adjust, time_stg_call, use_syn_turb_gen
408
409    USE turbulence_closure_mod,                                                                    &
[4048]410        ONLY:  tcm_diffusivities
[2696]411
[3761]412    USE urban_surface_mod,                                                                         &
413        ONLY:  usm_boundary_condition, usm_material_heat_model, usm_material_model,                &
[3597]414               usm_surface_energy_balance, usm_green_heat_model
[2007]415
[3761]416    USE virtual_measurement_mod,                                                                   &
[3988]417        ONLY:  dt_virtual_measurement,                                                             &
418               time_virtual_measurement,                                                           &
419               vm_data_output,                                                                     &
420               vm_sampling,                                                                        &
421               vm_time_start
[2259]422
[4466]423
[4420]424    USE wind_turbine_model_mod,                                                                    &
425        ONLY:  dt_data_output_wtm, time_wtm, wind_turbine, wtm_data_output
[1914]426
[3761]427#if defined( _OPENACC )
[4444]428    USE arrays_3d,                                                                                 &
[4466]429        ONLY:  d, dd2zu, ddzu, ddzw,                                                               &
430               diss_l_u,                                                                           &
431               diss_l_v,                                                                           &
432               diss_l_w,                                                                           &
433               diss_s_u,                                                                           &
434               diss_s_v,                                                                           &
435               diss_s_w,                                                                           &
436               drho_air, drho_air_zw, dzw, e,                                                      &
437               flux_l_u,                                                                           &
438               flux_l_v,                                                                           &
439               flux_l_w,                                                                           &
440               flux_s_u,                                                                           &
441               flux_s_v,                                                                           &
442               flux_s_w,                                                                           &
443               heatflux_output_conversion,                                                         &
[4508]444               kh, km, momentumflux_output_conversion, nc, ni, nr, p, ptdf_x, ptdf_y, qc, qi, qr, rdf,     &
[4444]445               rdf_sc, rho_air, rho_air_zw, s, tdiss_m, te_m, tpt_m, tu_m, tv_m, tw_m, ug, u_init, &
[4508]446               u_stokes_zu, vg, v_init, v_stokes_zu, w, zu
[2365]447
[3761]448    USE control_parameters,                                                                        &
449        ONLY:  tsc
450
451    USE indices,                                                                                   &
[4346]452        ONLY:  advc_flags_m, advc_flags_s, nyn, nyng, nys, nysg, nz, nzb_max, wall_flags_total_0
[3761]453
454    USE statistics,                                                                                &
455        ONLY:  rmask, statistic_regions, sums_l, sums_l_l, sums_us2_ws_l,                          &
456               sums_wsus_ws_l, sums_vs2_ws_l, sums_wsvs_ws_l, sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l,      &
457               sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l, sums_wsqcs_ws_l, sums_wsqrs_ws_l, sums_wsncs_ws_l, &
[4508]458               sums_wsnrs_ws_l, sums_wsss_ws_l, weight_substep, sums_salsa_ws_l, sums_wsqis_ws_l,  &
459               sums_wsnis_ws_l
[3761]460
461    USE surface_mod,                                                                               &
462        ONLY:  bc_h, enter_surface_arrays, exit_surface_arrays
463#endif
464
465
[1]466    IMPLICIT NONE
467
[3298]468    CHARACTER (LEN=9) ::  time_to_string   !<
[3864]469
[4356]470    INTEGER(iwp) ::  hour                !< hour of current time
471    INTEGER(iwp) ::  hour_call_emis = -1 !< last hour where emission was called
472    INTEGER(iwp) ::  ib                  !< index for aerosol size bins
473    INTEGER(iwp) ::  ic                  !< index for aerosol mass bins
474    INTEGER(iwp) ::  icc                 !< additional index for aerosol mass bins
475    INTEGER(iwp) ::  ig                  !< index for salsa gases
[4444]476    INTEGER(iwp) ::  mid                 !< masked output running index
[4356]477    INTEGER(iwp) ::  n                   !< loop counter for chemistry species
[3014]478
[1918]479    REAL(wp) ::  dt_3d_old  !< temporary storage of timestep to be used for
480                            !< steering of run control output interval
[3241]481    REAL(wp) ::  time_since_reference_point_save  !< original value of
482                                                  !< time_since_reference_point
483
[3634]484
[3761]485!
486!-- Copy data from arrays_3d
[4466]487!$ACC DATA &
[3634]488!$ACC COPY(d(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr)) &
[4170]489!$ACC COPY(diss(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[3634]490!$ACC COPY(e(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
491!$ACC COPY(u(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
492!$ACC COPY(v(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
493!$ACC COPY(w(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
494!$ACC COPY(kh(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
495!$ACC COPY(km(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
496!$ACC COPY(p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
497!$ACC COPY(pt(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg))
498
499!$ACC DATA &
[4466]500!$ACC COPYIN(diss_l_u(0:nz+1,nys:nyn,0), flux_l_u(0:nz+1,nys:nyn,0)) &
501!$ACC COPYIN(diss_l_v(0:nz+1,nys:nyn,0), flux_l_v(0:nz+1,nys:nyn,0)) &
502!$ACC COPYIN(diss_l_w(0:nz+1,nys:nyn,0), flux_l_w(0:nz+1,nys:nyn,0)) &
503!$ACC COPYIN(diss_s_u(0:nz+1,0), flux_s_u(0:nz+1,0)) &
504!$ACC COPYIN(diss_s_v(0:nz+1,0), flux_s_v(0:nz+1,0)) &
505!$ACC COPYIN(diss_s_w(0:nz+1,0), flux_s_w(0:nz+1,0)) &
[4170]506!$ACC COPY(diss_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[3634]507!$ACC COPY(e_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
508!$ACC COPY(u_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
509!$ACC COPY(v_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
510!$ACC COPY(w_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
511!$ACC COPY(pt_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
512!$ACC COPY(tend(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[4170]513!$ACC COPY(tdiss_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[3634]514!$ACC COPY(te_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
515!$ACC COPY(tu_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
516!$ACC COPY(tv_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
517!$ACC COPY(tw_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
518!$ACC COPY(tpt_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg))
519
520!$ACC DATA &
521!$ACC COPYIN(rho_air(nzb:nzt+1), drho_air(nzb:nzt+1)) &
522!$ACC COPYIN(rho_air_zw(nzb:nzt+1), drho_air_zw(nzb:nzt+1)) &
523!$ACC COPYIN(zu(nzb:nzt+1)) &
524!$ACC COPYIN(dzu(1:nzt+1), dzw(1:nzt+1)) &
525!$ACC COPYIN(ddzu(1:nzt+1), dd2zu(1:nzt)) &
526!$ACC COPYIN(ddzw(1:nzt+1)) &
[3658]527!$ACC COPYIN(heatflux_output_conversion(nzb:nzt+1)) &
528!$ACC COPYIN(momentumflux_output_conversion(nzb:nzt+1)) &
[3634]529!$ACC COPYIN(rdf(nzb+1:nzt), rdf_sc(nzb+1:nzt)) &
530!$ACC COPYIN(ptdf_x(nxlg:nxrg), ptdf_y(nysg:nyng)) &
531!$ACC COPYIN(ref_state(0:nz+1)) &
532!$ACC COPYIN(u_init(0:nz+1), v_init(0:nz+1)) &
533!$ACC COPYIN(u_stokes_zu(nzb:nzt+1), v_stokes_zu(nzb:nzt+1)) &
534!$ACC COPYIN(pt_init(0:nz+1)) &
535!$ACC COPYIN(ug(0:nz+1), vg(0:nz+1))
536
[3761]537!
538!-- Copy data from control_parameters
[3634]539!$ACC DATA &
540!$ACC COPYIN(tsc(1:5))
541
[3761]542!
[4472]543!-- Copy data from grid_variables
544!$ACC DATA &
545!$ACC COPYIN(ddx, ddy)
546
547!
[3761]548!-- Copy data from indices
[3634]549!$ACC DATA &
[4111]550!$ACC COPYIN(advc_flags_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
551!$ACC COPYIN(advc_flags_s(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[4346]552!$ACC COPYIN(wall_flags_total_0(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg))
[3634]553
[3761]554!
555!-- Copy data from surface_mod
[3634]556!$ACC DATA &
557!$ACC COPYIN(bc_h(0:1)) &
558!$ACC COPYIN(bc_h(0)%i(1:bc_h(0)%ns)) &
559!$ACC COPYIN(bc_h(0)%j(1:bc_h(0)%ns)) &
560!$ACC COPYIN(bc_h(0)%k(1:bc_h(0)%ns)) &
561!$ACC COPYIN(bc_h(1)%i(1:bc_h(1)%ns)) &
562!$ACC COPYIN(bc_h(1)%j(1:bc_h(1)%ns)) &
563!$ACC COPYIN(bc_h(1)%k(1:bc_h(1)%ns))
564
[3761]565!
566!-- Copy data from statistics
[3634]567!$ACC DATA &
[3658]568!$ACC COPYIN(hom(0:nz+1,1:2,1:4,0)) &
[3634]569!$ACC COPYIN(rmask(nysg:nyng,nxlg:nxrg,0:statistic_regions)) &
570!$ACC COPYIN(weight_substep(1:intermediate_timestep_count_max)) &
[3658]571!$ACC COPY(sums_l(nzb:nzt+1,1:pr_palm,0)) &
[3634]572!$ACC COPY(sums_l_l(nzb:nzt+1,0:statistic_regions,0)) &
573!$ACC COPY(sums_us2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
574!$ACC COPY(sums_wsus_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
575!$ACC COPY(sums_vs2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
576!$ACC COPY(sums_wsvs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
577!$ACC COPY(sums_ws2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
578!$ACC COPY(sums_wspts_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
579!$ACC COPY(sums_wssas_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
580!$ACC COPY(sums_wsqs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
581!$ACC COPY(sums_wsqcs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[4502]582!$ACC COPY(sums_wsqis_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[3634]583!$ACC COPY(sums_wsqrs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
584!$ACC COPY(sums_wsncs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[4502]585!$ACC COPY(sums_wsnis_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[3634]586!$ACC COPY(sums_wsnrs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
587!$ACC COPY(sums_wsss_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
588!$ACC COPY(sums_salsa_ws_l(nzb:nzt+1,0))
589
[4472]590!
591!-- Next statement is to avoid compiler warnings about unused variables. Please
592!-- remove in case that you are using them. ddx and ddy need to be defined in
593!-- time_integration because of ACC COPYIN directive.
594    ddx = ddx
595    ddy = ddy
596
[3761]597#if defined( _OPENACC )
[3658]598    CALL enter_surface_arrays
599#endif
600
[1]601!
[1918]602!-- At beginning determine the first time step
603    CALL timestep
[4444]604
605#if defined( __parallel )
[1764]606!
607!-- Synchronize the timestep in case of nested run.
608    IF ( nested_run )  THEN
[1878]609!
610!--    Synchronization by unifying the time step.
611!--    Global minimum of all time-steps is used for all.
612       CALL pmci_synchronize
[1764]613    ENDIF
[4444]614#endif
[1764]615
[1918]616!
617!-- Determine and print out the run control quantities before the first time
618!-- step of this run. For the initial run, some statistics (e.g. divergence)
[3004]619!-- need to be determined first --> CALL flow_statistics at the beginning of
620!-- run_control
[1]621    CALL run_control
[108]622!
[4466]623!-- Data exchange between coupled models in case that a call has been omitted
[108]624!-- at the end of the previous run of a job chain.
[4564]625    IF ( coupling_mode /= 'uncoupled'  .AND.  run_coupled )  THEN
[108]626!
[4466]627!--    In case of model termination initiated by the local model the coupler
628!--    must not be called because this would again cause an MPI hang.
[1918]629       DO WHILE ( time_coupling >= dt_coupling  .AND.  terminate_coupled == 0 )
[108]630          CALL surface_coupler
631          time_coupling = time_coupling - dt_coupling
632       ENDDO
[3761]633       IF (time_coupling == 0.0_wp  .AND.  time_since_reference_point < dt_coupling )  THEN
[348]634          time_coupling = time_since_reference_point
635       ENDIF
[108]636    ENDIF
637
[3885]638    CALL location_message( 'atmosphere (and/or ocean) time-stepping', 'start' )
[3761]639
[1]640!
641!-- Start of the time loop
[3761]642    DO  WHILE ( simulated_time < end_time  .AND.  .NOT. stop_dt  .AND. .NOT. terminate_run )
[1]643
644       CALL cpu_log( log_point_s(10), 'timesteps', 'start' )
[4444]645
[1]646!
[4466]647!--    Determine ug, vg and w_subs in dependence on data from external file
[1241]648!--    LSF_DATA
[1365]649       IF ( large_scale_forcing .AND. lsf_vert )  THEN
[1241]650           CALL ls_forcing_vert ( simulated_time )
[1365]651           sums_ls_l = 0.0_wp
[1241]652       ENDIF
653
654!
[4466]655!--    Set pt_init and q_init to the current profiles taken from
656!--    NUDGING_DATA
[1380]657       IF ( nudging )  THEN
658           CALL nudge_ref ( simulated_time )
659!
660!--        Store temperature gradient at the top boundary for possible Neumann
661!--        boundary condition
662           bc_pt_t_val = ( pt_init(nzt+1) - pt_init(nzt) ) / dzu(nzt+1)
663           bc_q_t_val  = ( q_init(nzt+1) - q_init(nzt) ) / dzu(nzt+1)
[3298]664           IF ( air_chemistry )  THEN
[4511]665              DO  n = 1, nvar
666                 bc_cs_t_val = (  chem_species(n)%conc_pr_init(nzt+1)                              &
667                                - chem_species(n)%conc_pr_init(nzt) )                              &
[3298]668                               / dzu(nzt+1)
669              ENDDO
670           ENDIF
[3864]671           IF ( salsa  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do_salsa )  THEN
672              DO  ib = 1, nbins_aerosol
673                 bc_an_t_val = ( aerosol_number(ib)%init(nzt+1) - aerosol_number(ib)%init(nzt) ) / &
674                               dzu(nzt+1)
675                 DO  ic = 1, ncomponents_mass
676                    icc = ( ic - 1 ) * nbins_aerosol + ib
677                    bc_am_t_val = ( aerosol_mass(icc)%init(nzt+1) - aerosol_mass(icc)%init(nzt) ) /&
678                                  dzu(nzt+1)
679                 ENDDO
680              ENDDO
681              IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
682                 DO  ig = 1, ngases_salsa
683                    bc_gt_t_val = ( salsa_gas(ig)%init(nzt+1) - salsa_gas(ig)%init(nzt) ) /        &
684                                  dzu(nzt+1)
685                 ENDDO
686              ENDIF
687           ENDIF
[1380]688       ENDIF
[2696]689!
[4466]690!--    Input of boundary data.
[4226]691       IF ( nesting_offline )  CALL nesting_offl_input
[1380]692!
[4276]693!--    Execute all other module actions routines
[3684]694       CALL module_interface_actions( 'before_timestep' )
[4466]695
[4508]696!
[1]697!--    Start of intermediate step loop
698       intermediate_timestep_count = 0
[3761]699       DO  WHILE ( intermediate_timestep_count < intermediate_timestep_count_max )
[1]700
701          intermediate_timestep_count = intermediate_timestep_count + 1
702
703!
704!--       Set the steering factors for the prognostic equations which depend
705!--       on the timestep scheme
706          CALL timestep_scheme_steering
707
708!
[1128]709!--       Calculate those variables needed in the tendency terms which need
710!--       global communication
[3761]711          IF ( .NOT. use_single_reference_value  .AND.  .NOT. use_initial_profile_as_reference )   &
712          THEN
[1179]713!
714!--          Horizontally averaged profiles to be used as reference state in
715!--          buoyancy terms (WARNING: only the respective last call of
716!--          calc_mean_profile defines the reference state!)
[1365]717             IF ( .NOT. neutral )  THEN
718                CALL calc_mean_profile( pt, 4 )
719                ref_state(:)  = hom(:,1,4,0) ! this is used in the buoyancy term
720             ENDIF
[3294]721             IF ( ocean_mode )  THEN
[2031]722                CALL calc_mean_profile( rho_ocean, 64 )
[1365]723                ref_state(:)  = hom(:,1,64,0)
724             ENDIF
725             IF ( humidity )  THEN
726                CALL calc_mean_profile( vpt, 44 )
727                ref_state(:)  = hom(:,1,44,0)
728             ENDIF
[2617]729!
730!--          Assure that ref_state does not become zero at any level
[4466]731!--          ( might be the case if a vertical level is completely occupied
[2617]732!--            with topography ).
[3761]733             ref_state = MERGE( MAXVAL(ref_state), ref_state, ref_state == 0.0_wp )
[1179]734          ENDIF
735
[3761]736          IF ( ( ws_scheme_mom .OR. ws_scheme_sca )  .AND.  intermediate_timestep_count == 1 )     &
737          THEN
738             CALL ws_statistics
739          ENDIF
[1365]740!
741!--       In case of nudging calculate current nudging time scale and horizontal
[1380]742!--       means of u, v, pt and q
[1365]743          IF ( nudging )  THEN
744             CALL calc_tnudge( simulated_time )
745             CALL calc_mean_profile( u, 1 )
746             CALL calc_mean_profile( v, 2 )
747             CALL calc_mean_profile( pt, 4 )
748             CALL calc_mean_profile( q, 41 )
749          ENDIF
[1128]750!
[3876]751!--       Execute all other module actions routunes
752          CALL module_interface_actions( 'before_prognostic_equations' )
753!
[1]754!--       Solve the prognostic equations. A fast cache optimized version with
755!--       only one single loop is used in case of Piascek-Williams advection
756!--       scheme. NEC vector machines use a different version, because
757!--       in the other versions a good vectorization is prohibited due to
758!--       inlining problems.
[1019]759          IF ( loop_optimization == 'cache' )  THEN
760             CALL prognostic_equations_cache
761          ELSEIF ( loop_optimization == 'vector' )  THEN
[63]762             CALL prognostic_equations_vector
[1]763          ENDIF
[4508]764
[1]765!
[3159]766!--       Movement of agents in multi agent system
[3761]767          IF ( agents_active  .AND.  time_since_reference_point >= multi_agent_system_start  .AND. &
768               time_since_reference_point <= multi_agent_system_end  .AND.                         &
769               intermediate_timestep_count == 1 )                                                  &
770          THEN
[3159]771             CALL multi_agent_system
772             first_call_mas = .FALSE.
773          ENDIF
774
775!
[1]776!--       Exchange of ghost points (lateral boundary conditions)
[2118]777          CALL cpu_log( log_point(26), 'exchange-horiz-progn', 'start' )
[1113]778
[2118]779          CALL exchange_horiz( u_p, nbgp )
780          CALL exchange_horiz( v_p, nbgp )
781          CALL exchange_horiz( w_p, nbgp )
782          CALL exchange_horiz( pt_p, nbgp )
783          IF ( .NOT. constant_diffusion )  CALL exchange_horiz( e_p, nbgp )
[3761]784          IF ( rans_tke_e  .OR.  wang_kernel  .OR.  collision_turbulence                           &
[2696]785               .OR.  use_sgs_for_particles )  THEN
786             IF ( rans_tke_e )  THEN
787                CALL exchange_horiz( diss_p, nbgp )
788             ELSE
789                CALL exchange_horiz( diss, nbgp )
790             ENDIF
791          ENDIF
[3294]792          IF ( ocean_mode )  THEN
[2118]793             CALL exchange_horiz( sa_p, nbgp )
794             CALL exchange_horiz( rho_ocean, nbgp )
795             CALL exchange_horiz( prho, nbgp )
796          ENDIF
797          IF ( humidity )  THEN
798             CALL exchange_horiz( q_p, nbgp )
[3274]799             IF ( bulk_cloud_model .AND. microphysics_morrison )  THEN
[2292]800                CALL exchange_horiz( qc_p, nbgp )
801                CALL exchange_horiz( nc_p, nbgp )
802             ENDIF
[3274]803             IF ( bulk_cloud_model .AND. microphysics_seifert )  THEN
[2118]804                CALL exchange_horiz( qr_p, nbgp )
805                CALL exchange_horiz( nr_p, nbgp )
[1053]806             ENDIF
[4521]807             IF ( bulk_cloud_model .AND. microphysics_ice_phase )  THEN
[4502]808                CALL exchange_horiz( qi_p, nbgp )
809                CALL exchange_horiz( ni_p, nbgp )
810             ENDIF
[2118]811          ENDIF
[2696]812          IF ( passive_scalar )  CALL exchange_horiz( s_p, nbgp )
[3929]813          IF ( air_chemistry )  THEN
[4511]814             DO  n = 1, nvar
815                CALL exchange_horiz( chem_species(n)%conc_p, nbgp,                                 &
816                                     alternative_communicator = communicator_chem )
[4029]817             ENDDO
818          ENDIF
819
820          IF ( salsa  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do_salsa )  THEN
821             DO  ib = 1, nbins_aerosol
[4508]822                CALL exchange_horiz( aerosol_number(ib)%conc_p, nbgp,                              &
823                                     alternative_communicator = communicator_salsa )
[4029]824                DO  ic = 1, ncomponents_mass
825                   icc = ( ic - 1 ) * nbins_aerosol + ib
[4508]826                   CALL exchange_horiz( aerosol_mass(icc)%conc_p, nbgp,                            &
827                                        alternative_communicator = communicator_salsa )
[4029]828                ENDDO
829             ENDDO
830             IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
831                DO  ig = 1, ngases_salsa
[4508]832                   CALL exchange_horiz( salsa_gas(ig)%conc_p, nbgp,                                &
833                                        alternative_communicator = communicator_salsa )
[4029]834                ENDDO
835             ENDIF
836          ENDIF
[4508]837
[4029]838          CALL cpu_log( log_point(26), 'exchange-horiz-progn', 'stop' )
839
[3929]840!
[4029]841!--       Boundary conditions for the prognostic quantities (except of the
[4281]842!--       velocities at the outflow in case of a non-cyclic lateral wall) and
843!--       boundary conditions for module-specific variables
[4268]844          CALL module_interface_boundary_conditions
[4508]845
[1]846!
[4047]847!--       Incrementing timestep counter
848          timestep_count = timestep_count + 1
[73]849
[4047]850          CALL cpu_log( log_point(28), 'swap_timelevel', 'start' )
[2365]851!
[4047]852!--       Set the swap level for all modules
853          CALL module_interface_swap_timelevel( MOD( timestep_count, 2) )
[4444]854
855#if defined( __parallel )
[4047]856!
857!--       Set the swap level for steering the pmc data transfer
858          IF ( nested_run )  CALL pmci_set_swaplevel( MOD( timestep_count, 2) + 1 )  !> @todo: why the +1 ?
[4444]859#endif
[4047]860
861          CALL cpu_log( log_point(28), 'swap_timelevel', 'stop' )
862
[4444]863#if defined( __parallel )
[1764]864          IF ( nested_run )  THEN
[1797]865
[1764]866             CALL cpu_log( log_point(60), 'nesting', 'start' )
[1762]867!
[1933]868!--          Domain nesting. The data transfer subroutines pmci_parent_datatrans
869!--          and pmci_child_datatrans are called inside the wrapper
[1797]870!--          subroutine pmci_datatrans according to the control parameters
871!--          nesting_mode and nesting_datatransfer_mode.
872!--          TO_DO: why is nesting_mode given as a parameter here?
873             CALL pmci_datatrans( nesting_mode )
[1762]874
[3761]875             IF ( TRIM( nesting_mode ) == 'two-way' .OR.  nesting_mode == 'vertical' )  THEN
[4029]876
877                CALL cpu_log( log_point_s(92), 'exchange-horiz-nest', 'start' )
[1762]878!
[1933]879!--             Exchange_horiz is needed for all parent-domains after the
[1764]880!--             anterpolation
881                CALL exchange_horiz( u, nbgp )
882                CALL exchange_horiz( v, nbgp )
883                CALL exchange_horiz( w, nbgp )
[2174]884                IF ( .NOT. neutral )  CALL exchange_horiz( pt, nbgp )
885
886                IF ( humidity )  THEN
887
888                   CALL exchange_horiz( q, nbgp )
889
[3274]890                   IF ( bulk_cloud_model  .AND.  microphysics_morrison )  THEN
[2292]891                       CALL exchange_horiz( qc, nbgp )
892                       CALL exchange_horiz( nc, nbgp )
893                   ENDIF
[3274]894                   IF ( bulk_cloud_model  .AND.  microphysics_seifert )  THEN
[2174]895                       CALL exchange_horiz( qr, nbgp )
896                       CALL exchange_horiz( nr, nbgp )
897                   ENDIF
[4521]898                   IF ( bulk_cloud_model  .AND.  microphysics_ice_phase )  THEN
[4508]899                      CALL exchange_horiz( qi, nbgp )
900                      CALL exchange_horiz( ni, nbgp )
[4502]901                   ENDIF
[4508]902
[2174]903                ENDIF
904
[4466]905                IF ( passive_scalar )  CALL exchange_horiz( s, nbgp )
[3864]906
[2174]907                IF ( .NOT. constant_diffusion )  CALL exchange_horiz( e, nbgp )
[2773]908
[3761]909                IF ( .NOT. constant_diffusion  .AND.  rans_mode  .AND.  rans_tke_e )  THEN
[2938]910                   CALL exchange_horiz( diss, nbgp )
[3761]911                ENDIF
[2938]912
[2773]913                IF ( air_chemistry )  THEN
[3929]914                   DO  n = 1, nvar
[4511]915                      CALL exchange_horiz( chem_species(n)%conc, nbgp,                             &
916                                           alternative_communicator = communicator_chem )
[2773]917                   ENDDO
918                ENDIF
919
[3864]920                IF ( salsa  .AND. time_since_reference_point >= skip_time_do_salsa )  THEN
921                   DO  ib = 1, nbins_aerosol
[4508]922                      CALL exchange_horiz( aerosol_number(ib)%conc, nbgp,                          &
923                                           alternative_communicator = communicator_salsa )
[3864]924                      DO  ic = 1, ncomponents_mass
925                         icc = ( ic - 1 ) * nbins_aerosol + ib
[4508]926                         CALL exchange_horiz( aerosol_mass(icc)%conc, nbgp,                        &
927                                              alternative_communicator = communicator_salsa )
[3864]928                      ENDDO
929                   ENDDO
930                   IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
931                      DO  ig = 1, ngases_salsa
[4508]932                         CALL exchange_horiz( salsa_gas(ig)%conc, nbgp,                            &
933                                              alternative_communicator = communicator_salsa )
[3864]934                      ENDDO
935                   ENDIF
936                ENDIF
[4029]937                CALL cpu_log( log_point_s(92), 'exchange-horiz-nest', 'stop' )
[3864]938
[1762]939             ENDIF
[4029]940
[1762]941!
[2311]942!--          Set boundary conditions again after interpolation and anterpolation.
943             CALL pmci_boundary_conds
[1764]944
945             CALL cpu_log( log_point(60), 'nesting', 'stop' )
946
[1762]947          ENDIF
[4444]948#endif
[1762]949
950!
[1]951!--       Temperature offset must be imposed at cyclic boundaries in x-direction
952!--       when a sloping surface is used
953          IF ( sloping_surface )  THEN
[3761]954             IF ( nxl ==  0 )  pt(:,:,nxlg:nxl-1) = pt(:,:,nxlg:nxl-1) - pt_slope_offset
955             IF ( nxr == nx )  pt(:,:,nxr+1:nxrg) = pt(:,:,nxr+1:nxrg) + pt_slope_offset
[1]956          ENDIF
957
958!
[4565]959!--       Increase temperature pt(0) according to pt_surface_heating_rate (convert from K/h to K/s)
[4573]960          IF ( pt_surface_heating_rate /= 0.0_wp .AND. intermediate_timestep_count == 1 ) THEN
961             pt(0,:,:) = pt(0,:,:) + dt_3d * pt_surface_heating_rate / 3600.0_wp
[4565]962          ENDIF
963
964!
[151]965!--       Impose a turbulent inflow using the recycling method
[3719]966          IF ( turbulent_inflow )  CALL inflow_turbulence
[151]967
968!
[2050]969!--       Set values at outflow boundary using the special outflow condition
[3719]970          IF ( turbulent_outflow )  CALL outflow_turbulence
[2050]971
972!
[1]973!--       Impose a random perturbation on the horizontal velocity field
[3761]974          IF ( create_disturbances  .AND.  ( call_psolver_at_all_substeps  .AND.                   &
975               intermediate_timestep_count == intermediate_timestep_count_max )                    &
976               .OR. ( .NOT. call_psolver_at_all_substeps  .AND.  intermediate_timestep_count == 1 ) ) &
[1]977          THEN
978             time_disturb = time_disturb + dt_3d
979             IF ( time_disturb >= dt_disturb )  THEN
[3761]980                IF ( disturbance_energy_limit /= 0.0_wp  .AND.                                     &
[1736]981                     hom(nzb+5,1,pr_palm,0) < disturbance_energy_limit )  THEN
[2232]982                   CALL disturb_field( 'u', tend, u )
983                   CALL disturb_field( 'v', tend, v )
[3761]984                ELSEIF ( ( .NOT. bc_lr_cyc  .OR.  .NOT. bc_ns_cyc )                                &
985                         .AND. .NOT. child_domain  .AND.  .NOT.  nesting_offline )                 &
[3182]986                THEN
[1]987!
988!--                Runs with a non-cyclic lateral wall need perturbations
989!--                near the inflow throughout the whole simulation
990                   dist_range = 1
[2232]991                   CALL disturb_field( 'u', tend, u )
992                   CALL disturb_field( 'v', tend, v )
[1]993                   dist_range = 0
994                ENDIF
995                time_disturb = time_disturb - dt_disturb
996             ENDIF
997          ENDIF
998
999!
[4466]1000!--       Map forcing data derived from larger scale model onto domain
[4226]1001!--       boundaries. Further, update geostrophic wind components.
[3761]1002          IF ( nesting_offline  .AND.  intermediate_timestep_count ==                              &
[4226]1003                                       intermediate_timestep_count_max  )  THEN
[4466]1004!--          Determine interpolation factor before boundary conditions and geostrophic wind
[4226]1005!--          is updated.
1006             CALL nesting_offl_interpolation_factor
[3347]1007             CALL nesting_offl_bc
[4226]1008             CALL nesting_offl_geostrophic_wind
1009          ENDIF
[2938]1010!
[4022]1011!--       Impose a turbulent inflow using synthetic generated turbulence.
1012          IF ( use_syn_turb_gen  .AND.                                                             &
1013               intermediate_timestep_count == intermediate_timestep_count_max )  THEN
[3719]1014             CALL cpu_log( log_point(57), 'synthetic_turbulence_gen', 'start' )
[3347]1015             CALL stg_main
[3719]1016             CALL cpu_log( log_point(57), 'synthetic_turbulence_gen', 'stop' )
[2696]1017          ENDIF
1018!
[3347]1019!--       Ensure mass conservation. This need to be done after imposing
1020!--       synthetic turbulence and top boundary condition for pressure is set to
[4466]1021!--       Neumann conditions.
[3347]1022!--       Is this also required in case of Dirichlet?
1023          IF ( nesting_offline )  CALL nesting_offl_mass_conservation
1024!
[1]1025!--       Reduce the velocity divergence via the equation for perturbation
1026!--       pressure.
[4564]1027          IF ( intermediate_timestep_count == 1  .OR.  call_psolver_at_all_substeps )  THEN
[2365]1028
[4444]1029#if defined( __parallel )
[2365]1030!
[4564]1031!--          Mass (volume) flux correction to ensure global mass conservation for child domains.
1032             IF ( child_domain )  THEN
1033                IF ( nesting_mode == 'vertical' )  THEN
1034                   CALL pmci_ensure_nest_mass_conservation_vertical
1035                ELSE
1036                   CALL pmci_ensure_nest_mass_conservation
[4010]1037                ENDIF
[4564]1038             ENDIF
[4444]1039#endif
[4564]1040             CALL pres
[2365]1041
[1]1042          ENDIF
[4275]1043!
1044!--       Particle transport/physics with the Lagrangian particle model
1045!--       (only once during intermediate steps, because it uses an Euler-step)
1046!--       ### particle model should be moved before prognostic_equations, in order
1047!--       to regard droplet interactions directly
[1]1048
[4276]1049          CALL module_interface_actions( 'after_pressure_solver' )
[1]1050!
[4275]1051!--       Interaction of droplets with temperature and mixing ratio.
1052!--       Droplet condensation and evaporation is calculated within
1053!--       advec_particles.
1054!
[1]1055!--       If required, compute liquid water content
[3274]1056          IF ( bulk_cloud_model )  THEN
[1015]1057             CALL calc_liquid_water_content
1058          ENDIF
[2174]1059!
[4466]1060!--       If required, compute virtual potential temperature
1061          IF ( humidity )  THEN
1062             CALL compute_vpt
1063          ENDIF
[1585]1064
[1]1065!
1066!--       Compute the diffusion quantities
1067          IF ( .NOT. constant_diffusion )  THEN
1068
1069!
[4466]1070!--          Determine surface fluxes shf and qsws and surface values
1071!--          pt_surface and q_surface in dependence on data from external
[1276]1072!--          file LSF_DATA respectively
[3761]1073             IF ( ( large_scale_forcing .AND. lsf_surf ) .AND.                                     &
1074                 intermediate_timestep_count == intermediate_timestep_count_max )                  &
[1276]1075             THEN
[2320]1076                CALL ls_forcing_surf( simulated_time )
[1276]1077             ENDIF
1078
1079!
[4466]1080!--          First the vertical (and horizontal) fluxes in the surface
[2232]1081!--          (constant flux) layer are computed
[1691]1082             IF ( constant_flux_layer )  THEN
1083                CALL cpu_log( log_point(19), 'surface_layer_fluxes', 'start' )
1084                CALL surface_layer_fluxes
1085                CALL cpu_log( log_point(19), 'surface_layer_fluxes', 'stop' )
[1]1086             ENDIF
1087!
[4466]1088!--          If required, solve the energy balance for the surface and run soil
[2232]1089!--          model. Call for horizontal as well as vertical surfaces
[2696]1090             IF ( land_surface .AND. time_since_reference_point >= skip_time_do_lsm)  THEN
[1691]1091
1092                CALL cpu_log( log_point(54), 'land_surface', 'start' )
[2232]1093!
1094!--             Call for horizontal upward-facing surfaces
1095                CALL lsm_energy_balance( .TRUE., -1 )
[2299]1096                CALL lsm_soil_model( .TRUE., -1, .TRUE. )
[2232]1097!
1098!--             Call for northward-facing surfaces
1099                CALL lsm_energy_balance( .FALSE., 0 )
[2299]1100                CALL lsm_soil_model( .FALSE., 0, .TRUE. )
[2232]1101!
1102!--             Call for southward-facing surfaces
1103                CALL lsm_energy_balance( .FALSE., 1 )
[2299]1104                CALL lsm_soil_model( .FALSE., 1, .TRUE. )
[2232]1105!
1106!--             Call for eastward-facing surfaces
1107                CALL lsm_energy_balance( .FALSE., 2 )
[2299]1108                CALL lsm_soil_model( .FALSE., 2, .TRUE. )
[2232]1109!
1110!--             Call for westward-facing surfaces
1111                CALL lsm_energy_balance( .FALSE., 3 )
[2299]1112                CALL lsm_soil_model( .FALSE., 3, .TRUE. )
[4268]1113
[2696]1114!
1115!--             At the end, set boundary conditons for potential temperature
[4466]1116!--             and humidity after running the land-surface model. This
[2696]1117!--             might be important for the nesting, where arrays are transfered.
1118                CALL lsm_boundary_condition
[2232]1119
[4268]1120
[1691]1121                CALL cpu_log( log_point(54), 'land_surface', 'stop' )
1122             ENDIF
1123!
[4466]1124!--          If required, solve the energy balance for urban surfaces and run
[2007]1125!--          the material heat model
1126             IF (urban_surface) THEN
1127                CALL cpu_log( log_point(74), 'urban_surface', 'start' )
[4268]1128
[3418]1129                CALL usm_surface_energy_balance( .FALSE. )
[2007]1130                IF ( usm_material_model )  THEN
[2696]1131                   CALL usm_green_heat_model
[3418]1132                   CALL usm_material_heat_model ( .FALSE. )
[2007]1133                ENDIF
[2696]1134
1135!
1136!--             At the end, set boundary conditons for potential temperature
[4466]1137!--             and humidity after running the urban-surface model. This
[2696]1138!--             might be important for the nesting, where arrays are transfered.
1139                CALL usm_boundary_condition
1140
[2007]1141                CALL cpu_log( log_point(74), 'urban_surface', 'stop' )
1142             ENDIF
1143!
[1]1144!--          Compute the diffusion coefficients
1145             CALL cpu_log( log_point(17), 'diffusivities', 'start' )
[75]1146             IF ( .NOT. humidity ) THEN
[3294]1147                IF ( ocean_mode )  THEN
[2696]1148                   CALL tcm_diffusivities( prho, prho_reference )
[97]1149                ELSE
[2696]1150                   CALL tcm_diffusivities( pt, pt_reference )
[97]1151                ENDIF
[1]1152             ELSE
[2696]1153                CALL tcm_diffusivities( vpt, pt_reference )
[1]1154             ENDIF
1155             CALL cpu_log( log_point(17), 'diffusivities', 'stop' )
[4444]1156
[1]1157          ENDIF
1158
1159       ENDDO   ! Intermediate step loop
[3634]1160
[1]1161!
[3634]1162!--    Will be used at some point by flow_statistics.
[3658]1163       !$ACC UPDATE &
[3634]1164       !$ACC HOST(sums_l_l(nzb:nzt+1,0:statistic_regions,0)) &
1165       !$ACC HOST(sums_us2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1166       !$ACC HOST(sums_wsus_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1167       !$ACC HOST(sums_vs2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1168       !$ACC HOST(sums_wsvs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1169       !$ACC HOST(sums_ws2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1170       !$ACC HOST(sums_wspts_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1171       !$ACC HOST(sums_wssas_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1172       !$ACC HOST(sums_wsqs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1173       !$ACC HOST(sums_wsqcs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[4502]1174       !$ACC HOST(sums_wsqis_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[3634]1175       !$ACC HOST(sums_wsqrs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1176       !$ACC HOST(sums_wsncs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[4502]1177       !$ACC HOST(sums_wsnis_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[3634]1178       !$ACC HOST(sums_wsnrs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1179       !$ACC HOST(sums_wsss_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1180       !$ACC HOST(sums_salsa_ws_l(nzb:nzt+1,0))
1181
1182!
[4064]1183!--    If required, calculate radiative fluxes and heating rates
1184       IF ( radiation  .AND.  time_since_reference_point > skip_time_do_radiation )  THEN
1185
1186          time_radiation = time_radiation + dt_3d
1187
1188          IF ( time_radiation >= dt_radiation  .OR.  force_radiation_call )  THEN
1189
1190             CALL cpu_log( log_point(50), 'radiation', 'start' )
1191
1192             IF ( .NOT. force_radiation_call )  THEN
1193                time_radiation = time_radiation - dt_radiation
1194             ENDIF
1195
1196!
1197!--          Adjust the current time to the time step of the radiation model.
[4466]1198!--          Needed since radiation is pre-calculated and stored only on apparent
[4064]1199!--          solar positions
1200             time_since_reference_point_save = time_since_reference_point
1201             time_since_reference_point = REAL( FLOOR( time_since_reference_point /             &
1202                                                       dt_radiation ), wp ) * dt_radiation
1203
1204             CALL radiation_control
1205
1206             IF ( ( urban_surface  .OR.  land_surface )  .AND.  radiation_interactions )  THEN
1207                CALL cpu_log( log_point_s(46), 'radiation_interaction', 'start' )
1208                CALL radiation_interaction
1209                CALL cpu_log( log_point_s(46), 'radiation_interaction', 'stop' )
1210             ENDIF
[4466]1211
[4064]1212!
1213!--          Return the current time to its original value
1214             time_since_reference_point = time_since_reference_point_save
1215
1216             CALL cpu_log( log_point(50), 'radiation', 'stop' )
1217
1218          ENDIF
1219       ENDIF
1220
[4466]1221
[4064]1222!
[4403]1223!-- 20200203 (ECC)
1224!-- allows for emission update mode in legacy mode as well as on-demand mode
1225!-- note that under on-demand mode emission update is no longer restricted to
1226!-- an hourly frequency, but whenever the simulation time corresponds to an
1227!-- inrement in emission timestamp value
1228
[3298]1229!
[4403]1230!-- If required, consider chemical emissions
1231
1232       IF  ( air_chemistry .AND. emissions_anthropogenic )  THEN
1233
1234          IF  ( emiss_read_legacy_mode )  THEN
1235!
1236!-- get hourly index and updates emission data when the hour is passed
1237
1238             CALL get_date_time( time_since_reference_point, hour=hour )
1239
1240             IF  ( hour_call_emis /= hour )   THEN
1241
1242                CALL chem_emissions_setup( chem_emis_att, chem_emis, n_matched_vars )
1243                hour_call_emis = hour
1244
1245             ENDIF
1246
1247          ELSE
1248
1249             CALL chem_emissions_update_on_demand
1250
[3298]1251          ENDIF
[4403]1252
[2766]1253       ENDIF
[4403]1254
1255
[3864]1256!
1257!--    If required, consider aerosol emissions for the salsa model
1258       IF ( salsa )  THEN
1259!
1260!--       Call emission routine to update emissions if needed
1261          CALL salsa_emission_update
[3569]1262
[3864]1263       ENDIF
[2696]1264!
[3469]1265!--    If required, calculate indoor temperature, waste heat, heat flux
1266!--    through wall, etc.
[3744]1267!--    dt_indoor steers the frequency of the indoor model calculations.
1268!--    Note, at first timestep indoor model is called, in order to provide
[4466]1269!--    a waste heat flux.
[3647]1270       IF ( indoor_model )  THEN
[3469]1271
1272          time_indoor = time_indoor + dt_3d
1273
[3761]1274          IF ( time_indoor >= dt_indoor  .OR.  current_timestep_number == 0 )  THEN
[3469]1275
1276             time_indoor = time_indoor - dt_indoor
1277
1278             CALL cpu_log( log_point(76), 'indoor_model', 'start' )
1279             CALL im_main_heatcool
1280             CALL cpu_log( log_point(76), 'indoor_model', 'stop' )
1281
1282          ENDIF
1283       ENDIF
1284!
[1]1285!--    Increase simulation time and output times
[1111]1286       nr_timesteps_this_run      = nr_timesteps_this_run + 1
[291]1287       current_timestep_number    = current_timestep_number + 1
1288       simulated_time             = simulated_time   + dt_3d
1289       time_since_reference_point = simulated_time - coupling_start_time
[2941]1290       simulated_time_chr         = time_to_string( time_since_reference_point )
[291]1291
[1957]1292
[3646]1293       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_data_output_av )  THEN
[1]1294          time_do_av         = time_do_av       + dt_3d
1295       ENDIF
[3646]1296       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xy )  THEN
[1]1297          time_do2d_xy       = time_do2d_xy     + dt_3d
1298       ENDIF
[3646]1299       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xz )  THEN
[1]1300          time_do2d_xz       = time_do2d_xz     + dt_3d
1301       ENDIF
[3646]1302       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do2d_yz )  THEN
[1]1303          time_do2d_yz       = time_do2d_yz     + dt_3d
1304       ENDIF
[3646]1305       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do3d    )  THEN
[1]1306          time_do3d          = time_do3d        + dt_3d
1307       ENDIF
[410]1308       DO  mid = 1, masks
[3646]1309          IF ( time_since_reference_point >= skip_time_domask(mid) )  THEN
[410]1310             time_domask(mid)= time_domask(mid) + dt_3d
1311          ENDIF
1312       ENDDO
[3646]1313       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_dosp )  THEN
[1]1314          time_dosp       = time_dosp        + dt_3d
1315       ENDIF
1316       time_dots          = time_dots        + dt_3d
[849]1317       IF ( .NOT. first_call_lpm )  THEN
[1]1318          time_dopts      = time_dopts       + dt_3d
1319       ENDIF
[3646]1320       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_dopr )  THEN
[1]1321          time_dopr       = time_dopr        + dt_3d
1322       ENDIF
[3467]1323       time_dopr_listing  = time_dopr_listing + dt_3d
[1]1324       time_run_control   = time_run_control + dt_3d
[3347]1325!
[3421]1326!--    Increment time-counter for surface output
[3648]1327       IF ( surface_output )  THEN
[3646]1328          IF ( time_since_reference_point >= skip_time_dosurf )  THEN
[3421]1329             time_dosurf    = time_dosurf + dt_3d
1330          ENDIF
[3646]1331          IF ( time_since_reference_point >= skip_time_dosurf_av )  THEN
[3421]1332             time_dosurf_av = time_dosurf_av + dt_3d
1333          ENDIF
1334       ENDIF
1335!
[3988]1336!--    Increment time-counter for virtual measurements
1337       IF ( virtual_measurement  .AND.  vm_time_start <= time_since_reference_point )  THEN
1338          time_virtual_measurement = time_virtual_measurement + dt_3d
1339       ENDIF
[4466]1340
[3988]1341!
[4420]1342!--    Increment time-counter for wind turbine data output
1343       IF ( wind_turbine )  THEN
1344          time_wtm = time_wtm + dt_3d
1345       ENDIF
[4466]1346
[4420]1347!
[3347]1348!--    In case of synthetic turbulence generation and parametrized turbulence
[4466]1349!--    information, update the time counter and if required, adjust the
[3347]1350!--    STG to new atmospheric conditions.
1351       IF ( use_syn_turb_gen  )  THEN
1352          IF ( parametrize_inflow_turbulence )  THEN
1353             time_stg_adjust = time_stg_adjust + dt_3d
[3719]1354             IF ( time_stg_adjust >= dt_stg_adjust )  THEN
1355                CALL cpu_log( log_point(57), 'synthetic_turbulence_gen', 'start' )
1356                CALL stg_adjust
1357                CALL cpu_log( log_point(57), 'synthetic_turbulence_gen', 'stop' )
1358             ENDIF
[3347]1359          ENDIF
1360          time_stg_call = time_stg_call + dt_3d
1361       ENDIF
[1]1362
1363!
[102]1364!--    Data exchange between coupled models
[4564]1365       IF ( coupling_mode /= 'uncoupled'  .AND.  run_coupled )  THEN
[102]1366          time_coupling = time_coupling + dt_3d
[343]1367
[108]1368!
[4466]1369!--       In case of model termination initiated by the local model
1370!--       (terminate_coupled > 0), the coupler must be skipped because it would
[108]1371!--       cause an MPI intercomminucation hang.
[4466]1372!--       If necessary, the coupler will be called at the beginning of the
[108]1373!--       next restart run.
[3761]1374          DO WHILE ( time_coupling >= dt_coupling  .AND.  terminate_coupled == 0 )
[102]1375             CALL surface_coupler
1376             time_coupling = time_coupling - dt_coupling
1377          ENDDO
1378       ENDIF
1379
1380!
[3448]1381!--    Biometeorology calculation of stationary thermal indices
[3647]1382!--    Todo (kanani): biometeorology needs own time_... treatment.
1383!--                   It might be that time_do2d_xy differs from time_do3d,
1384!--                   and then we might get trouble with the biomet output,
1385!--                   because we can have 2d and/or 3d biomet output!!
[3761]1386       IF ( biometeorology                                                                         &
1387            .AND. ( ( time_do3d >= dt_do3d  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do3d )  &
1388                  .OR.                                                                             &
1389            ( time_do2d_xy >= dt_do2d_xy  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xy ) &
[3647]1390                    ) )  THEN
[3569]1391!
1392!--       If required, do thermal comfort calculations
1393          IF ( thermal_comfort )  THEN
1394             CALL bio_calculate_thermal_index_maps ( .FALSE. )
1395          ENDIF
1396!
1397!--       If required, do UV exposure calculations
1398          IF ( uv_exposure )  THEN
[4126]1399             CALL bio_calculate_uv_exposure
[3569]1400          ENDIF
[3448]1401       ENDIF
1402
1403!
[3684]1404!--    Execute alle other module actions routunes
1405       CALL module_interface_actions( 'after_integration' )
[2817]1406
1407!
[1]1408!--    If Galilei transformation is used, determine the distance that the
1409!--    model has moved so far
1410       IF ( galilei_transformation )  THEN
1411          advected_distance_x = advected_distance_x + u_gtrans * dt_3d
1412          advected_distance_y = advected_distance_y + v_gtrans * dt_3d
1413       ENDIF
1414
1415!
1416!--    Check, if restart is necessary (because cpu-time is expiring or
1417!--    because it is forced by user) and set stop flag
[108]1418!--    This call is skipped if the remote model has already initiated a restart.
1419       IF ( .NOT. terminate_run )  CALL check_for_restart
[1]1420
1421!
1422!--    Carry out statistical analysis and output at the requested output times.
1423!--    The MOD function is used for calculating the output time counters (like
1424!--    time_dopr) in order to regard a possible decrease of the output time
1425!--    interval in case of restart runs
1426
1427!
1428!--    Set a flag indicating that so far no statistics have been created
1429!--    for this time step
1430       flow_statistics_called = .FALSE.
1431
1432!
1433!--    If required, call flow_statistics for averaging in time
[3761]1434       IF ( averaging_interval_pr /= 0.0_wp  .AND.                                                 &
1435            ( dt_dopr - time_dopr ) <= averaging_interval_pr  .AND.                                &
[3646]1436            time_since_reference_point >= skip_time_dopr )  THEN
[1]1437          time_dopr_av = time_dopr_av + dt_3d
1438          IF ( time_dopr_av >= dt_averaging_input_pr )  THEN
1439             do_sum = .TRUE.
[3761]1440             time_dopr_av = MOD( time_dopr_av, MAX( dt_averaging_input_pr, dt_3d ) )
[1]1441          ENDIF
1442       ENDIF
1443       IF ( do_sum )  CALL flow_statistics
1444
1445!
[410]1446!--    Sum-up 3d-arrays for later output of time-averaged 2d/3d/masked data
[3761]1447       IF ( averaging_interval /= 0.0_wp  .AND.                                                    &
1448            ( dt_data_output_av - time_do_av ) <= averaging_interval  .AND.                        &
1449            time_since_reference_point >= skip_time_data_output_av )                               &
[1]1450       THEN
1451          time_do_sla = time_do_sla + dt_3d
1452          IF ( time_do_sla >= dt_averaging_input )  THEN
[3994]1453             IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                         &
[4039]1454                CALL doq_calculate
[3994]1455
[1]1456             CALL sum_up_3d_data
1457             average_count_3d = average_count_3d + 1
1458             time_do_sla = MOD( time_do_sla, MAX( dt_averaging_input, dt_3d ) )
1459          ENDIF
1460       ENDIF
[3421]1461!
1462!--    Average surface data
[3648]1463       IF ( surface_output )  THEN
[3761]1464          IF ( averaging_interval_surf /= 0.0_wp                                                   &
1465                .AND.  ( dt_dosurf_av - time_dosurf_av ) <= averaging_interval_surf                &
[3647]1466                .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosurf_av )  THEN
[4466]1467             IF ( time_dosurf_av >= dt_averaging_input )  THEN
[3648]1468                CALL surface_data_output_averaging
[3421]1469                average_count_surf = average_count_surf + 1
1470             ENDIF
1471          ENDIF
1472       ENDIF
[1]1473
1474!
1475!--    Calculate spectra for time averaging
[3761]1476       IF ( averaging_interval_sp /= 0.0_wp  .AND. ( dt_dosp - time_dosp ) <= averaging_interval_sp&
1477            .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosp )  THEN
[1]1478          time_dosp_av = time_dosp_av + dt_3d
1479          IF ( time_dosp_av >= dt_averaging_input_pr )  THEN
1480             CALL calc_spectra
[3761]1481             time_dosp_av = MOD( time_dosp_av, MAX( dt_averaging_input_pr, dt_3d ) )
[1]1482          ENDIF
1483       ENDIF
1484
1485!
[1957]1486!--    Call flight module and output data
1487       IF ( virtual_flight )  THEN
1488          CALL flight_measurement
1489          CALL data_output_flight
1490       ENDIF
[3472]1491!
1492!--    Take virtual measurements
[3988]1493       IF ( virtual_measurement  .AND.  time_virtual_measurement >= dt_virtual_measurement         &
1494                                 .AND.  vm_time_start <= time_since_reference_point )  THEN
[3704]1495          CALL vm_sampling
1496          CALL vm_data_output
[3988]1497          time_virtual_measurement = MOD(      time_virtual_measurement,                           &
1498                                          MAX( dt_virtual_measurement, dt_3d ) )
[3704]1499       ENDIF
[4466]1500
[1957]1501!
[4420]1502!--    Output wind turbine data
1503       IF ( wind_turbine  .AND.  time_wtm >= dt_data_output_wtm )  THEN
1504          CALL wtm_data_output
1505          time_wtm = MOD( time_wtm, MAX( dt_data_output_wtm, dt_3d ) )
1506       ENDIF
[4466]1507
[4420]1508!
[1]1509!--    Profile output (ASCII) on file
1510       IF ( time_dopr_listing >= dt_dopr_listing )  THEN
1511          CALL print_1d
[3761]1512          time_dopr_listing = MOD( time_dopr_listing, MAX( dt_dopr_listing, dt_3d ) )
[1]1513       ENDIF
1514
1515!
1516!--    Graphic output for PROFIL
[3761]1517       IF ( time_dopr >= dt_dopr  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dopr )  THEN
[1]1518          IF ( dopr_n /= 0 )  CALL data_output_profiles
1519          time_dopr = MOD( time_dopr, MAX( dt_dopr, dt_3d ) )
[1342]1520          time_dopr_av = 0.0_wp    ! due to averaging (see above)
[1]1521       ENDIF
1522
1523!
1524!--    Graphic output for time series
1525       IF ( time_dots >= dt_dots )  THEN
[48]1526          CALL data_output_tseries
[1]1527          time_dots = MOD( time_dots, MAX( dt_dots, dt_3d ) )
1528       ENDIF
1529
1530!
1531!--    Output of spectra (formatted for use with PROFIL), in case of no
1532!--    time averaging, spectra has to be calculated before
[3761]1533       IF ( time_dosp >= dt_dosp  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosp )  THEN
[1]1534          IF ( average_count_sp == 0 )  CALL calc_spectra
1535          CALL data_output_spectra
1536          time_dosp = MOD( time_dosp, MAX( dt_dosp, dt_3d ) )
1537       ENDIF
1538
1539!
1540!--    2d-data output (cross-sections)
[3761]1541       IF ( time_do2d_xy >= dt_do2d_xy  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xy )  THEN
[3994]1542          IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                            &
[4039]1543             CALL doq_calculate
[3994]1544
[1]1545          CALL data_output_2d( 'xy', 0 )
1546          time_do2d_xy = MOD( time_do2d_xy, MAX( dt_do2d_xy, dt_3d ) )
1547       ENDIF
[3761]1548       IF ( time_do2d_xz >= dt_do2d_xz  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xz )  THEN
[3994]1549          IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                            &
1550
[4039]1551             CALL doq_calculate
[1]1552          CALL data_output_2d( 'xz', 0 )
1553          time_do2d_xz = MOD( time_do2d_xz, MAX( dt_do2d_xz, dt_3d ) )
1554       ENDIF
[3761]1555       IF ( time_do2d_yz >= dt_do2d_yz  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do2d_yz )  THEN
[3994]1556          IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                            &
[4039]1557             CALL doq_calculate
[3994]1558
[1]1559          CALL data_output_2d( 'yz', 0 )
1560          time_do2d_yz = MOD( time_do2d_yz, MAX( dt_do2d_yz, dt_3d ) )
1561       ENDIF
1562
1563!
1564!--    3d-data output (volume data)
[3761]1565       IF ( time_do3d >= dt_do3d  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do3d )  THEN
[3994]1566          IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                            &
[4039]1567             CALL doq_calculate
[3994]1568
[1]1569          CALL data_output_3d( 0 )
1570          time_do3d = MOD( time_do3d, MAX( dt_do3d, dt_3d ) )
1571       ENDIF
1572
1573!
[1783]1574!--    Masked data output
[410]1575       DO  mid = 1, masks
[3761]1576          IF ( time_domask(mid) >= dt_domask(mid)                                                  &
1577               .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_domask(mid) )  THEN
[3994]1578             IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                         &
[4039]1579                CALL doq_calculate
[3994]1580
[4069]1581             CALL data_output_mask( 0, mid )
[3761]1582             time_domask(mid) = MOD( time_domask(mid), MAX( dt_domask(mid), dt_3d ) )
[410]1583          ENDIF
1584       ENDDO
1585
1586!
1587!--    Output of time-averaged 2d/3d/masked data
[3761]1588       IF ( time_do_av >= dt_data_output_av                                                        &
1589            .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_data_output_av )  THEN
[1]1590          CALL average_3d_data
[3742]1591!
1592!--       Udate thermal comfort indices based on updated averaged input
1593          IF ( biometeorology  .AND.  thermal_comfort )  THEN
1594             CALL bio_calculate_thermal_index_maps ( .TRUE. )
1595          ENDIF
[1]1596          CALL data_output_2d( 'xy', 1 )
1597          CALL data_output_2d( 'xz', 1 )
1598          CALL data_output_2d( 'yz', 1 )
1599          CALL data_output_3d( 1 )
[410]1600          DO  mid = 1, masks
[4069]1601             CALL data_output_mask( 1, mid )
[410]1602          ENDDO
[1]1603          time_do_av = MOD( time_do_av, MAX( dt_data_output_av, dt_3d ) )
1604       ENDIF
[3421]1605!
1606!--    Output of surface data, instantaneous and averaged data
[3648]1607       IF ( surface_output )  THEN
[3761]1608          IF ( time_dosurf >= dt_dosurf  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosurf )  THEN
[3648]1609             CALL surface_data_output( 0 )
[3421]1610             time_dosurf = MOD( time_dosurf, MAX( dt_dosurf, dt_3d ) )
1611          ENDIF
[3761]1612          IF ( time_dosurf_av >= dt_dosurf_av  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosurf_av )  THEN
[3648]1613             CALL surface_data_output( 1 )
[3421]1614             time_dosurf_av = MOD( time_dosurf_av, MAX( dt_dosurf_av, dt_3d ) )
1615          ENDIF
1616       ENDIF
[1]1617
1618!
1619!--    Output of particle time series
[253]1620       IF ( particle_advection )  THEN
[3761]1621          IF ( time_dopts >= dt_dopts  .OR.                                                        &
1622               ( time_since_reference_point >= particle_advection_start  .AND.                     &
[849]1623                 first_call_lpm ) )  THEN
[4017]1624             CALL lpm_data_output_ptseries
[253]1625             time_dopts = MOD( time_dopts, MAX( dt_dopts, dt_3d ) )
1626          ENDIF
[1]1627       ENDIF
1628
1629!
[3719]1630!--    If required, set the heat flux for the next time step to a random value
[2232]1631       IF ( constant_heatflux  .AND.  random_heatflux )  THEN
[3719]1632          IF ( surf_def_h(0)%ns >= 1 )  THEN
1633             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'start' )
1634             CALL disturb_heatflux( surf_def_h(0) )
1635             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'stop' )
1636          ENDIF
1637          IF ( surf_lsm_h%ns    >= 1 )  THEN
1638             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'start' )
1639             CALL disturb_heatflux( surf_lsm_h    )
1640             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'stop' )
1641          ENDIF
1642          IF ( surf_usm_h%ns    >= 1 )  THEN
1643             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'start' )
1644             CALL disturb_heatflux( surf_usm_h    )
1645             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'stop' )
1646          ENDIF
[2232]1647       ENDIF
[1]1648
1649!
[3684]1650!--    Execute alle other module actions routunes
1651       CALL module_interface_actions( 'after_timestep' )
[2817]1652
1653!
[1918]1654!--    Determine size of next time step. Save timestep dt_3d because it is
1655!--    newly calculated in routine timestep, but required further below for
1656!--    steering the run control output interval
1657       dt_3d_old = dt_3d
1658       CALL timestep
1659
[4444]1660#if defined( __parallel )
[1918]1661!
[1925]1662!--    Synchronize the timestep in case of nested run.
1663       IF ( nested_run )  THEN
1664!
1665!--       Synchronize by unifying the time step.
1666!--       Global minimum of all time-steps is used for all.
1667          CALL pmci_synchronize
1668       ENDIF
[4444]1669#endif
[1925]1670
1671!
[1918]1672!--    Computation and output of run control parameters.
1673!--    This is also done whenever perturbations have been imposed
[3761]1674       IF ( time_run_control >= dt_run_control  .OR.                                               &
1675            timestep_scheme(1:5) /= 'runge'  .OR.  disturbance_created )                           &
[1918]1676       THEN
1677          CALL run_control
1678          IF ( time_run_control >= dt_run_control )  THEN
[3761]1679             time_run_control = MOD( time_run_control, MAX( dt_run_control, dt_3d_old ) )
[1918]1680          ENDIF
1681       ENDIF
1682
1683!
[1402]1684!--    Output elapsed simulated time in form of a progress bar on stdout
1685       IF ( myid == 0 )  CALL output_progress_bar
1686
[1]1687       CALL cpu_log( log_point_s(10), 'timesteps', 'stop' )
1688
[667]1689
[1]1690    ENDDO   ! time loop
[3448]1691
[3761]1692#if defined( _OPENACC )
[3658]1693    CALL exit_surface_arrays
1694#endif
[3634]1695!$ACC END DATA
1696!$ACC END DATA
1697!$ACC END DATA
1698!$ACC END DATA
1699!$ACC END DATA
1700!$ACC END DATA
1701!$ACC END DATA
[4472]1702!$ACC END DATA
[3634]1703
[1402]1704    IF ( myid == 0 )  CALL finish_progress_bar
1705
[3885]1706    CALL location_message( 'atmosphere (and/or ocean) time-stepping', 'finished' )
[1384]1707
[1]1708 END SUBROUTINE time_integration
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.