source: palm/trunk/SOURCE/time_integration.f90 @ 4760

Last change on this file since 4760 was 4732, checked in by schwenkel, 4 years ago

add use statements for openacc

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 66.7 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! ------------------
[4668]22!
23!
[1366]24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: time_integration.f90 4732 2020-10-07 14:46:34Z schwenkel $
[4732]27! Add use statements for OPENACC
28!
29! 4731 2020-10-07 13:25:11Z schwenkel
[4731]30! Move exchange_horiz from time_integration to modules
31!
32! 4671 2020-09-09 20:27:58Z pavelkrc
[4671]33! Implementation of downward facing USM and LSM surfaces
34!
35! 4669 2020-09-09 13:43:47Z pavelkrc
[4669]36! - Fix missing call of radiation after spinup
37! - Fix calculation of force_radiation_call
38! - Fix calculation of radiation times
39!
40! 4668 2020-09-09 13:00:16Z pavelkrc
[4668]41! Improve debug messages during timestepping
42!
43! 4581 2020-06-29 08:49:58Z suehring
[4581]44! Omit explicit pressure forcing via geostrophic wind components in case of
45! mesoscale nesting.
46!
47! 4578 2020-06-25 15:43:32Z gronemeier
[4578]48! bugfix: removed unused variables
49!
50! 4573 2020-06-24 13:08:47Z oliver.maas
[4573]51! calculate pt(0) incrementally by using dt_3d instead of calculating it absolutely
52! by using time_since_reference_point, because time_since_reference_point is set
53! to zero for initializing_actions = 'cyclic_fill'
[4578]54!
[4573]55! 4565 2020-06-15 08:30:38Z oliver.maas
[4565]56! added new surface temperature forcing method for bc_pt_b = 'dirichlet':
57! surface temperature pt(0) can be linearly increased by pt_surface_heating_rate (in K/h)
[4578]58!
[4565]59! 4564 2020-06-12 14:03:36Z raasch
[4564]60! Vertical nesting method of Huq et al. (2019) removed
[4578]61!
[4564]62! 4521 2020-05-06 11:39:49Z schwenkel
[4521]63! Rename variable
[4578]64!
[4521]65! 4511 2020-04-30 12:20:40Z raasch
[4511]66! chemistry decycling replaced by explicit setting of lateral boundary conditions
[4578]67!
[4511]68! 4508 2020-04-24 13:32:20Z raasch
[4508]69! salsa decycling replaced by explicit setting of lateral boundary conditions
70!
71! 4502 2020-04-17 16:14:16Z schwenkel
[4502]72! Implementation of ice microphysics
73!
74! 4472 2020-03-24 12:21:00Z Giersch
[4472]75! OPENACC COPYIN directive for ddx and ddy added
76!
77! 4466 2020-03-20 16:14:41Z suehring
[4466]78! Add advection fluxes to ACC copyin
79!
80! 4457 2020-03-11 14:20:43Z raasch
[4457]81! use statement for exchange horiz added
[4466]82!
[4457]83! 4444 2020-03-05 15:59:50Z raasch
[4444]84! bugfix: cpp-directives for serial mode added
[4466]85!
[4444]86! 4420 2020-02-24 14:13:56Z maronga
[4420]87! Added output control for wind turbine model
[4466]88!
[4420]89! 4403 2020-02-12 13:08:46Z banzhafs
[4403]90! Allowing both existing and on-demand emission read modes
91!
92! 4360 2020-01-07 11:25:50Z suehring
[4356]93! Bugfix, hour_call_emis uninitialized at first call of time_integration
[4466]94!
[4356]95! 4346 2019-12-18 11:55:56Z motisi
[4346]96! Introduction of wall_flags_total_0, which currently sets bits based on static
97! topography information used in wall_flags_static_0
[4466]98!
[4346]99! 4329 2019-12-10 15:46:36Z motisi
[4329]100! Renamed wall_flags_0 to wall_flags_static_0
[4466]101!
[4329]102! 4281 2019-10-29 15:15:39Z schwenkel
[4281]103! Moved boundary conditions to module interface
[4466]104!
[4281]105! 4276 2019-10-28 16:03:29Z schwenkel
[4276]106! Further modularization of lpm code components
[4466]107!
[4276]108! 4275 2019-10-28 15:34:55Z schwenkel
[4275]109! Move call oft lpm to the end of intermediate timestep loop
[4276]110!
[4275]111! 4268 2019-10-17 11:29:38Z schwenkel
[4268]112! Removing module specific boundary conditions an put them into their modules
[4276]113!
[4268]114! 4227 2019-09-10 18:04:34Z gronemeier
[4227]115! implement new palm_date_time_mod
[4466]116!
[4227]117! 4226 2019-09-10 17:03:24Z suehring
[4226]118! Changes in interface for the offline nesting
[4466]119!
[4226]120! 4182 2019-08-22 15:20:23Z scharf
[4182]121! Corrected "Former revisions" section
[4466]122!
[4182]123! 4170 2019-08-19 17:12:31Z gronemeier
[4170]124! copy diss, diss_p, tdiss_m to GPU
[4466]125!
[4170]126! 4144 2019-08-06 09:11:47Z raasch
[4144]127! relational operators .EQ., .NE., etc. replaced by ==, /=, etc.
[4466]128!
[4144]129! 4126 2019-07-30 11:09:11Z gronemeier
[4126]130! renamed routine to calculate uv exposure
[4466]131!
[4126]132! 4111 2019-07-22 18:16:57Z suehring
[4111]133! advc_flags_1 / advc_flags_2 renamed to advc_flags_m / advc_flags_s
[4466]134!
[4111]135! 4069 2019-07-01 14:05:51Z Giersch
[4466]136! Masked output running index mid has been introduced as a local variable to
[4069]137! avoid runtime error (Loop variable has been modified) in time_integration
[4466]138!
[4069]139! 4064 2019-07-01 05:33:33Z gronemeier
[4064]140! Moved call to radiation module out of intermediate time loop
[4466]141!
[4064]142! 4048 2019-06-21 21:00:21Z knoop
[4048]143! Moved production_e_init call into turbulence_closure_mod
[4466]144!
[4048]145! 4047 2019-06-21 18:58:09Z knoop
[4047]146! Added remainings of swap_timelevel upon its dissolution
[4466]147!
[4047]148! 4043 2019-06-18 16:59:00Z schwenkel
[4043]149! Further LPM modularization
150!
151! 4039 2019-06-18 10:32:41Z suehring
[4039]152! Rename subroutines in module for diagnostic quantities
[4466]153!
[4039]154! 4029 2019-06-14 14:04:35Z raasch
[4029]155! exchange of ghost points and boundary conditions separated for chemical species and SALSA module,
156! bugfix: decycling of chemistry species after nesting data transfer
[4466]157!
[4029]158! 4022 2019-06-12 11:52:39Z suehring
[4022]159! Call synthetic turbulence generator at last RK3 substep right after boundary
[4466]160! conditions are updated in offline nesting in order to assure that
161! perturbations are always imposed
162!
[4022]163! 4017 2019-06-06 12:16:46Z schwenkel
[4010]164! Mass (volume) flux correction included to ensure global mass conservation for child domains.
[4466]165!
[4010]166! 3994 2019-05-22 18:08:09Z suehring
[3994]167! output of turbulence intensity added
[4466]168!
[3994]169! 3988 2019-05-22 11:32:37Z kanani
[3988]170! Implement steerable output interval for virtual measurements
[4466]171!
[3988]172! 3968 2019-05-13 11:04:01Z suehring
[3968]173! replace nspec_out with n_matched_vars
[4466]174!
[3968]175! 3929 2019-04-24 12:52:08Z banzhafs
[3929]176! Reverse changes back from revision 3878: use chem_boundary_conds instead of
177! chem_boundary_conds_decycle
[4466]178!
179!
[3929]180! 3885 2019-04-11 11:29:34Z kanani
[4466]181! Changes related to global restructuring of location messages and introduction
[3885]182! of additional debug messages
[3929]183!
[3885]184! 3879 2019-04-08 20:25:23Z knoop
[3875]185! Moved wtm_forces to module_interface_actions
[4466]186!
[3875]187! 3872 2019-04-08 15:03:06Z knoop
[3864]188! Modifications made for salsa:
189! - Call salsa_emission_update at each time step but do the checks within
190!   salsa_emission_update (i.e. skip_time_do_salsa >= time_since_reference_point
191!   and next_aero_emission_update <= time_since_reference_point ).
[4466]192! - Renamed nbins --> nbins_aerosol, ncc_tot --> ncomponents_mass and
[3864]193!   ngast --> ngases_salsa and loop indices b, c and sg to ib, ic and ig
194! - Apply nesting for salsa variables
195! - Removed cpu_log calls speciffic for salsa.
[4466]196!
[3864]197! 3833 2019-03-28 15:04:04Z forkel
[3879]198! added USE chem_gasphase_mod, replaced nspec by nspec since fixed compounds are not integrated
[4466]199!
[3833]200! 3820 2019-03-27 11:53:41Z forkel
[3820]201! renamed do_emiss to emissions_anthropogenic (ecc)
[4466]202!
203!
[3820]204! 3774 2019-03-04 10:52:49Z moh.hefny
[3774]205! rephrase if statement to avoid unallocated array in case of
206! nesting_offline is false (crashing during debug mode)
207!
208! 3761 2019-02-25 15:31:42Z raasch $
[3761]209! module section re-formatted and openacc required variables moved to separate section,
210! re-formatting to 100 char line width
[4466]211!
[3761]212! 3745 2019-02-15 18:57:56Z suehring
[3745]213! Call indoor model after first timestep
[4466]214!
[3745]215! 3744 2019-02-15 18:38:58Z suehring
[3742]216! - Moved call of bio_calculate_thermal_index_maps from biometeorology module to
217! time_integration to make sure averaged input is updated before calculating.
[4466]218!
[3742]219! 3739 2019-02-13 08:05:17Z dom_dwd_user
[3739]220! Removed everything related to "time_bio_results" as this is never used.
[4466]221!
[3739]222! 3724 2019-02-06 16:28:23Z kanani
[4466]223! Correct double-used log_point_s unit
224!
[3724]225! 3719 2019-02-06 13:10:18Z kanani
[3719]226! - removed wind_turbine cpu measurement, since same time is measured inside
227!   wtm_forces subroutine as special measures
228! - moved the numerous vnest cpulog to special measures
229! - extended radiation cpulog over entire radiation part,
230!   moved radiation_interactions cpulog to special measures
231! - moved some cpu_log calls to this routine for better overview
[4466]232!
[3719]233! 3705 2019-01-29 19:56:39Z suehring
[3705]234! Data output for virtual measurements added
[4466]235!
[3705]236! 3704 2019-01-29 19:51:41Z suehring
[3648]237! Rename subroutines for surface-data output
[4466]238!
[3648]239! 3647 2019-01-02 14:10:44Z kanani
[3647]240! Bugfix: add time_since_reference_point to IF clause for data_output calls
241! (otherwise skip_time_* values don't come into affect with dt_do* = 0.0).
242! Clean up indoor_model and biometeorology model call.
[3569]243!
[4182]244! Revision 1.1  1997/08/11 06:19:04  raasch
245! Initial revision
246!
247!
[1]248! Description:
249! ------------
[1682]250!> Integration in time of the model equations, statistical analysis and graphic
251!> output
[1]252!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]253 SUBROUTINE time_integration
[1]254
[4466]255
[3761]256    USE advec_ws,                                                                                  &
[1320]257        ONLY:  ws_statistics
258
[3761]259    USE arrays_3d,                                                                                 &
[4731]260        ONLY:  dzu, prho, pt, pt_init, q,                                                          &
261               q_init, ref_state, rho_ocean, tend, u, v, vpt
[1320]262
[3761]263    USE biometeorology_mod,                                                                        &
[4126]264        ONLY:  bio_calculate_thermal_index_maps, thermal_comfort, bio_calculate_uv_exposure,       &
265               uv_exposure
[3448]266
[3761]267    USE bulk_cloud_model_mod,                                                                      &
[4731]268        ONLY: bulk_cloud_model, calc_liquid_water_content
[3294]269
[3761]270    USE calc_mean_profile_mod,                                                                     &
[1320]271        ONLY:  calc_mean_profile
272
[3761]273    USE chem_emissions_mod,                                                                        &
[4403]274        ONLY:  chem_emissions_setup, chem_emissions_update_on_demand
[2696]275
[3833]276    USE chem_gasphase_mod,                                                                         &
[3929]277        ONLY:  nvar
[3833]278
[3761]279    USE chem_modules,                                                                              &
[4731]280        ONLY:  bc_cs_t_val, chem_species, emissions_anthropogenic,                                 &
[4511]281               emiss_read_legacy_mode, n_matched_vars
[2696]282
[3761]283    USE control_parameters,                                                                        &
284        ONLY:  advected_distance_x, advected_distance_y, air_chemistry, average_count_3d,          &
285               averaging_interval, averaging_interval_pr, bc_lr_cyc, bc_ns_cyc, bc_pt_t_val,       &
286               bc_q_t_val, biometeorology, call_psolver_at_all_substeps,  child_domain,            &
[4667]287               constant_flux_layer, constant_heatflux, create_disturbances,                        &
[3761]288               dopr_n, constant_diffusion, coupling_mode, coupling_start_time,                     &
[4667]289               current_timestep_number, debug_output_timestep, debug_string,                       &
290               disturbance_created, disturbance_energy_limit, dist_range,                          &
[3761]291               do_sum, dt_3d, dt_averaging_input, dt_averaging_input_pr, dt_coupling,              &
292               dt_data_output_av, dt_disturb, dt_do2d_xy, dt_do2d_xz, dt_do2d_yz, dt_do3d,         &
[4017]293               dt_domask,dt_dopts, dt_dopr, dt_dopr_listing, dt_dots, dt_run_control,              &
[3761]294               end_time, first_call_lpm, first_call_mas, galilei_transformation, humidity,         &
295               indoor_model, intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max,         &
296               land_surface, large_scale_forcing, loop_optimization, lsf_surf, lsf_vert, masks,    &
[4069]297               multi_agent_system_end, multi_agent_system_start, nesting_offline, neutral,         &
[4731]298               nr_timesteps_this_run, nudging, ocean_mode, pt_reference,                           &
[4578]299               pt_slope_offset, pt_surface_heating_rate,                                           &
[4731]300               random_heatflux, run_coupled, salsa,                                                &
[3761]301               simulated_time, simulated_time_chr, skip_time_do2d_xy, skip_time_do2d_xz,           &
302               skip_time_do2d_yz, skip_time_do3d, skip_time_domask, skip_time_dopr,                &
303               skip_time_data_output_av, sloping_surface, stop_dt, surface_output,                 &
304               terminate_coupled, terminate_run, timestep_scheme, time_coupling, time_do2d_xy,     &
305               time_do2d_xz, time_do2d_yz, time_do3d, time_domask, time_dopr, time_dopr_av,        &
306               time_dopr_listing, time_dopts, time_dosp, time_dosp_av, time_dots, time_do_av,      &
[4017]307               time_do_sla, time_disturb, time_run_control, time_since_reference_point,            &
[4508]308               timestep_count, turbulent_inflow, turbulent_outflow, urban_surface,                 &
[3761]309               use_initial_profile_as_reference, use_single_reference_value, u_gtrans, v_gtrans,   &
[4508]310               virtual_flight, virtual_measurement, ws_scheme_mom, ws_scheme_sca
[1320]311
[3761]312    USE cpulog,                                                                                    &
[1320]313        ONLY:  cpu_log, log_point, log_point_s
314
[3994]315    USE diagnostic_output_quantities_mod,                                                          &
[4039]316        ONLY:  doq_calculate,                                                                      &
[3994]317               timestep_number_at_prev_calc
318
[4457]319    USE exchange_horiz_mod,                                                                        &
320        ONLY:  exchange_horiz
321
[3761]322    USE flight_mod,                                                                                &
[1957]323        ONLY:  flight_measurement
324
[4472]325    USE grid_variables,                                                                            &
326        ONLY:  ddx, ddy
327
[3761]328    USE indices,                                                                                   &
[4731]329        ONLY:  nx, nxl, nxlg, nxr, nxrg, nzb, nzt
[1320]330
[3761]331    USE indoor_model_mod,                                                                          &
332        ONLY:  dt_indoor, im_main_heatcool, time_indoor
[3469]333
[1918]334    USE interfaces
335
[1320]336    USE kinds
337
[3761]338    USE land_surface_model_mod,                                                                    &
[4671]339        ONLY:  lsm_boundary_condition, lsm_energy_balance, skip_time_do_lsm
[1496]340
[4017]341    USE lagrangian_particle_model_mod,                                                             &
[4276]342        ONLY:  lpm_data_output_ptseries
[3761]343
344    USE lsf_nudging_mod,                                                                           &
[3347]345        ONLY:  calc_tnudge, ls_forcing_surf, ls_forcing_vert, nudge_ref
[1320]346
[3761]347    USE module_interface,                                                                          &
[4268]348        ONLY:  module_interface_actions, module_interface_swap_timelevel,                          &
[4731]349               module_interface_boundary_conditions, module_interface_exchange_horiz
[3684]350
[3761]351    USE multi_agent_system_mod,                                                                    &
[3198]352        ONLY:  agents_active, multi_agent_system
[3448]353
[3761]354    USE nesting_offl_mod,                                                                          &
[4226]355        ONLY:  nesting_offl_bc,                                                                    &
356               nesting_offl_input,                                                                 &
357               nesting_offl_interpolation_factor,                                                  &
358               nesting_offl_mass_conservation
[3864]359
[3761]360    USE netcdf_data_input_mod,                                                                     &
[4226]361        ONLY:  chem_emis, chem_emis_att
[3298]362
[3761]363    USE ocean_mod,                                                                                 &
[3294]364        ONLY:  prho_reference
365
[4227]366    USE palm_date_time_mod,                                                                        &
367        ONLY:  get_date_time
368
[3761]369    USE particle_attributes,                                                                       &
[4731]370        ONLY:  particle_advection, particle_advection_start
[1320]371
[1]372    USE pegrid
373
[4444]374#if defined( __parallel )
[3761]375    USE pmc_interface,                                                                             &
[4010]376        ONLY:  nested_run, nesting_mode, pmci_boundary_conds, pmci_datatrans, pmci_synchronize,    &
[4047]377        pmci_ensure_nest_mass_conservation, pmci_ensure_nest_mass_conservation_vertical,           &
378        pmci_set_swaplevel
[4444]379#endif
[1762]380
[3761]381    USE progress_bar,                                                                              &
[1402]382        ONLY:  finish_progress_bar, output_progress_bar
383
[3761]384    USE prognostic_equations_mod,                                                                  &
[2118]385        ONLY:  prognostic_equations_cache, prognostic_equations_vector
[1320]386
[3761]387    USE radiation_model_mod,                                                                       &
388        ONLY: dt_radiation, force_radiation_call, radiation, radiation_control,                    &
389              radiation_interaction, radiation_interactions, skip_time_do_radiation, time_radiation
[3864]390
[3761]391    USE salsa_mod,                                                                                 &
[3864]392        ONLY: aerosol_number, aerosol_mass, bc_am_t_val, bc_an_t_val, bc_gt_t_val,                 &
[4731]393              nbins_aerosol, ncomponents_mass, ngases_salsa,                                       &
[4508]394              salsa_boundary_conditions, salsa_emission_update, salsa_gas, salsa_gases_from_chem,  &
395              skip_time_do_salsa
[1496]396
[3761]397    USE spectra_mod,                                                                               &
398        ONLY: average_count_sp, averaging_interval_sp, calc_spectra, dt_dosp, skip_time_dosp
[1786]399
[3761]400    USE statistics,                                                                                &
401        ONLY:  flow_statistics_called, hom, pr_palm, sums_ls_l
[1320]402
[3761]403
404    USE surface_layer_fluxes_mod,                                                                  &
[1691]405        ONLY:  surface_layer_fluxes
406
[3761]407    USE surface_data_output_mod,                                                                   &
408        ONLY:  average_count_surf, averaging_interval_surf, dt_dosurf, dt_dosurf_av,               &
409               surface_data_output, surface_data_output_averaging, skip_time_dosurf,               &
[3648]410               skip_time_dosurf_av, time_dosurf, time_dosurf_av
[2232]411
[3761]412    USE surface_mod,                                                                               &
413        ONLY:  surf_def_h, surf_lsm_h, surf_usm_h
414
415    USE synthetic_turbulence_generator_mod,                                                        &
416        ONLY:  dt_stg_call, dt_stg_adjust, parametrize_inflow_turbulence, stg_adjust, stg_main,    &
417               time_stg_adjust, time_stg_call, use_syn_turb_gen
418
419    USE turbulence_closure_mod,                                                                    &
[4048]420        ONLY:  tcm_diffusivities
[2696]421
[3761]422    USE urban_surface_mod,                                                                         &
[4671]423        ONLY:  usm_boundary_condition,                                                             &
424               usm_energy_balance
[2007]425
[3761]426    USE virtual_measurement_mod,                                                                   &
[3988]427        ONLY:  dt_virtual_measurement,                                                             &
428               time_virtual_measurement,                                                           &
429               vm_data_output,                                                                     &
430               vm_sampling,                                                                        &
431               vm_time_start
[2259]432
[4466]433
[4420]434    USE wind_turbine_model_mod,                                                                    &
435        ONLY:  dt_data_output_wtm, time_wtm, wind_turbine, wtm_data_output
[1914]436
[3761]437#if defined( _OPENACC )
[4444]438    USE arrays_3d,                                                                                 &
[4466]439        ONLY:  d, dd2zu, ddzu, ddzw,                                                               &
[4732]440               diss,                                                                               &
441               diss_p,                                                                             &
[4466]442               diss_l_u,                                                                           &
443               diss_l_v,                                                                           &
444               diss_l_w,                                                                           &
445               diss_s_u,                                                                           &
446               diss_s_v,                                                                           &
447               diss_s_w,                                                                           &
448               drho_air, drho_air_zw, dzw, e,                                                      &
449               flux_l_u,                                                                           &
450               flux_l_v,                                                                           &
451               flux_l_w,                                                                           &
452               flux_s_u,                                                                           &
453               flux_s_v,                                                                           &
454               flux_s_w,                                                                           &
455               heatflux_output_conversion,                                                         &
[4732]456               e_p,                                                                                &
457               pt_p,                                                                               &
458               u_p,                                                                                &
459               v_p,                                                                                &
460               w_p,                                                                                &
[4508]461               kh, km, momentumflux_output_conversion, nc, ni, nr, p, ptdf_x, ptdf_y, qc, qi, qr, rdf,     &
[4444]462               rdf_sc, rho_air, rho_air_zw, s, tdiss_m, te_m, tpt_m, tu_m, tv_m, tw_m, ug, u_init, &
[4508]463               u_stokes_zu, vg, v_init, v_stokes_zu, w, zu
[2365]464
[3761]465    USE control_parameters,                                                                        &
466        ONLY:  tsc
467
468    USE indices,                                                                                   &
[4346]469        ONLY:  advc_flags_m, advc_flags_s, nyn, nyng, nys, nysg, nz, nzb_max, wall_flags_total_0
[3761]470
471    USE statistics,                                                                                &
472        ONLY:  rmask, statistic_regions, sums_l, sums_l_l, sums_us2_ws_l,                          &
473               sums_wsus_ws_l, sums_vs2_ws_l, sums_wsvs_ws_l, sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l,      &
474               sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l, sums_wsqcs_ws_l, sums_wsqrs_ws_l, sums_wsncs_ws_l, &
[4508]475               sums_wsnrs_ws_l, sums_wsss_ws_l, weight_substep, sums_salsa_ws_l, sums_wsqis_ws_l,  &
476               sums_wsnis_ws_l
[3761]477
478    USE surface_mod,                                                                               &
479        ONLY:  bc_h, enter_surface_arrays, exit_surface_arrays
480#endif
481
482
[1]483    IMPLICIT NONE
484
[3298]485    CHARACTER (LEN=9) ::  time_to_string   !<
[3864]486
[4356]487    INTEGER(iwp) ::  hour                !< hour of current time
488    INTEGER(iwp) ::  hour_call_emis = -1 !< last hour where emission was called
489    INTEGER(iwp) ::  ib                  !< index for aerosol size bins
490    INTEGER(iwp) ::  ic                  !< index for aerosol mass bins
491    INTEGER(iwp) ::  icc                 !< additional index for aerosol mass bins
492    INTEGER(iwp) ::  ig                  !< index for salsa gases
[4444]493    INTEGER(iwp) ::  mid                 !< masked output running index
[4356]494    INTEGER(iwp) ::  n                   !< loop counter for chemistry species
[3014]495
[1918]496    REAL(wp) ::  dt_3d_old  !< temporary storage of timestep to be used for
497                            !< steering of run control output interval
[3241]498    REAL(wp) ::  time_since_reference_point_save  !< original value of
499                                                  !< time_since_reference_point
500
[3634]501
[3761]502!
503!-- Copy data from arrays_3d
[4466]504!$ACC DATA &
[3634]505!$ACC COPY(d(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr)) &
[4170]506!$ACC COPY(diss(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[3634]507!$ACC COPY(e(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
508!$ACC COPY(u(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
509!$ACC COPY(v(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
510!$ACC COPY(w(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
511!$ACC COPY(kh(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
512!$ACC COPY(km(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
513!$ACC COPY(p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
514!$ACC COPY(pt(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg))
515
516!$ACC DATA &
[4466]517!$ACC COPYIN(diss_l_u(0:nz+1,nys:nyn,0), flux_l_u(0:nz+1,nys:nyn,0)) &
518!$ACC COPYIN(diss_l_v(0:nz+1,nys:nyn,0), flux_l_v(0:nz+1,nys:nyn,0)) &
519!$ACC COPYIN(diss_l_w(0:nz+1,nys:nyn,0), flux_l_w(0:nz+1,nys:nyn,0)) &
520!$ACC COPYIN(diss_s_u(0:nz+1,0), flux_s_u(0:nz+1,0)) &
521!$ACC COPYIN(diss_s_v(0:nz+1,0), flux_s_v(0:nz+1,0)) &
522!$ACC COPYIN(diss_s_w(0:nz+1,0), flux_s_w(0:nz+1,0)) &
[4170]523!$ACC COPY(diss_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[3634]524!$ACC COPY(e_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
525!$ACC COPY(u_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
526!$ACC COPY(v_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
527!$ACC COPY(w_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
528!$ACC COPY(pt_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
529!$ACC COPY(tend(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[4170]530!$ACC COPY(tdiss_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[3634]531!$ACC COPY(te_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
532!$ACC COPY(tu_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
533!$ACC COPY(tv_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
534!$ACC COPY(tw_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
535!$ACC COPY(tpt_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg))
536
537!$ACC DATA &
538!$ACC COPYIN(rho_air(nzb:nzt+1), drho_air(nzb:nzt+1)) &
539!$ACC COPYIN(rho_air_zw(nzb:nzt+1), drho_air_zw(nzb:nzt+1)) &
540!$ACC COPYIN(zu(nzb:nzt+1)) &
541!$ACC COPYIN(dzu(1:nzt+1), dzw(1:nzt+1)) &
542!$ACC COPYIN(ddzu(1:nzt+1), dd2zu(1:nzt)) &
543!$ACC COPYIN(ddzw(1:nzt+1)) &
[3658]544!$ACC COPYIN(heatflux_output_conversion(nzb:nzt+1)) &
545!$ACC COPYIN(momentumflux_output_conversion(nzb:nzt+1)) &
[3634]546!$ACC COPYIN(rdf(nzb+1:nzt), rdf_sc(nzb+1:nzt)) &
547!$ACC COPYIN(ptdf_x(nxlg:nxrg), ptdf_y(nysg:nyng)) &
548!$ACC COPYIN(ref_state(0:nz+1)) &
549!$ACC COPYIN(u_init(0:nz+1), v_init(0:nz+1)) &
550!$ACC COPYIN(u_stokes_zu(nzb:nzt+1), v_stokes_zu(nzb:nzt+1)) &
551!$ACC COPYIN(pt_init(0:nz+1)) &
552!$ACC COPYIN(ug(0:nz+1), vg(0:nz+1))
553
[3761]554!
555!-- Copy data from control_parameters
[3634]556!$ACC DATA &
557!$ACC COPYIN(tsc(1:5))
558
[3761]559!
[4472]560!-- Copy data from grid_variables
561!$ACC DATA &
562!$ACC COPYIN(ddx, ddy)
563
564!
[3761]565!-- Copy data from indices
[3634]566!$ACC DATA &
[4111]567!$ACC COPYIN(advc_flags_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
568!$ACC COPYIN(advc_flags_s(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[4346]569!$ACC COPYIN(wall_flags_total_0(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg))
[3634]570
[3761]571!
572!-- Copy data from surface_mod
[3634]573!$ACC DATA &
574!$ACC COPYIN(bc_h(0:1)) &
575!$ACC COPYIN(bc_h(0)%i(1:bc_h(0)%ns)) &
576!$ACC COPYIN(bc_h(0)%j(1:bc_h(0)%ns)) &
577!$ACC COPYIN(bc_h(0)%k(1:bc_h(0)%ns)) &
578!$ACC COPYIN(bc_h(1)%i(1:bc_h(1)%ns)) &
579!$ACC COPYIN(bc_h(1)%j(1:bc_h(1)%ns)) &
580!$ACC COPYIN(bc_h(1)%k(1:bc_h(1)%ns))
581
[3761]582!
583!-- Copy data from statistics
[3634]584!$ACC DATA &
[3658]585!$ACC COPYIN(hom(0:nz+1,1:2,1:4,0)) &
[3634]586!$ACC COPYIN(rmask(nysg:nyng,nxlg:nxrg,0:statistic_regions)) &
587!$ACC COPYIN(weight_substep(1:intermediate_timestep_count_max)) &
[3658]588!$ACC COPY(sums_l(nzb:nzt+1,1:pr_palm,0)) &
[3634]589!$ACC COPY(sums_l_l(nzb:nzt+1,0:statistic_regions,0)) &
590!$ACC COPY(sums_us2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
591!$ACC COPY(sums_wsus_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
592!$ACC COPY(sums_vs2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
593!$ACC COPY(sums_wsvs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
594!$ACC COPY(sums_ws2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
595!$ACC COPY(sums_wspts_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
596!$ACC COPY(sums_wssas_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
597!$ACC COPY(sums_wsqs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
598!$ACC COPY(sums_wsqcs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[4502]599!$ACC COPY(sums_wsqis_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[3634]600!$ACC COPY(sums_wsqrs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
601!$ACC COPY(sums_wsncs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[4502]602!$ACC COPY(sums_wsnis_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[3634]603!$ACC COPY(sums_wsnrs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
604!$ACC COPY(sums_wsss_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
605!$ACC COPY(sums_salsa_ws_l(nzb:nzt+1,0))
606
[4472]607!
608!-- Next statement is to avoid compiler warnings about unused variables. Please
609!-- remove in case that you are using them. ddx and ddy need to be defined in
610!-- time_integration because of ACC COPYIN directive.
611    ddx = ddx
612    ddy = ddy
613
[3761]614#if defined( _OPENACC )
[3658]615    CALL enter_surface_arrays
616#endif
617
[1]618!
[1918]619!-- At beginning determine the first time step
620    CALL timestep
[4444]621
622#if defined( __parallel )
[1764]623!
624!-- Synchronize the timestep in case of nested run.
625    IF ( nested_run )  THEN
[1878]626!
627!--    Synchronization by unifying the time step.
628!--    Global minimum of all time-steps is used for all.
629       CALL pmci_synchronize
[1764]630    ENDIF
[4444]631#endif
[1764]632
[1918]633!
634!-- Determine and print out the run control quantities before the first time
635!-- step of this run. For the initial run, some statistics (e.g. divergence)
[3004]636!-- need to be determined first --> CALL flow_statistics at the beginning of
637!-- run_control
[1]638    CALL run_control
[108]639!
[4466]640!-- Data exchange between coupled models in case that a call has been omitted
[108]641!-- at the end of the previous run of a job chain.
[4564]642    IF ( coupling_mode /= 'uncoupled'  .AND.  run_coupled )  THEN
[108]643!
[4466]644!--    In case of model termination initiated by the local model the coupler
645!--    must not be called because this would again cause an MPI hang.
[1918]646       DO WHILE ( time_coupling >= dt_coupling  .AND.  terminate_coupled == 0 )
[108]647          CALL surface_coupler
648          time_coupling = time_coupling - dt_coupling
649       ENDDO
[3761]650       IF (time_coupling == 0.0_wp  .AND.  time_since_reference_point < dt_coupling )  THEN
[348]651          time_coupling = time_since_reference_point
652       ENDIF
[108]653    ENDIF
654
[3885]655    CALL location_message( 'atmosphere (and/or ocean) time-stepping', 'start' )
[3761]656
[1]657!
658!-- Start of the time loop
[3761]659    DO  WHILE ( simulated_time < end_time  .AND.  .NOT. stop_dt  .AND. .NOT. terminate_run )
[1]660
661       CALL cpu_log( log_point_s(10), 'timesteps', 'start' )
[4444]662
[4667]663       IF ( debug_output_timestep )  THEN
664           WRITE( debug_string, * ) 'time_integration', simulated_time
665           CALL debug_message( debug_string, 'start' )
666       ENDIF
667
[1]668!
[4466]669!--    Determine ug, vg and w_subs in dependence on data from external file
[1241]670!--    LSF_DATA
[1365]671       IF ( large_scale_forcing .AND. lsf_vert )  THEN
[1241]672           CALL ls_forcing_vert ( simulated_time )
[1365]673           sums_ls_l = 0.0_wp
[1241]674       ENDIF
675
676!
[4466]677!--    Set pt_init and q_init to the current profiles taken from
678!--    NUDGING_DATA
[1380]679       IF ( nudging )  THEN
680           CALL nudge_ref ( simulated_time )
681!
682!--        Store temperature gradient at the top boundary for possible Neumann
683!--        boundary condition
684           bc_pt_t_val = ( pt_init(nzt+1) - pt_init(nzt) ) / dzu(nzt+1)
685           bc_q_t_val  = ( q_init(nzt+1) - q_init(nzt) ) / dzu(nzt+1)
[3298]686           IF ( air_chemistry )  THEN
[4511]687              DO  n = 1, nvar
688                 bc_cs_t_val = (  chem_species(n)%conc_pr_init(nzt+1)                              &
689                                - chem_species(n)%conc_pr_init(nzt) )                              &
[3298]690                               / dzu(nzt+1)
691              ENDDO
692           ENDIF
[3864]693           IF ( salsa  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do_salsa )  THEN
694              DO  ib = 1, nbins_aerosol
695                 bc_an_t_val = ( aerosol_number(ib)%init(nzt+1) - aerosol_number(ib)%init(nzt) ) / &
696                               dzu(nzt+1)
697                 DO  ic = 1, ncomponents_mass
698                    icc = ( ic - 1 ) * nbins_aerosol + ib
699                    bc_am_t_val = ( aerosol_mass(icc)%init(nzt+1) - aerosol_mass(icc)%init(nzt) ) /&
700                                  dzu(nzt+1)
701                 ENDDO
702              ENDDO
703              IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
704                 DO  ig = 1, ngases_salsa
705                    bc_gt_t_val = ( salsa_gas(ig)%init(nzt+1) - salsa_gas(ig)%init(nzt) ) /        &
706                                  dzu(nzt+1)
707                 ENDDO
708              ENDIF
709           ENDIF
[1380]710       ENDIF
[2696]711!
[4466]712!--    Input of boundary data.
[4226]713       IF ( nesting_offline )  CALL nesting_offl_input
[1380]714!
[4276]715!--    Execute all other module actions routines
[3684]716       CALL module_interface_actions( 'before_timestep' )
[4466]717
[4508]718!
[1]719!--    Start of intermediate step loop
720       intermediate_timestep_count = 0
[3761]721       DO  WHILE ( intermediate_timestep_count < intermediate_timestep_count_max )
[1]722
723          intermediate_timestep_count = intermediate_timestep_count + 1
724
725!
726!--       Set the steering factors for the prognostic equations which depend
727!--       on the timestep scheme
728          CALL timestep_scheme_steering
729
730!
[1128]731!--       Calculate those variables needed in the tendency terms which need
732!--       global communication
[3761]733          IF ( .NOT. use_single_reference_value  .AND.  .NOT. use_initial_profile_as_reference )   &
734          THEN
[1179]735!
736!--          Horizontally averaged profiles to be used as reference state in
737!--          buoyancy terms (WARNING: only the respective last call of
738!--          calc_mean_profile defines the reference state!)
[1365]739             IF ( .NOT. neutral )  THEN
740                CALL calc_mean_profile( pt, 4 )
741                ref_state(:)  = hom(:,1,4,0) ! this is used in the buoyancy term
742             ENDIF
[3294]743             IF ( ocean_mode )  THEN
[2031]744                CALL calc_mean_profile( rho_ocean, 64 )
[1365]745                ref_state(:)  = hom(:,1,64,0)
746             ENDIF
747             IF ( humidity )  THEN
748                CALL calc_mean_profile( vpt, 44 )
749                ref_state(:)  = hom(:,1,44,0)
750             ENDIF
[2617]751!
752!--          Assure that ref_state does not become zero at any level
[4466]753!--          ( might be the case if a vertical level is completely occupied
[2617]754!--            with topography ).
[3761]755             ref_state = MERGE( MAXVAL(ref_state), ref_state, ref_state == 0.0_wp )
[1179]756          ENDIF
757
[3761]758          IF ( ( ws_scheme_mom .OR. ws_scheme_sca )  .AND.  intermediate_timestep_count == 1 )     &
759          THEN
760             CALL ws_statistics
761          ENDIF
[1365]762!
763!--       In case of nudging calculate current nudging time scale and horizontal
[1380]764!--       means of u, v, pt and q
[1365]765          IF ( nudging )  THEN
766             CALL calc_tnudge( simulated_time )
767             CALL calc_mean_profile( u, 1 )
768             CALL calc_mean_profile( v, 2 )
769             CALL calc_mean_profile( pt, 4 )
770             CALL calc_mean_profile( q, 41 )
771          ENDIF
[1128]772!
[4731]773!--       Execute all other module actions routines
[3876]774          CALL module_interface_actions( 'before_prognostic_equations' )
775!
[1]776!--       Solve the prognostic equations. A fast cache optimized version with
777!--       only one single loop is used in case of Piascek-Williams advection
778!--       scheme. NEC vector machines use a different version, because
779!--       in the other versions a good vectorization is prohibited due to
780!--       inlining problems.
[1019]781          IF ( loop_optimization == 'cache' )  THEN
782             CALL prognostic_equations_cache
783          ELSEIF ( loop_optimization == 'vector' )  THEN
[63]784             CALL prognostic_equations_vector
[1]785          ENDIF
[4508]786
[1]787!
[3159]788!--       Movement of agents in multi agent system
[3761]789          IF ( agents_active  .AND.  time_since_reference_point >= multi_agent_system_start  .AND. &
790               time_since_reference_point <= multi_agent_system_end  .AND.                         &
791               intermediate_timestep_count == 1 )                                                  &
792          THEN
[3159]793             CALL multi_agent_system
794             first_call_mas = .FALSE.
795          ENDIF
796
797!
[1]798!--       Exchange of ghost points (lateral boundary conditions)
[2118]799          CALL cpu_log( log_point(26), 'exchange-horiz-progn', 'start' )
[1113]800
[4731]801          CALL module_interface_exchange_horiz( 'after_prognostic_equation' )
[4029]802
803          CALL cpu_log( log_point(26), 'exchange-horiz-progn', 'stop' )
804
[3929]805!
[4029]806!--       Boundary conditions for the prognostic quantities (except of the
[4281]807!--       velocities at the outflow in case of a non-cyclic lateral wall) and
808!--       boundary conditions for module-specific variables
[4268]809          CALL module_interface_boundary_conditions
[4508]810
[1]811!
[4047]812!--       Incrementing timestep counter
813          timestep_count = timestep_count + 1
[73]814
[4047]815          CALL cpu_log( log_point(28), 'swap_timelevel', 'start' )
[2365]816!
[4047]817!--       Set the swap level for all modules
818          CALL module_interface_swap_timelevel( MOD( timestep_count, 2) )
[4444]819
820#if defined( __parallel )
[4047]821!
822!--       Set the swap level for steering the pmc data transfer
823          IF ( nested_run )  CALL pmci_set_swaplevel( MOD( timestep_count, 2) + 1 )  !> @todo: why the +1 ?
[4444]824#endif
[4047]825
826          CALL cpu_log( log_point(28), 'swap_timelevel', 'stop' )
827
[4444]828#if defined( __parallel )
[1764]829          IF ( nested_run )  THEN
[1797]830
[1764]831             CALL cpu_log( log_point(60), 'nesting', 'start' )
[1762]832!
[1933]833!--          Domain nesting. The data transfer subroutines pmci_parent_datatrans
834!--          and pmci_child_datatrans are called inside the wrapper
[1797]835!--          subroutine pmci_datatrans according to the control parameters
836!--          nesting_mode and nesting_datatransfer_mode.
837!--          TO_DO: why is nesting_mode given as a parameter here?
838             CALL pmci_datatrans( nesting_mode )
[1762]839
[3761]840             IF ( TRIM( nesting_mode ) == 'two-way' .OR.  nesting_mode == 'vertical' )  THEN
[4029]841
842                CALL cpu_log( log_point_s(92), 'exchange-horiz-nest', 'start' )
[1762]843!
[1933]844!--             Exchange_horiz is needed for all parent-domains after the
[1764]845!--             anterpolation
[4731]846                CALL module_interface_exchange_horiz( 'after_anterpolation' )
[2174]847
[4029]848                CALL cpu_log( log_point_s(92), 'exchange-horiz-nest', 'stop' )
[3864]849
[1762]850             ENDIF
[4029]851
[1762]852!
[2311]853!--          Set boundary conditions again after interpolation and anterpolation.
854             CALL pmci_boundary_conds
[1764]855
856             CALL cpu_log( log_point(60), 'nesting', 'stop' )
857
[1762]858          ENDIF
[4444]859#endif
[1762]860
861!
[1]862!--       Temperature offset must be imposed at cyclic boundaries in x-direction
863!--       when a sloping surface is used
864          IF ( sloping_surface )  THEN
[3761]865             IF ( nxl ==  0 )  pt(:,:,nxlg:nxl-1) = pt(:,:,nxlg:nxl-1) - pt_slope_offset
866             IF ( nxr == nx )  pt(:,:,nxr+1:nxrg) = pt(:,:,nxr+1:nxrg) + pt_slope_offset
[1]867          ENDIF
868
869!
[4565]870!--       Increase temperature pt(0) according to pt_surface_heating_rate (convert from K/h to K/s)
[4573]871          IF ( pt_surface_heating_rate /= 0.0_wp .AND. intermediate_timestep_count == 1 ) THEN
872             pt(0,:,:) = pt(0,:,:) + dt_3d * pt_surface_heating_rate / 3600.0_wp
[4565]873          ENDIF
874
875!
[151]876!--       Impose a turbulent inflow using the recycling method
[3719]877          IF ( turbulent_inflow )  CALL inflow_turbulence
[151]878
879!
[2050]880!--       Set values at outflow boundary using the special outflow condition
[3719]881          IF ( turbulent_outflow )  CALL outflow_turbulence
[2050]882
883!
[1]884!--       Impose a random perturbation on the horizontal velocity field
[3761]885          IF ( create_disturbances  .AND.  ( call_psolver_at_all_substeps  .AND.                   &
886               intermediate_timestep_count == intermediate_timestep_count_max )                    &
887               .OR. ( .NOT. call_psolver_at_all_substeps  .AND.  intermediate_timestep_count == 1 ) ) &
[1]888          THEN
889             time_disturb = time_disturb + dt_3d
890             IF ( time_disturb >= dt_disturb )  THEN
[3761]891                IF ( disturbance_energy_limit /= 0.0_wp  .AND.                                     &
[1736]892                     hom(nzb+5,1,pr_palm,0) < disturbance_energy_limit )  THEN
[2232]893                   CALL disturb_field( 'u', tend, u )
894                   CALL disturb_field( 'v', tend, v )
[3761]895                ELSEIF ( ( .NOT. bc_lr_cyc  .OR.  .NOT. bc_ns_cyc )                                &
896                         .AND. .NOT. child_domain  .AND.  .NOT.  nesting_offline )                 &
[3182]897                THEN
[1]898!
899!--                Runs with a non-cyclic lateral wall need perturbations
900!--                near the inflow throughout the whole simulation
901                   dist_range = 1
[2232]902                   CALL disturb_field( 'u', tend, u )
903                   CALL disturb_field( 'v', tend, v )
[1]904                   dist_range = 0
905                ENDIF
906                time_disturb = time_disturb - dt_disturb
907             ENDIF
908          ENDIF
909
910!
[4466]911!--       Map forcing data derived from larger scale model onto domain
[4226]912!--       boundaries. Further, update geostrophic wind components.
[3761]913          IF ( nesting_offline  .AND.  intermediate_timestep_count ==                              &
[4226]914                                       intermediate_timestep_count_max  )  THEN
[4466]915!--          Determine interpolation factor before boundary conditions and geostrophic wind
[4226]916!--          is updated.
917             CALL nesting_offl_interpolation_factor
[3347]918             CALL nesting_offl_bc
[4581]919!              CALL nesting_offl_geostrophic_wind
[4226]920          ENDIF
[2938]921!
[4022]922!--       Impose a turbulent inflow using synthetic generated turbulence.
923          IF ( use_syn_turb_gen  .AND.                                                             &
924               intermediate_timestep_count == intermediate_timestep_count_max )  THEN
[3719]925             CALL cpu_log( log_point(57), 'synthetic_turbulence_gen', 'start' )
[3347]926             CALL stg_main
[3719]927             CALL cpu_log( log_point(57), 'synthetic_turbulence_gen', 'stop' )
[2696]928          ENDIF
929!
[3347]930!--       Ensure mass conservation. This need to be done after imposing
931!--       synthetic turbulence and top boundary condition for pressure is set to
[4466]932!--       Neumann conditions.
[3347]933!--       Is this also required in case of Dirichlet?
934          IF ( nesting_offline )  CALL nesting_offl_mass_conservation
935!
[1]936!--       Reduce the velocity divergence via the equation for perturbation
937!--       pressure.
[4564]938          IF ( intermediate_timestep_count == 1  .OR.  call_psolver_at_all_substeps )  THEN
[2365]939
[4444]940#if defined( __parallel )
[2365]941!
[4564]942!--          Mass (volume) flux correction to ensure global mass conservation for child domains.
943             IF ( child_domain )  THEN
944                IF ( nesting_mode == 'vertical' )  THEN
945                   CALL pmci_ensure_nest_mass_conservation_vertical
946                ELSE
947                   CALL pmci_ensure_nest_mass_conservation
[4010]948                ENDIF
[4564]949             ENDIF
[4444]950#endif
[4564]951             CALL pres
[2365]952
[1]953          ENDIF
[4275]954!
955!--       Particle transport/physics with the Lagrangian particle model
956!--       (only once during intermediate steps, because it uses an Euler-step)
957!--       ### particle model should be moved before prognostic_equations, in order
958!--       to regard droplet interactions directly
[1]959
[4276]960          CALL module_interface_actions( 'after_pressure_solver' )
[1]961!
[4275]962!--       Interaction of droplets with temperature and mixing ratio.
963!--       Droplet condensation and evaporation is calculated within
964!--       advec_particles.
965!
[1]966!--       If required, compute liquid water content
[3274]967          IF ( bulk_cloud_model )  THEN
[1015]968             CALL calc_liquid_water_content
969          ENDIF
[2174]970!
[4466]971!--       If required, compute virtual potential temperature
972          IF ( humidity )  THEN
973             CALL compute_vpt
974          ENDIF
[1585]975
[1]976!
977!--       Compute the diffusion quantities
978          IF ( .NOT. constant_diffusion )  THEN
979
980!
[4466]981!--          Determine surface fluxes shf and qsws and surface values
982!--          pt_surface and q_surface in dependence on data from external
[1276]983!--          file LSF_DATA respectively
[3761]984             IF ( ( large_scale_forcing .AND. lsf_surf ) .AND.                                     &
985                 intermediate_timestep_count == intermediate_timestep_count_max )                  &
[1276]986             THEN
[2320]987                CALL ls_forcing_surf( simulated_time )
[1276]988             ENDIF
989
990!
[4466]991!--          First the vertical (and horizontal) fluxes in the surface
[2232]992!--          (constant flux) layer are computed
[1691]993             IF ( constant_flux_layer )  THEN
994                CALL cpu_log( log_point(19), 'surface_layer_fluxes', 'start' )
995                CALL surface_layer_fluxes
996                CALL cpu_log( log_point(19), 'surface_layer_fluxes', 'stop' )
[1]997             ENDIF
998!
[4466]999!--          If required, solve the energy balance for the surface and run soil
[2232]1000!--          model. Call for horizontal as well as vertical surfaces
[2696]1001             IF ( land_surface .AND. time_since_reference_point >= skip_time_do_lsm)  THEN
[1691]1002
1003                CALL cpu_log( log_point(54), 'land_surface', 'start' )
[4671]1004                CALL lsm_energy_balance( .FALSE. )
[4268]1005
[2696]1006!
1007!--             At the end, set boundary conditons for potential temperature
[4466]1008!--             and humidity after running the land-surface model. This
[2696]1009!--             might be important for the nesting, where arrays are transfered.
1010                CALL lsm_boundary_condition
[2232]1011
[4268]1012
[1691]1013                CALL cpu_log( log_point(54), 'land_surface', 'stop' )
1014             ENDIF
1015!
[4466]1016!--          If required, solve the energy balance for urban surfaces and run
[2007]1017!--          the material heat model
1018             IF (urban_surface) THEN
1019                CALL cpu_log( log_point(74), 'urban_surface', 'start' )
[4671]1020                CALL usm_energy_balance( .FALSE. )
[4268]1021
[2696]1022!
1023!--             At the end, set boundary conditons for potential temperature
[4466]1024!--             and humidity after running the urban-surface model. This
[2696]1025!--             might be important for the nesting, where arrays are transfered.
1026                CALL usm_boundary_condition
1027
[2007]1028                CALL cpu_log( log_point(74), 'urban_surface', 'stop' )
1029             ENDIF
1030!
[1]1031!--          Compute the diffusion coefficients
1032             CALL cpu_log( log_point(17), 'diffusivities', 'start' )
[75]1033             IF ( .NOT. humidity ) THEN
[3294]1034                IF ( ocean_mode )  THEN
[2696]1035                   CALL tcm_diffusivities( prho, prho_reference )
[97]1036                ELSE
[2696]1037                   CALL tcm_diffusivities( pt, pt_reference )
[97]1038                ENDIF
[1]1039             ELSE
[2696]1040                CALL tcm_diffusivities( vpt, pt_reference )
[1]1041             ENDIF
1042             CALL cpu_log( log_point(17), 'diffusivities', 'stop' )
[4444]1043
[1]1044          ENDIF
1045
1046       ENDDO   ! Intermediate step loop
[3634]1047
[1]1048!
[3634]1049!--    Will be used at some point by flow_statistics.
[3658]1050       !$ACC UPDATE &
[3634]1051       !$ACC HOST(sums_l_l(nzb:nzt+1,0:statistic_regions,0)) &
1052       !$ACC HOST(sums_us2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1053       !$ACC HOST(sums_wsus_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1054       !$ACC HOST(sums_vs2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1055       !$ACC HOST(sums_wsvs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1056       !$ACC HOST(sums_ws2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1057       !$ACC HOST(sums_wspts_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1058       !$ACC HOST(sums_wssas_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1059       !$ACC HOST(sums_wsqs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1060       !$ACC HOST(sums_wsqcs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[4502]1061       !$ACC HOST(sums_wsqis_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[3634]1062       !$ACC HOST(sums_wsqrs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1063       !$ACC HOST(sums_wsncs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[4502]1064       !$ACC HOST(sums_wsnis_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[3634]1065       !$ACC HOST(sums_wsnrs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1066       !$ACC HOST(sums_wsss_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1067       !$ACC HOST(sums_salsa_ws_l(nzb:nzt+1,0))
1068
1069!
[4064]1070!--    If required, calculate radiative fluxes and heating rates
[4669]1071       IF ( radiation  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do_radiation )  THEN
[4064]1072
1073          time_radiation = time_radiation + dt_3d
1074
1075          IF ( time_radiation >= dt_radiation  .OR.  force_radiation_call )  THEN
1076
1077             CALL cpu_log( log_point(50), 'radiation', 'start' )
1078
[4669]1079             IF ( time_radiation >= dt_radiation )  THEN
[4064]1080                time_radiation = time_radiation - dt_radiation
1081             ENDIF
1082
1083!
1084!--          Adjust the current time to the time step of the radiation model.
[4466]1085!--          Needed since radiation is pre-calculated and stored only on apparent
[4064]1086!--          solar positions
1087             time_since_reference_point_save = time_since_reference_point
[4669]1088             time_since_reference_point = time_since_reference_point -                            &
1089                                          MODULO(time_since_reference_point, dt_radiation)
[4064]1090
1091             CALL radiation_control
1092
1093             IF ( ( urban_surface  .OR.  land_surface )  .AND.  radiation_interactions )  THEN
1094                CALL cpu_log( log_point_s(46), 'radiation_interaction', 'start' )
1095                CALL radiation_interaction
1096                CALL cpu_log( log_point_s(46), 'radiation_interaction', 'stop' )
1097             ENDIF
[4466]1098
[4064]1099!
1100!--          Return the current time to its original value
1101             time_since_reference_point = time_since_reference_point_save
[4669]1102!
1103!--          Reset forcing of radiation call
1104             force_radiation_call = .FALSE.
[4064]1105
1106             CALL cpu_log( log_point(50), 'radiation', 'stop' )
1107
1108          ENDIF
1109       ENDIF
1110
[4466]1111
[4064]1112!
[4403]1113!-- 20200203 (ECC)
1114!-- allows for emission update mode in legacy mode as well as on-demand mode
1115!-- note that under on-demand mode emission update is no longer restricted to
1116!-- an hourly frequency, but whenever the simulation time corresponds to an
1117!-- inrement in emission timestamp value
1118
[3298]1119!
[4403]1120!-- If required, consider chemical emissions
1121
1122       IF  ( air_chemistry .AND. emissions_anthropogenic )  THEN
1123
1124          IF  ( emiss_read_legacy_mode )  THEN
1125!
1126!-- get hourly index and updates emission data when the hour is passed
1127
1128             CALL get_date_time( time_since_reference_point, hour=hour )
1129
1130             IF  ( hour_call_emis /= hour )   THEN
1131
1132                CALL chem_emissions_setup( chem_emis_att, chem_emis, n_matched_vars )
1133                hour_call_emis = hour
1134
1135             ENDIF
1136
1137          ELSE
1138
1139             CALL chem_emissions_update_on_demand
1140
[3298]1141          ENDIF
[4403]1142
[2766]1143       ENDIF
[4403]1144
1145
[3864]1146!
1147!--    If required, consider aerosol emissions for the salsa model
1148       IF ( salsa )  THEN
1149!
1150!--       Call emission routine to update emissions if needed
1151          CALL salsa_emission_update
[3569]1152
[3864]1153       ENDIF
[2696]1154!
[3469]1155!--    If required, calculate indoor temperature, waste heat, heat flux
1156!--    through wall, etc.
[3744]1157!--    dt_indoor steers the frequency of the indoor model calculations.
1158!--    Note, at first timestep indoor model is called, in order to provide
[4466]1159!--    a waste heat flux.
[3647]1160       IF ( indoor_model )  THEN
[3469]1161
1162          time_indoor = time_indoor + dt_3d
1163
[3761]1164          IF ( time_indoor >= dt_indoor  .OR.  current_timestep_number == 0 )  THEN
[3469]1165
1166             time_indoor = time_indoor - dt_indoor
1167
1168             CALL cpu_log( log_point(76), 'indoor_model', 'start' )
1169             CALL im_main_heatcool
1170             CALL cpu_log( log_point(76), 'indoor_model', 'stop' )
1171
1172          ENDIF
1173       ENDIF
1174!
[1]1175!--    Increase simulation time and output times
[1111]1176       nr_timesteps_this_run      = nr_timesteps_this_run + 1
[291]1177       current_timestep_number    = current_timestep_number + 1
1178       simulated_time             = simulated_time   + dt_3d
1179       time_since_reference_point = simulated_time - coupling_start_time
[2941]1180       simulated_time_chr         = time_to_string( time_since_reference_point )
[291]1181
[1957]1182
[3646]1183       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_data_output_av )  THEN
[1]1184          time_do_av         = time_do_av       + dt_3d
1185       ENDIF
[3646]1186       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xy )  THEN
[1]1187          time_do2d_xy       = time_do2d_xy     + dt_3d
1188       ENDIF
[3646]1189       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xz )  THEN
[1]1190          time_do2d_xz       = time_do2d_xz     + dt_3d
1191       ENDIF
[3646]1192       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do2d_yz )  THEN
[1]1193          time_do2d_yz       = time_do2d_yz     + dt_3d
1194       ENDIF
[3646]1195       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do3d    )  THEN
[1]1196          time_do3d          = time_do3d        + dt_3d
1197       ENDIF
[410]1198       DO  mid = 1, masks
[3646]1199          IF ( time_since_reference_point >= skip_time_domask(mid) )  THEN
[410]1200             time_domask(mid)= time_domask(mid) + dt_3d
1201          ENDIF
1202       ENDDO
[3646]1203       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_dosp )  THEN
[1]1204          time_dosp       = time_dosp        + dt_3d
1205       ENDIF
1206       time_dots          = time_dots        + dt_3d
[849]1207       IF ( .NOT. first_call_lpm )  THEN
[1]1208          time_dopts      = time_dopts       + dt_3d
1209       ENDIF
[3646]1210       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_dopr )  THEN
[1]1211          time_dopr       = time_dopr        + dt_3d
1212       ENDIF
[3467]1213       time_dopr_listing  = time_dopr_listing + dt_3d
[1]1214       time_run_control   = time_run_control + dt_3d
[3347]1215!
[3421]1216!--    Increment time-counter for surface output
[3648]1217       IF ( surface_output )  THEN
[3646]1218          IF ( time_since_reference_point >= skip_time_dosurf )  THEN
[3421]1219             time_dosurf    = time_dosurf + dt_3d
1220          ENDIF
[3646]1221          IF ( time_since_reference_point >= skip_time_dosurf_av )  THEN
[3421]1222             time_dosurf_av = time_dosurf_av + dt_3d
1223          ENDIF
1224       ENDIF
1225!
[3988]1226!--    Increment time-counter for virtual measurements
1227       IF ( virtual_measurement  .AND.  vm_time_start <= time_since_reference_point )  THEN
1228          time_virtual_measurement = time_virtual_measurement + dt_3d
1229       ENDIF
[4466]1230
[3988]1231!
[4420]1232!--    Increment time-counter for wind turbine data output
1233       IF ( wind_turbine )  THEN
1234          time_wtm = time_wtm + dt_3d
1235       ENDIF
[4466]1236
[4420]1237!
[3347]1238!--    In case of synthetic turbulence generation and parametrized turbulence
[4466]1239!--    information, update the time counter and if required, adjust the
[3347]1240!--    STG to new atmospheric conditions.
1241       IF ( use_syn_turb_gen  )  THEN
1242          IF ( parametrize_inflow_turbulence )  THEN
1243             time_stg_adjust = time_stg_adjust + dt_3d
[3719]1244             IF ( time_stg_adjust >= dt_stg_adjust )  THEN
1245                CALL cpu_log( log_point(57), 'synthetic_turbulence_gen', 'start' )
1246                CALL stg_adjust
1247                CALL cpu_log( log_point(57), 'synthetic_turbulence_gen', 'stop' )
1248             ENDIF
[3347]1249          ENDIF
1250          time_stg_call = time_stg_call + dt_3d
1251       ENDIF
[1]1252
1253!
[102]1254!--    Data exchange between coupled models
[4564]1255       IF ( coupling_mode /= 'uncoupled'  .AND.  run_coupled )  THEN
[102]1256          time_coupling = time_coupling + dt_3d
[343]1257
[108]1258!
[4466]1259!--       In case of model termination initiated by the local model
1260!--       (terminate_coupled > 0), the coupler must be skipped because it would
[108]1261!--       cause an MPI intercomminucation hang.
[4466]1262!--       If necessary, the coupler will be called at the beginning of the
[108]1263!--       next restart run.
[3761]1264          DO WHILE ( time_coupling >= dt_coupling  .AND.  terminate_coupled == 0 )
[102]1265             CALL surface_coupler
1266             time_coupling = time_coupling - dt_coupling
1267          ENDDO
1268       ENDIF
1269
1270!
[3448]1271!--    Biometeorology calculation of stationary thermal indices
[3647]1272!--    Todo (kanani): biometeorology needs own time_... treatment.
1273!--                   It might be that time_do2d_xy differs from time_do3d,
1274!--                   and then we might get trouble with the biomet output,
1275!--                   because we can have 2d and/or 3d biomet output!!
[3761]1276       IF ( biometeorology                                                                         &
1277            .AND. ( ( time_do3d >= dt_do3d  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do3d )  &
1278                  .OR.                                                                             &
1279            ( time_do2d_xy >= dt_do2d_xy  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xy ) &
[3647]1280                    ) )  THEN
[3569]1281!
1282!--       If required, do thermal comfort calculations
1283          IF ( thermal_comfort )  THEN
1284             CALL bio_calculate_thermal_index_maps ( .FALSE. )
1285          ENDIF
1286!
1287!--       If required, do UV exposure calculations
1288          IF ( uv_exposure )  THEN
[4126]1289             CALL bio_calculate_uv_exposure
[3569]1290          ENDIF
[3448]1291       ENDIF
1292
1293!
[3684]1294!--    Execute alle other module actions routunes
1295       CALL module_interface_actions( 'after_integration' )
[2817]1296
1297!
[1]1298!--    If Galilei transformation is used, determine the distance that the
1299!--    model has moved so far
1300       IF ( galilei_transformation )  THEN
1301          advected_distance_x = advected_distance_x + u_gtrans * dt_3d
1302          advected_distance_y = advected_distance_y + v_gtrans * dt_3d
1303       ENDIF
1304
1305!
1306!--    Check, if restart is necessary (because cpu-time is expiring or
1307!--    because it is forced by user) and set stop flag
[108]1308!--    This call is skipped if the remote model has already initiated a restart.
1309       IF ( .NOT. terminate_run )  CALL check_for_restart
[1]1310
1311!
1312!--    Carry out statistical analysis and output at the requested output times.
1313!--    The MOD function is used for calculating the output time counters (like
1314!--    time_dopr) in order to regard a possible decrease of the output time
1315!--    interval in case of restart runs
1316
1317!
1318!--    Set a flag indicating that so far no statistics have been created
1319!--    for this time step
1320       flow_statistics_called = .FALSE.
1321
1322!
1323!--    If required, call flow_statistics for averaging in time
[3761]1324       IF ( averaging_interval_pr /= 0.0_wp  .AND.                                                 &
1325            ( dt_dopr - time_dopr ) <= averaging_interval_pr  .AND.                                &
[3646]1326            time_since_reference_point >= skip_time_dopr )  THEN
[1]1327          time_dopr_av = time_dopr_av + dt_3d
1328          IF ( time_dopr_av >= dt_averaging_input_pr )  THEN
1329             do_sum = .TRUE.
[3761]1330             time_dopr_av = MOD( time_dopr_av, MAX( dt_averaging_input_pr, dt_3d ) )
[1]1331          ENDIF
1332       ENDIF
1333       IF ( do_sum )  CALL flow_statistics
1334
1335!
[410]1336!--    Sum-up 3d-arrays for later output of time-averaged 2d/3d/masked data
[3761]1337       IF ( averaging_interval /= 0.0_wp  .AND.                                                    &
1338            ( dt_data_output_av - time_do_av ) <= averaging_interval  .AND.                        &
1339            time_since_reference_point >= skip_time_data_output_av )                               &
[1]1340       THEN
1341          time_do_sla = time_do_sla + dt_3d
1342          IF ( time_do_sla >= dt_averaging_input )  THEN
[3994]1343             IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                         &
[4039]1344                CALL doq_calculate
[3994]1345
[1]1346             CALL sum_up_3d_data
1347             average_count_3d = average_count_3d + 1
1348             time_do_sla = MOD( time_do_sla, MAX( dt_averaging_input, dt_3d ) )
1349          ENDIF
1350       ENDIF
[3421]1351!
1352!--    Average surface data
[3648]1353       IF ( surface_output )  THEN
[3761]1354          IF ( averaging_interval_surf /= 0.0_wp                                                   &
1355                .AND.  ( dt_dosurf_av - time_dosurf_av ) <= averaging_interval_surf                &
[3647]1356                .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosurf_av )  THEN
[4466]1357             IF ( time_dosurf_av >= dt_averaging_input )  THEN
[3648]1358                CALL surface_data_output_averaging
[3421]1359                average_count_surf = average_count_surf + 1
1360             ENDIF
1361          ENDIF
1362       ENDIF
[1]1363
1364!
1365!--    Calculate spectra for time averaging
[3761]1366       IF ( averaging_interval_sp /= 0.0_wp  .AND. ( dt_dosp - time_dosp ) <= averaging_interval_sp&
1367            .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosp )  THEN
[1]1368          time_dosp_av = time_dosp_av + dt_3d
1369          IF ( time_dosp_av >= dt_averaging_input_pr )  THEN
1370             CALL calc_spectra
[3761]1371             time_dosp_av = MOD( time_dosp_av, MAX( dt_averaging_input_pr, dt_3d ) )
[1]1372          ENDIF
1373       ENDIF
1374
1375!
[1957]1376!--    Call flight module and output data
1377       IF ( virtual_flight )  THEN
1378          CALL flight_measurement
1379          CALL data_output_flight
1380       ENDIF
[3472]1381!
1382!--    Take virtual measurements
[3988]1383       IF ( virtual_measurement  .AND.  time_virtual_measurement >= dt_virtual_measurement         &
1384                                 .AND.  vm_time_start <= time_since_reference_point )  THEN
[3704]1385          CALL vm_sampling
1386          CALL vm_data_output
[3988]1387          time_virtual_measurement = MOD(      time_virtual_measurement,                           &
1388                                          MAX( dt_virtual_measurement, dt_3d ) )
[3704]1389       ENDIF
[4466]1390
[1957]1391!
[4420]1392!--    Output wind turbine data
1393       IF ( wind_turbine  .AND.  time_wtm >= dt_data_output_wtm )  THEN
1394          CALL wtm_data_output
1395          time_wtm = MOD( time_wtm, MAX( dt_data_output_wtm, dt_3d ) )
1396       ENDIF
[4466]1397
[4420]1398!
[1]1399!--    Profile output (ASCII) on file
1400       IF ( time_dopr_listing >= dt_dopr_listing )  THEN
1401          CALL print_1d
[3761]1402          time_dopr_listing = MOD( time_dopr_listing, MAX( dt_dopr_listing, dt_3d ) )
[1]1403       ENDIF
1404
1405!
1406!--    Graphic output for PROFIL
[3761]1407       IF ( time_dopr >= dt_dopr  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dopr )  THEN
[1]1408          IF ( dopr_n /= 0 )  CALL data_output_profiles
1409          time_dopr = MOD( time_dopr, MAX( dt_dopr, dt_3d ) )
[1342]1410          time_dopr_av = 0.0_wp    ! due to averaging (see above)
[1]1411       ENDIF
1412
1413!
1414!--    Graphic output for time series
1415       IF ( time_dots >= dt_dots )  THEN
[48]1416          CALL data_output_tseries
[1]1417          time_dots = MOD( time_dots, MAX( dt_dots, dt_3d ) )
1418       ENDIF
1419
1420!
1421!--    Output of spectra (formatted for use with PROFIL), in case of no
1422!--    time averaging, spectra has to be calculated before
[3761]1423       IF ( time_dosp >= dt_dosp  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosp )  THEN
[1]1424          IF ( average_count_sp == 0 )  CALL calc_spectra
1425          CALL data_output_spectra
1426          time_dosp = MOD( time_dosp, MAX( dt_dosp, dt_3d ) )
1427       ENDIF
1428
1429!
1430!--    2d-data output (cross-sections)
[3761]1431       IF ( time_do2d_xy >= dt_do2d_xy  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xy )  THEN
[3994]1432          IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                            &
[4039]1433             CALL doq_calculate
[3994]1434
[1]1435          CALL data_output_2d( 'xy', 0 )
1436          time_do2d_xy = MOD( time_do2d_xy, MAX( dt_do2d_xy, dt_3d ) )
1437       ENDIF
[3761]1438       IF ( time_do2d_xz >= dt_do2d_xz  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xz )  THEN
[3994]1439          IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                            &
1440
[4039]1441             CALL doq_calculate
[1]1442          CALL data_output_2d( 'xz', 0 )
1443          time_do2d_xz = MOD( time_do2d_xz, MAX( dt_do2d_xz, dt_3d ) )
1444       ENDIF
[3761]1445       IF ( time_do2d_yz >= dt_do2d_yz  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do2d_yz )  THEN
[3994]1446          IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                            &
[4039]1447             CALL doq_calculate
[3994]1448
[1]1449          CALL data_output_2d( 'yz', 0 )
1450          time_do2d_yz = MOD( time_do2d_yz, MAX( dt_do2d_yz, dt_3d ) )
1451       ENDIF
1452
1453!
1454!--    3d-data output (volume data)
[3761]1455       IF ( time_do3d >= dt_do3d  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do3d )  THEN
[3994]1456          IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                            &
[4039]1457             CALL doq_calculate
[3994]1458
[1]1459          CALL data_output_3d( 0 )
1460          time_do3d = MOD( time_do3d, MAX( dt_do3d, dt_3d ) )
1461       ENDIF
1462
1463!
[1783]1464!--    Masked data output
[410]1465       DO  mid = 1, masks
[3761]1466          IF ( time_domask(mid) >= dt_domask(mid)                                                  &
1467               .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_domask(mid) )  THEN
[3994]1468             IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                         &
[4039]1469                CALL doq_calculate
[3994]1470
[4069]1471             CALL data_output_mask( 0, mid )
[3761]1472             time_domask(mid) = MOD( time_domask(mid), MAX( dt_domask(mid), dt_3d ) )
[410]1473          ENDIF
1474       ENDDO
1475
1476!
1477!--    Output of time-averaged 2d/3d/masked data
[3761]1478       IF ( time_do_av >= dt_data_output_av                                                        &
1479            .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_data_output_av )  THEN
[1]1480          CALL average_3d_data
[3742]1481!
1482!--       Udate thermal comfort indices based on updated averaged input
1483          IF ( biometeorology  .AND.  thermal_comfort )  THEN
1484             CALL bio_calculate_thermal_index_maps ( .TRUE. )
1485          ENDIF
[1]1486          CALL data_output_2d( 'xy', 1 )
1487          CALL data_output_2d( 'xz', 1 )
1488          CALL data_output_2d( 'yz', 1 )
1489          CALL data_output_3d( 1 )
[410]1490          DO  mid = 1, masks
[4069]1491             CALL data_output_mask( 1, mid )
[410]1492          ENDDO
[1]1493          time_do_av = MOD( time_do_av, MAX( dt_data_output_av, dt_3d ) )
1494       ENDIF
[3421]1495!
1496!--    Output of surface data, instantaneous and averaged data
[3648]1497       IF ( surface_output )  THEN
[3761]1498          IF ( time_dosurf >= dt_dosurf  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosurf )  THEN
[3648]1499             CALL surface_data_output( 0 )
[3421]1500             time_dosurf = MOD( time_dosurf, MAX( dt_dosurf, dt_3d ) )
1501          ENDIF
[3761]1502          IF ( time_dosurf_av >= dt_dosurf_av  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosurf_av )  THEN
[3648]1503             CALL surface_data_output( 1 )
[3421]1504             time_dosurf_av = MOD( time_dosurf_av, MAX( dt_dosurf_av, dt_3d ) )
1505          ENDIF
1506       ENDIF
[1]1507
1508!
1509!--    Output of particle time series
[253]1510       IF ( particle_advection )  THEN
[3761]1511          IF ( time_dopts >= dt_dopts  .OR.                                                        &
1512               ( time_since_reference_point >= particle_advection_start  .AND.                     &
[849]1513                 first_call_lpm ) )  THEN
[4017]1514             CALL lpm_data_output_ptseries
[253]1515             time_dopts = MOD( time_dopts, MAX( dt_dopts, dt_3d ) )
1516          ENDIF
[1]1517       ENDIF
1518
1519!
[3719]1520!--    If required, set the heat flux for the next time step to a random value
[2232]1521       IF ( constant_heatflux  .AND.  random_heatflux )  THEN
[3719]1522          IF ( surf_def_h(0)%ns >= 1 )  THEN
1523             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'start' )
1524             CALL disturb_heatflux( surf_def_h(0) )
1525             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'stop' )
1526          ENDIF
[4671]1527          IF ( surf_lsm_h(0)%ns >= 1 )  THEN
[3719]1528             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'start' )
[4671]1529             CALL disturb_heatflux( surf_lsm_h(0) )
[3719]1530             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'stop' )
1531          ENDIF
[4671]1532          IF ( surf_usm_h(0)%ns >= 1 )  THEN
[3719]1533             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'start' )
[4671]1534             CALL disturb_heatflux( surf_usm_h(0) )
[3719]1535             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'stop' )
1536          ENDIF
[2232]1537       ENDIF
[1]1538
1539!
[3684]1540!--    Execute alle other module actions routunes
1541       CALL module_interface_actions( 'after_timestep' )
[2817]1542
1543!
[1918]1544!--    Determine size of next time step. Save timestep dt_3d because it is
1545!--    newly calculated in routine timestep, but required further below for
1546!--    steering the run control output interval
1547       dt_3d_old = dt_3d
1548       CALL timestep
1549
[4444]1550#if defined( __parallel )
[1918]1551!
[1925]1552!--    Synchronize the timestep in case of nested run.
1553       IF ( nested_run )  THEN
1554!
1555!--       Synchronize by unifying the time step.
1556!--       Global minimum of all time-steps is used for all.
1557          CALL pmci_synchronize
1558       ENDIF
[4444]1559#endif
[1925]1560
1561!
[1918]1562!--    Computation and output of run control parameters.
1563!--    This is also done whenever perturbations have been imposed
[3761]1564       IF ( time_run_control >= dt_run_control  .OR.                                               &
1565            timestep_scheme(1:5) /= 'runge'  .OR.  disturbance_created )                           &
[1918]1566       THEN
1567          CALL run_control
1568          IF ( time_run_control >= dt_run_control )  THEN
[3761]1569             time_run_control = MOD( time_run_control, MAX( dt_run_control, dt_3d_old ) )
[1918]1570          ENDIF
1571       ENDIF
1572
1573!
[1402]1574!--    Output elapsed simulated time in form of a progress bar on stdout
1575       IF ( myid == 0 )  CALL output_progress_bar
1576
[4667]1577       IF ( debug_output_timestep )  THEN
1578           WRITE( debug_string, * ) 'time_integration', simulated_time
1579           CALL debug_message( debug_string, 'end' )
1580       ENDIF
1581
[1]1582       CALL cpu_log( log_point_s(10), 'timesteps', 'stop' )
1583
[667]1584
[1]1585    ENDDO   ! time loop
[3448]1586
[3761]1587#if defined( _OPENACC )
[3658]1588    CALL exit_surface_arrays
1589#endif
[3634]1590!$ACC END DATA
1591!$ACC END DATA
1592!$ACC END DATA
1593!$ACC END DATA
1594!$ACC END DATA
1595!$ACC END DATA
1596!$ACC END DATA
[4472]1597!$ACC END DATA
[3634]1598
[1402]1599    IF ( myid == 0 )  CALL finish_progress_bar
1600
[3885]1601    CALL location_message( 'atmosphere (and/or ocean) time-stepping', 'finished' )
[1384]1602
[1]1603 END SUBROUTINE time_integration
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.