source: palm/trunk/SOURCE/time_integration.f90 @ 4844

Last change on this file since 4844 was 4828, checked in by Giersch, 4 years ago

Copyright updated to year 2021, interface pmc_sort removed to accelarate the nesting code

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 67.0 KB
RevLine 
[1682]1!> @file time_integration.f90
[2000]2!------------------------------------------------------------------------------!
[2696]3! This file is part of the PALM model system.
[1036]4!
[2000]5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the
6! terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
7! Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later
8! version.
[1036]9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
[4828]17! Copyright 1997-2021 Leibniz Universitaet Hannover
[2000]18!------------------------------------------------------------------------------!
[1036]19!
[484]20! Current revisions:
[1092]21! ------------------
[4668]22!
23!
[1366]24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: time_integration.f90 4828 2021-01-05 11:21:41Z raasch $
[4804]27! Remove leftover write statement from debugging
28!
29! 4802 2020-11-30 14:16:31Z suehring
[4802]30! Bugfix in time-control of indoor model at the very first time step
31!
32! 4732 2020-10-07 14:46:34Z schwenkel
[4732]33! Add use statements for OPENACC
34!
35! 4731 2020-10-07 13:25:11Z schwenkel
[4731]36! Move exchange_horiz from time_integration to modules
37!
38! 4671 2020-09-09 20:27:58Z pavelkrc
[4671]39! Implementation of downward facing USM and LSM surfaces
40!
41! 4669 2020-09-09 13:43:47Z pavelkrc
[4669]42! - Fix missing call of radiation after spinup
43! - Fix calculation of force_radiation_call
44! - Fix calculation of radiation times
45!
46! 4668 2020-09-09 13:00:16Z pavelkrc
[4668]47! Improve debug messages during timestepping
48!
49! 4581 2020-06-29 08:49:58Z suehring
[4581]50! Omit explicit pressure forcing via geostrophic wind components in case of
51! mesoscale nesting.
52!
53! 4578 2020-06-25 15:43:32Z gronemeier
[4578]54! bugfix: removed unused variables
55!
56! 4573 2020-06-24 13:08:47Z oliver.maas
[4573]57! calculate pt(0) incrementally by using dt_3d instead of calculating it absolutely
58! by using time_since_reference_point, because time_since_reference_point is set
59! to zero for initializing_actions = 'cyclic_fill'
[4578]60!
[4573]61! 4565 2020-06-15 08:30:38Z oliver.maas
[4565]62! added new surface temperature forcing method for bc_pt_b = 'dirichlet':
63! surface temperature pt(0) can be linearly increased by pt_surface_heating_rate (in K/h)
[4578]64!
[4565]65! 4564 2020-06-12 14:03:36Z raasch
[4564]66! Vertical nesting method of Huq et al. (2019) removed
[4578]67!
[4564]68! 4521 2020-05-06 11:39:49Z schwenkel
[4521]69! Rename variable
[4578]70!
[4521]71! 4511 2020-04-30 12:20:40Z raasch
[4511]72! chemistry decycling replaced by explicit setting of lateral boundary conditions
[4578]73!
[4511]74! 4508 2020-04-24 13:32:20Z raasch
[4508]75! salsa decycling replaced by explicit setting of lateral boundary conditions
76!
77! 4502 2020-04-17 16:14:16Z schwenkel
[4502]78! Implementation of ice microphysics
79!
80! 4472 2020-03-24 12:21:00Z Giersch
[4472]81! OPENACC COPYIN directive for ddx and ddy added
82!
83! 4466 2020-03-20 16:14:41Z suehring
[4466]84! Add advection fluxes to ACC copyin
85!
86! 4457 2020-03-11 14:20:43Z raasch
[4457]87! use statement for exchange horiz added
[4466]88!
[4457]89! 4444 2020-03-05 15:59:50Z raasch
[4444]90! bugfix: cpp-directives for serial mode added
[4466]91!
[4444]92! 4420 2020-02-24 14:13:56Z maronga
[4420]93! Added output control for wind turbine model
[4466]94!
[4420]95! 4403 2020-02-12 13:08:46Z banzhafs
[4403]96! Allowing both existing and on-demand emission read modes
97!
98! 4360 2020-01-07 11:25:50Z suehring
[4356]99! Bugfix, hour_call_emis uninitialized at first call of time_integration
[4466]100!
[4356]101! 4346 2019-12-18 11:55:56Z motisi
[4346]102! Introduction of wall_flags_total_0, which currently sets bits based on static
103! topography information used in wall_flags_static_0
[4466]104!
[4346]105! 4329 2019-12-10 15:46:36Z motisi
[4329]106! Renamed wall_flags_0 to wall_flags_static_0
[4466]107!
[4329]108! 4281 2019-10-29 15:15:39Z schwenkel
[4281]109! Moved boundary conditions to module interface
[4466]110!
[4281]111! 4276 2019-10-28 16:03:29Z schwenkel
[4276]112! Further modularization of lpm code components
[4466]113!
[4276]114! 4275 2019-10-28 15:34:55Z schwenkel
[4275]115! Move call oft lpm to the end of intermediate timestep loop
[4276]116!
[4275]117! 4268 2019-10-17 11:29:38Z schwenkel
[4268]118! Removing module specific boundary conditions an put them into their modules
[4276]119!
[4268]120! 4227 2019-09-10 18:04:34Z gronemeier
[4227]121! implement new palm_date_time_mod
[4466]122!
[4227]123! 4226 2019-09-10 17:03:24Z suehring
[4226]124! Changes in interface for the offline nesting
[4466]125!
[4226]126! 4182 2019-08-22 15:20:23Z scharf
[4182]127! Corrected "Former revisions" section
[4466]128!
[4182]129! 4170 2019-08-19 17:12:31Z gronemeier
[4170]130! copy diss, diss_p, tdiss_m to GPU
[4466]131!
[4170]132! 4144 2019-08-06 09:11:47Z raasch
[4144]133! relational operators .EQ., .NE., etc. replaced by ==, /=, etc.
[4466]134!
[4144]135! 4126 2019-07-30 11:09:11Z gronemeier
[4126]136! renamed routine to calculate uv exposure
[4466]137!
[4126]138! 4111 2019-07-22 18:16:57Z suehring
[4111]139! advc_flags_1 / advc_flags_2 renamed to advc_flags_m / advc_flags_s
[4466]140!
[4111]141! 4069 2019-07-01 14:05:51Z Giersch
[4466]142! Masked output running index mid has been introduced as a local variable to
[4069]143! avoid runtime error (Loop variable has been modified) in time_integration
[4466]144!
[4069]145! 4064 2019-07-01 05:33:33Z gronemeier
[4064]146! Moved call to radiation module out of intermediate time loop
[4466]147!
[4064]148! 4048 2019-06-21 21:00:21Z knoop
[4048]149! Moved production_e_init call into turbulence_closure_mod
[4466]150!
[4048]151! 4047 2019-06-21 18:58:09Z knoop
[4047]152! Added remainings of swap_timelevel upon its dissolution
[4466]153!
[4047]154! 4043 2019-06-18 16:59:00Z schwenkel
[4043]155! Further LPM modularization
156!
157! 4039 2019-06-18 10:32:41Z suehring
[4039]158! Rename subroutines in module for diagnostic quantities
[4466]159!
[4039]160! 4029 2019-06-14 14:04:35Z raasch
[4029]161! exchange of ghost points and boundary conditions separated for chemical species and SALSA module,
162! bugfix: decycling of chemistry species after nesting data transfer
[4466]163!
[4029]164! 4022 2019-06-12 11:52:39Z suehring
[4022]165! Call synthetic turbulence generator at last RK3 substep right after boundary
[4466]166! conditions are updated in offline nesting in order to assure that
167! perturbations are always imposed
168!
[4022]169! 4017 2019-06-06 12:16:46Z schwenkel
[4010]170! Mass (volume) flux correction included to ensure global mass conservation for child domains.
[4466]171!
[4010]172! 3994 2019-05-22 18:08:09Z suehring
[3994]173! output of turbulence intensity added
[4466]174!
[3994]175! 3988 2019-05-22 11:32:37Z kanani
[3988]176! Implement steerable output interval for virtual measurements
[4466]177!
[3988]178! 3968 2019-05-13 11:04:01Z suehring
[3968]179! replace nspec_out with n_matched_vars
[4466]180!
[3968]181! 3929 2019-04-24 12:52:08Z banzhafs
[3929]182! Reverse changes back from revision 3878: use chem_boundary_conds instead of
183! chem_boundary_conds_decycle
[4466]184!
185!
[3929]186! 3885 2019-04-11 11:29:34Z kanani
[4466]187! Changes related to global restructuring of location messages and introduction
[3885]188! of additional debug messages
[3929]189!
[3885]190! 3879 2019-04-08 20:25:23Z knoop
[3875]191! Moved wtm_forces to module_interface_actions
[4466]192!
[3875]193! 3872 2019-04-08 15:03:06Z knoop
[3864]194! Modifications made for salsa:
195! - Call salsa_emission_update at each time step but do the checks within
196!   salsa_emission_update (i.e. skip_time_do_salsa >= time_since_reference_point
197!   and next_aero_emission_update <= time_since_reference_point ).
[4466]198! - Renamed nbins --> nbins_aerosol, ncc_tot --> ncomponents_mass and
[3864]199!   ngast --> ngases_salsa and loop indices b, c and sg to ib, ic and ig
200! - Apply nesting for salsa variables
201! - Removed cpu_log calls speciffic for salsa.
[4466]202!
[3864]203! 3833 2019-03-28 15:04:04Z forkel
[3879]204! added USE chem_gasphase_mod, replaced nspec by nspec since fixed compounds are not integrated
[4466]205!
[3833]206! 3820 2019-03-27 11:53:41Z forkel
[3820]207! renamed do_emiss to emissions_anthropogenic (ecc)
[4466]208!
209!
[3820]210! 3774 2019-03-04 10:52:49Z moh.hefny
[3774]211! rephrase if statement to avoid unallocated array in case of
212! nesting_offline is false (crashing during debug mode)
213!
214! 3761 2019-02-25 15:31:42Z raasch $
[3761]215! module section re-formatted and openacc required variables moved to separate section,
216! re-formatting to 100 char line width
[4466]217!
[3761]218! 3745 2019-02-15 18:57:56Z suehring
[3745]219! Call indoor model after first timestep
[4466]220!
[3745]221! 3744 2019-02-15 18:38:58Z suehring
[3742]222! - Moved call of bio_calculate_thermal_index_maps from biometeorology module to
223! time_integration to make sure averaged input is updated before calculating.
[4466]224!
[3742]225! 3739 2019-02-13 08:05:17Z dom_dwd_user
[3739]226! Removed everything related to "time_bio_results" as this is never used.
[4466]227!
[3739]228! 3724 2019-02-06 16:28:23Z kanani
[4466]229! Correct double-used log_point_s unit
230!
[3724]231! 3719 2019-02-06 13:10:18Z kanani
[3719]232! - removed wind_turbine cpu measurement, since same time is measured inside
233!   wtm_forces subroutine as special measures
234! - moved the numerous vnest cpulog to special measures
235! - extended radiation cpulog over entire radiation part,
236!   moved radiation_interactions cpulog to special measures
237! - moved some cpu_log calls to this routine for better overview
[4466]238!
[3719]239! 3705 2019-01-29 19:56:39Z suehring
[3705]240! Data output for virtual measurements added
[4466]241!
[3705]242! 3704 2019-01-29 19:51:41Z suehring
[3648]243! Rename subroutines for surface-data output
[4466]244!
[3648]245! 3647 2019-01-02 14:10:44Z kanani
[3647]246! Bugfix: add time_since_reference_point to IF clause for data_output calls
247! (otherwise skip_time_* values don't come into affect with dt_do* = 0.0).
248! Clean up indoor_model and biometeorology model call.
[3569]249!
[4182]250! Revision 1.1  1997/08/11 06:19:04  raasch
251! Initial revision
252!
253!
[1]254! Description:
255! ------------
[1682]256!> Integration in time of the model equations, statistical analysis and graphic
257!> output
[1]258!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]259 SUBROUTINE time_integration
[1]260
[4466]261
[3761]262    USE advec_ws,                                                                                  &
[1320]263        ONLY:  ws_statistics
264
[3761]265    USE arrays_3d,                                                                                 &
[4731]266        ONLY:  dzu, prho, pt, pt_init, q,                                                          &
267               q_init, ref_state, rho_ocean, tend, u, v, vpt
[1320]268
[3761]269    USE biometeorology_mod,                                                                        &
[4126]270        ONLY:  bio_calculate_thermal_index_maps, thermal_comfort, bio_calculate_uv_exposure,       &
271               uv_exposure
[3448]272
[3761]273    USE bulk_cloud_model_mod,                                                                      &
[4731]274        ONLY: bulk_cloud_model, calc_liquid_water_content
[3294]275
[3761]276    USE calc_mean_profile_mod,                                                                     &
[1320]277        ONLY:  calc_mean_profile
278
[3761]279    USE chem_emissions_mod,                                                                        &
[4403]280        ONLY:  chem_emissions_setup, chem_emissions_update_on_demand
[2696]281
[3833]282    USE chem_gasphase_mod,                                                                         &
[3929]283        ONLY:  nvar
[3833]284
[3761]285    USE chem_modules,                                                                              &
[4731]286        ONLY:  bc_cs_t_val, chem_species, emissions_anthropogenic,                                 &
[4511]287               emiss_read_legacy_mode, n_matched_vars
[2696]288
[3761]289    USE control_parameters,                                                                        &
290        ONLY:  advected_distance_x, advected_distance_y, air_chemistry, average_count_3d,          &
291               averaging_interval, averaging_interval_pr, bc_lr_cyc, bc_ns_cyc, bc_pt_t_val,       &
292               bc_q_t_val, biometeorology, call_psolver_at_all_substeps,  child_domain,            &
[4667]293               constant_flux_layer, constant_heatflux, create_disturbances,                        &
[3761]294               dopr_n, constant_diffusion, coupling_mode, coupling_start_time,                     &
[4667]295               current_timestep_number, debug_output_timestep, debug_string,                       &
296               disturbance_created, disturbance_energy_limit, dist_range,                          &
[3761]297               do_sum, dt_3d, dt_averaging_input, dt_averaging_input_pr, dt_coupling,              &
298               dt_data_output_av, dt_disturb, dt_do2d_xy, dt_do2d_xz, dt_do2d_yz, dt_do3d,         &
[4017]299               dt_domask,dt_dopts, dt_dopr, dt_dopr_listing, dt_dots, dt_run_control,              &
[3761]300               end_time, first_call_lpm, first_call_mas, galilei_transformation, humidity,         &
301               indoor_model, intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max,         &
302               land_surface, large_scale_forcing, loop_optimization, lsf_surf, lsf_vert, masks,    &
[4069]303               multi_agent_system_end, multi_agent_system_start, nesting_offline, neutral,         &
[4731]304               nr_timesteps_this_run, nudging, ocean_mode, pt_reference,                           &
[4578]305               pt_slope_offset, pt_surface_heating_rate,                                           &
[4731]306               random_heatflux, run_coupled, salsa,                                                &
[3761]307               simulated_time, simulated_time_chr, skip_time_do2d_xy, skip_time_do2d_xz,           &
308               skip_time_do2d_yz, skip_time_do3d, skip_time_domask, skip_time_dopr,                &
309               skip_time_data_output_av, sloping_surface, stop_dt, surface_output,                 &
310               terminate_coupled, terminate_run, timestep_scheme, time_coupling, time_do2d_xy,     &
311               time_do2d_xz, time_do2d_yz, time_do3d, time_domask, time_dopr, time_dopr_av,        &
312               time_dopr_listing, time_dopts, time_dosp, time_dosp_av, time_dots, time_do_av,      &
[4017]313               time_do_sla, time_disturb, time_run_control, time_since_reference_point,            &
[4508]314               timestep_count, turbulent_inflow, turbulent_outflow, urban_surface,                 &
[3761]315               use_initial_profile_as_reference, use_single_reference_value, u_gtrans, v_gtrans,   &
[4508]316               virtual_flight, virtual_measurement, ws_scheme_mom, ws_scheme_sca
[1320]317
[3761]318    USE cpulog,                                                                                    &
[1320]319        ONLY:  cpu_log, log_point, log_point_s
320
[3994]321    USE diagnostic_output_quantities_mod,                                                          &
[4039]322        ONLY:  doq_calculate,                                                                      &
[3994]323               timestep_number_at_prev_calc
324
[4457]325    USE exchange_horiz_mod,                                                                        &
326        ONLY:  exchange_horiz
327
[3761]328    USE flight_mod,                                                                                &
[1957]329        ONLY:  flight_measurement
330
[4472]331    USE grid_variables,                                                                            &
332        ONLY:  ddx, ddy
333
[3761]334    USE indices,                                                                                   &
[4731]335        ONLY:  nx, nxl, nxlg, nxr, nxrg, nzb, nzt
[1320]336
[3761]337    USE indoor_model_mod,                                                                          &
338        ONLY:  dt_indoor, im_main_heatcool, time_indoor
[3469]339
[1918]340    USE interfaces
341
[1320]342    USE kinds
343
[3761]344    USE land_surface_model_mod,                                                                    &
[4671]345        ONLY:  lsm_boundary_condition, lsm_energy_balance, skip_time_do_lsm
[1496]346
[4017]347    USE lagrangian_particle_model_mod,                                                             &
[4276]348        ONLY:  lpm_data_output_ptseries
[3761]349
350    USE lsf_nudging_mod,                                                                           &
[3347]351        ONLY:  calc_tnudge, ls_forcing_surf, ls_forcing_vert, nudge_ref
[1320]352
[3761]353    USE module_interface,                                                                          &
[4268]354        ONLY:  module_interface_actions, module_interface_swap_timelevel,                          &
[4731]355               module_interface_boundary_conditions, module_interface_exchange_horiz
[3684]356
[3761]357    USE multi_agent_system_mod,                                                                    &
[3198]358        ONLY:  agents_active, multi_agent_system
[3448]359
[3761]360    USE nesting_offl_mod,                                                                          &
[4226]361        ONLY:  nesting_offl_bc,                                                                    &
362               nesting_offl_input,                                                                 &
363               nesting_offl_interpolation_factor,                                                  &
364               nesting_offl_mass_conservation
[3864]365
[3761]366    USE netcdf_data_input_mod,                                                                     &
[4226]367        ONLY:  chem_emis, chem_emis_att
[3298]368
[3761]369    USE ocean_mod,                                                                                 &
[3294]370        ONLY:  prho_reference
371
[4227]372    USE palm_date_time_mod,                                                                        &
373        ONLY:  get_date_time
374
[3761]375    USE particle_attributes,                                                                       &
[4731]376        ONLY:  particle_advection, particle_advection_start
[1320]377
[1]378    USE pegrid
379
[4444]380#if defined( __parallel )
[3761]381    USE pmc_interface,                                                                             &
[4010]382        ONLY:  nested_run, nesting_mode, pmci_boundary_conds, pmci_datatrans, pmci_synchronize,    &
[4047]383        pmci_ensure_nest_mass_conservation, pmci_ensure_nest_mass_conservation_vertical,           &
384        pmci_set_swaplevel
[4444]385#endif
[1762]386
[3761]387    USE progress_bar,                                                                              &
[1402]388        ONLY:  finish_progress_bar, output_progress_bar
389
[3761]390    USE prognostic_equations_mod,                                                                  &
[2118]391        ONLY:  prognostic_equations_cache, prognostic_equations_vector
[1320]392
[3761]393    USE radiation_model_mod,                                                                       &
394        ONLY: dt_radiation, force_radiation_call, radiation, radiation_control,                    &
395              radiation_interaction, radiation_interactions, skip_time_do_radiation, time_radiation
[3864]396
[3761]397    USE salsa_mod,                                                                                 &
[3864]398        ONLY: aerosol_number, aerosol_mass, bc_am_t_val, bc_an_t_val, bc_gt_t_val,                 &
[4731]399              nbins_aerosol, ncomponents_mass, ngases_salsa,                                       &
[4508]400              salsa_boundary_conditions, salsa_emission_update, salsa_gas, salsa_gases_from_chem,  &
401              skip_time_do_salsa
[1496]402
[3761]403    USE spectra_mod,                                                                               &
404        ONLY: average_count_sp, averaging_interval_sp, calc_spectra, dt_dosp, skip_time_dosp
[1786]405
[3761]406    USE statistics,                                                                                &
407        ONLY:  flow_statistics_called, hom, pr_palm, sums_ls_l
[1320]408
[3761]409
410    USE surface_layer_fluxes_mod,                                                                  &
[1691]411        ONLY:  surface_layer_fluxes
412
[3761]413    USE surface_data_output_mod,                                                                   &
414        ONLY:  average_count_surf, averaging_interval_surf, dt_dosurf, dt_dosurf_av,               &
415               surface_data_output, surface_data_output_averaging, skip_time_dosurf,               &
[3648]416               skip_time_dosurf_av, time_dosurf, time_dosurf_av
[2232]417
[3761]418    USE surface_mod,                                                                               &
419        ONLY:  surf_def_h, surf_lsm_h, surf_usm_h
420
421    USE synthetic_turbulence_generator_mod,                                                        &
422        ONLY:  dt_stg_call, dt_stg_adjust, parametrize_inflow_turbulence, stg_adjust, stg_main,    &
423               time_stg_adjust, time_stg_call, use_syn_turb_gen
424
425    USE turbulence_closure_mod,                                                                    &
[4048]426        ONLY:  tcm_diffusivities
[2696]427
[3761]428    USE urban_surface_mod,                                                                         &
[4671]429        ONLY:  usm_boundary_condition,                                                             &
430               usm_energy_balance
[2007]431
[3761]432    USE virtual_measurement_mod,                                                                   &
[3988]433        ONLY:  dt_virtual_measurement,                                                             &
434               time_virtual_measurement,                                                           &
435               vm_data_output,                                                                     &
436               vm_sampling,                                                                        &
437               vm_time_start
[2259]438
[4466]439
[4420]440    USE wind_turbine_model_mod,                                                                    &
441        ONLY:  dt_data_output_wtm, time_wtm, wind_turbine, wtm_data_output
[1914]442
[3761]443#if defined( _OPENACC )
[4444]444    USE arrays_3d,                                                                                 &
[4466]445        ONLY:  d, dd2zu, ddzu, ddzw,                                                               &
[4732]446               diss,                                                                               &
447               diss_p,                                                                             &
[4466]448               diss_l_u,                                                                           &
449               diss_l_v,                                                                           &
450               diss_l_w,                                                                           &
451               diss_s_u,                                                                           &
452               diss_s_v,                                                                           &
453               diss_s_w,                                                                           &
454               drho_air, drho_air_zw, dzw, e,                                                      &
455               flux_l_u,                                                                           &
456               flux_l_v,                                                                           &
457               flux_l_w,                                                                           &
458               flux_s_u,                                                                           &
459               flux_s_v,                                                                           &
460               flux_s_w,                                                                           &
461               heatflux_output_conversion,                                                         &
[4732]462               e_p,                                                                                &
463               pt_p,                                                                               &
464               u_p,                                                                                &
465               v_p,                                                                                &
466               w_p,                                                                                &
[4508]467               kh, km, momentumflux_output_conversion, nc, ni, nr, p, ptdf_x, ptdf_y, qc, qi, qr, rdf,     &
[4444]468               rdf_sc, rho_air, rho_air_zw, s, tdiss_m, te_m, tpt_m, tu_m, tv_m, tw_m, ug, u_init, &
[4508]469               u_stokes_zu, vg, v_init, v_stokes_zu, w, zu
[2365]470
[3761]471    USE control_parameters,                                                                        &
472        ONLY:  tsc
473
474    USE indices,                                                                                   &
[4346]475        ONLY:  advc_flags_m, advc_flags_s, nyn, nyng, nys, nysg, nz, nzb_max, wall_flags_total_0
[3761]476
477    USE statistics,                                                                                &
478        ONLY:  rmask, statistic_regions, sums_l, sums_l_l, sums_us2_ws_l,                          &
479               sums_wsus_ws_l, sums_vs2_ws_l, sums_wsvs_ws_l, sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l,      &
480               sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l, sums_wsqcs_ws_l, sums_wsqrs_ws_l, sums_wsncs_ws_l, &
[4508]481               sums_wsnrs_ws_l, sums_wsss_ws_l, weight_substep, sums_salsa_ws_l, sums_wsqis_ws_l,  &
482               sums_wsnis_ws_l
[3761]483
484    USE surface_mod,                                                                               &
485        ONLY:  bc_h, enter_surface_arrays, exit_surface_arrays
486#endif
487
488
[1]489    IMPLICIT NONE
490
[3298]491    CHARACTER (LEN=9) ::  time_to_string   !<
[3864]492
[4356]493    INTEGER(iwp) ::  hour                !< hour of current time
494    INTEGER(iwp) ::  hour_call_emis = -1 !< last hour where emission was called
495    INTEGER(iwp) ::  ib                  !< index for aerosol size bins
496    INTEGER(iwp) ::  ic                  !< index for aerosol mass bins
497    INTEGER(iwp) ::  icc                 !< additional index for aerosol mass bins
498    INTEGER(iwp) ::  ig                  !< index for salsa gases
[4444]499    INTEGER(iwp) ::  mid                 !< masked output running index
[4356]500    INTEGER(iwp) ::  n                   !< loop counter for chemistry species
[3014]501
[1918]502    REAL(wp) ::  dt_3d_old  !< temporary storage of timestep to be used for
503                            !< steering of run control output interval
[3241]504    REAL(wp) ::  time_since_reference_point_save  !< original value of
505                                                  !< time_since_reference_point
506
[3634]507
[3761]508!
509!-- Copy data from arrays_3d
[4466]510!$ACC DATA &
[3634]511!$ACC COPY(d(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr)) &
[4170]512!$ACC COPY(diss(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[3634]513!$ACC COPY(e(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
514!$ACC COPY(u(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
515!$ACC COPY(v(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
516!$ACC COPY(w(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
517!$ACC COPY(kh(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
518!$ACC COPY(km(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
519!$ACC COPY(p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
520!$ACC COPY(pt(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg))
521
522!$ACC DATA &
[4466]523!$ACC COPYIN(diss_l_u(0:nz+1,nys:nyn,0), flux_l_u(0:nz+1,nys:nyn,0)) &
524!$ACC COPYIN(diss_l_v(0:nz+1,nys:nyn,0), flux_l_v(0:nz+1,nys:nyn,0)) &
525!$ACC COPYIN(diss_l_w(0:nz+1,nys:nyn,0), flux_l_w(0:nz+1,nys:nyn,0)) &
526!$ACC COPYIN(diss_s_u(0:nz+1,0), flux_s_u(0:nz+1,0)) &
527!$ACC COPYIN(diss_s_v(0:nz+1,0), flux_s_v(0:nz+1,0)) &
528!$ACC COPYIN(diss_s_w(0:nz+1,0), flux_s_w(0:nz+1,0)) &
[4170]529!$ACC COPY(diss_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[3634]530!$ACC COPY(e_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
531!$ACC COPY(u_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
532!$ACC COPY(v_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
533!$ACC COPY(w_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
534!$ACC COPY(pt_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
535!$ACC COPY(tend(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[4170]536!$ACC COPY(tdiss_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[3634]537!$ACC COPY(te_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
538!$ACC COPY(tu_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
539!$ACC COPY(tv_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
540!$ACC COPY(tw_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
541!$ACC COPY(tpt_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg))
542
543!$ACC DATA &
544!$ACC COPYIN(rho_air(nzb:nzt+1), drho_air(nzb:nzt+1)) &
545!$ACC COPYIN(rho_air_zw(nzb:nzt+1), drho_air_zw(nzb:nzt+1)) &
546!$ACC COPYIN(zu(nzb:nzt+1)) &
547!$ACC COPYIN(dzu(1:nzt+1), dzw(1:nzt+1)) &
548!$ACC COPYIN(ddzu(1:nzt+1), dd2zu(1:nzt)) &
549!$ACC COPYIN(ddzw(1:nzt+1)) &
[3658]550!$ACC COPYIN(heatflux_output_conversion(nzb:nzt+1)) &
551!$ACC COPYIN(momentumflux_output_conversion(nzb:nzt+1)) &
[3634]552!$ACC COPYIN(rdf(nzb+1:nzt), rdf_sc(nzb+1:nzt)) &
553!$ACC COPYIN(ptdf_x(nxlg:nxrg), ptdf_y(nysg:nyng)) &
554!$ACC COPYIN(ref_state(0:nz+1)) &
555!$ACC COPYIN(u_init(0:nz+1), v_init(0:nz+1)) &
556!$ACC COPYIN(u_stokes_zu(nzb:nzt+1), v_stokes_zu(nzb:nzt+1)) &
557!$ACC COPYIN(pt_init(0:nz+1)) &
558!$ACC COPYIN(ug(0:nz+1), vg(0:nz+1))
559
[3761]560!
561!-- Copy data from control_parameters
[3634]562!$ACC DATA &
563!$ACC COPYIN(tsc(1:5))
564
[3761]565!
[4472]566!-- Copy data from grid_variables
567!$ACC DATA &
568!$ACC COPYIN(ddx, ddy)
569
570!
[3761]571!-- Copy data from indices
[3634]572!$ACC DATA &
[4111]573!$ACC COPYIN(advc_flags_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
574!$ACC COPYIN(advc_flags_s(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)) &
[4346]575!$ACC COPYIN(wall_flags_total_0(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg))
[3634]576
[3761]577!
578!-- Copy data from surface_mod
[3634]579!$ACC DATA &
580!$ACC COPYIN(bc_h(0:1)) &
581!$ACC COPYIN(bc_h(0)%i(1:bc_h(0)%ns)) &
582!$ACC COPYIN(bc_h(0)%j(1:bc_h(0)%ns)) &
583!$ACC COPYIN(bc_h(0)%k(1:bc_h(0)%ns)) &
584!$ACC COPYIN(bc_h(1)%i(1:bc_h(1)%ns)) &
585!$ACC COPYIN(bc_h(1)%j(1:bc_h(1)%ns)) &
586!$ACC COPYIN(bc_h(1)%k(1:bc_h(1)%ns))
587
[3761]588!
589!-- Copy data from statistics
[3634]590!$ACC DATA &
[3658]591!$ACC COPYIN(hom(0:nz+1,1:2,1:4,0)) &
[3634]592!$ACC COPYIN(rmask(nysg:nyng,nxlg:nxrg,0:statistic_regions)) &
593!$ACC COPYIN(weight_substep(1:intermediate_timestep_count_max)) &
[3658]594!$ACC COPY(sums_l(nzb:nzt+1,1:pr_palm,0)) &
[3634]595!$ACC COPY(sums_l_l(nzb:nzt+1,0:statistic_regions,0)) &
596!$ACC COPY(sums_us2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
597!$ACC COPY(sums_wsus_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
598!$ACC COPY(sums_vs2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
599!$ACC COPY(sums_wsvs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
600!$ACC COPY(sums_ws2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
601!$ACC COPY(sums_wspts_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
602!$ACC COPY(sums_wssas_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
603!$ACC COPY(sums_wsqs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
604!$ACC COPY(sums_wsqcs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[4502]605!$ACC COPY(sums_wsqis_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[3634]606!$ACC COPY(sums_wsqrs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
607!$ACC COPY(sums_wsncs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[4502]608!$ACC COPY(sums_wsnis_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[3634]609!$ACC COPY(sums_wsnrs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
610!$ACC COPY(sums_wsss_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
611!$ACC COPY(sums_salsa_ws_l(nzb:nzt+1,0))
612
[4472]613!
614!-- Next statement is to avoid compiler warnings about unused variables. Please
615!-- remove in case that you are using them. ddx and ddy need to be defined in
616!-- time_integration because of ACC COPYIN directive.
617    ddx = ddx
618    ddy = ddy
619
[3761]620#if defined( _OPENACC )
[3658]621    CALL enter_surface_arrays
622#endif
623
[1]624!
[1918]625!-- At beginning determine the first time step
626    CALL timestep
[4444]627
628#if defined( __parallel )
[1764]629!
630!-- Synchronize the timestep in case of nested run.
631    IF ( nested_run )  THEN
[1878]632!
633!--    Synchronization by unifying the time step.
634!--    Global minimum of all time-steps is used for all.
635       CALL pmci_synchronize
[1764]636    ENDIF
[4444]637#endif
[1764]638
[1918]639!
640!-- Determine and print out the run control quantities before the first time
641!-- step of this run. For the initial run, some statistics (e.g. divergence)
[3004]642!-- need to be determined first --> CALL flow_statistics at the beginning of
643!-- run_control
[1]644    CALL run_control
[108]645!
[4466]646!-- Data exchange between coupled models in case that a call has been omitted
[108]647!-- at the end of the previous run of a job chain.
[4564]648    IF ( coupling_mode /= 'uncoupled'  .AND.  run_coupled )  THEN
[108]649!
[4466]650!--    In case of model termination initiated by the local model the coupler
651!--    must not be called because this would again cause an MPI hang.
[1918]652       DO WHILE ( time_coupling >= dt_coupling  .AND.  terminate_coupled == 0 )
[108]653          CALL surface_coupler
654          time_coupling = time_coupling - dt_coupling
655       ENDDO
[3761]656       IF (time_coupling == 0.0_wp  .AND.  time_since_reference_point < dt_coupling )  THEN
[348]657          time_coupling = time_since_reference_point
658       ENDIF
[108]659    ENDIF
660
[3885]661    CALL location_message( 'atmosphere (and/or ocean) time-stepping', 'start' )
[1]662!
663!-- Start of the time loop
[3761]664    DO  WHILE ( simulated_time < end_time  .AND.  .NOT. stop_dt  .AND. .NOT. terminate_run )
[1]665
666       CALL cpu_log( log_point_s(10), 'timesteps', 'start' )
[4444]667
[4667]668       IF ( debug_output_timestep )  THEN
669           WRITE( debug_string, * ) 'time_integration', simulated_time
670           CALL debug_message( debug_string, 'start' )
671       ENDIF
672
[1]673!
[4466]674!--    Determine ug, vg and w_subs in dependence on data from external file
[1241]675!--    LSF_DATA
[1365]676       IF ( large_scale_forcing .AND. lsf_vert )  THEN
[1241]677           CALL ls_forcing_vert ( simulated_time )
[1365]678           sums_ls_l = 0.0_wp
[1241]679       ENDIF
680
681!
[4466]682!--    Set pt_init and q_init to the current profiles taken from
683!--    NUDGING_DATA
[1380]684       IF ( nudging )  THEN
685           CALL nudge_ref ( simulated_time )
686!
687!--        Store temperature gradient at the top boundary for possible Neumann
688!--        boundary condition
689           bc_pt_t_val = ( pt_init(nzt+1) - pt_init(nzt) ) / dzu(nzt+1)
690           bc_q_t_val  = ( q_init(nzt+1) - q_init(nzt) ) / dzu(nzt+1)
[3298]691           IF ( air_chemistry )  THEN
[4511]692              DO  n = 1, nvar
693                 bc_cs_t_val = (  chem_species(n)%conc_pr_init(nzt+1)                              &
694                                - chem_species(n)%conc_pr_init(nzt) )                              &
[3298]695                               / dzu(nzt+1)
696              ENDDO
697           ENDIF
[3864]698           IF ( salsa  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do_salsa )  THEN
699              DO  ib = 1, nbins_aerosol
700                 bc_an_t_val = ( aerosol_number(ib)%init(nzt+1) - aerosol_number(ib)%init(nzt) ) / &
701                               dzu(nzt+1)
702                 DO  ic = 1, ncomponents_mass
703                    icc = ( ic - 1 ) * nbins_aerosol + ib
704                    bc_am_t_val = ( aerosol_mass(icc)%init(nzt+1) - aerosol_mass(icc)%init(nzt) ) /&
705                                  dzu(nzt+1)
706                 ENDDO
707              ENDDO
708              IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
709                 DO  ig = 1, ngases_salsa
710                    bc_gt_t_val = ( salsa_gas(ig)%init(nzt+1) - salsa_gas(ig)%init(nzt) ) /        &
711                                  dzu(nzt+1)
712                 ENDDO
713              ENDIF
714           ENDIF
[1380]715       ENDIF
[2696]716!
[4466]717!--    Input of boundary data.
[4226]718       IF ( nesting_offline )  CALL nesting_offl_input
[1380]719!
[4276]720!--    Execute all other module actions routines
[3684]721       CALL module_interface_actions( 'before_timestep' )
[4466]722
[4508]723!
[1]724!--    Start of intermediate step loop
725       intermediate_timestep_count = 0
[3761]726       DO  WHILE ( intermediate_timestep_count < intermediate_timestep_count_max )
[1]727
728          intermediate_timestep_count = intermediate_timestep_count + 1
729
730!
731!--       Set the steering factors for the prognostic equations which depend
732!--       on the timestep scheme
733          CALL timestep_scheme_steering
734
735!
[1128]736!--       Calculate those variables needed in the tendency terms which need
737!--       global communication
[3761]738          IF ( .NOT. use_single_reference_value  .AND.  .NOT. use_initial_profile_as_reference )   &
739          THEN
[1179]740!
741!--          Horizontally averaged profiles to be used as reference state in
742!--          buoyancy terms (WARNING: only the respective last call of
743!--          calc_mean_profile defines the reference state!)
[1365]744             IF ( .NOT. neutral )  THEN
745                CALL calc_mean_profile( pt, 4 )
746                ref_state(:)  = hom(:,1,4,0) ! this is used in the buoyancy term
747             ENDIF
[3294]748             IF ( ocean_mode )  THEN
[2031]749                CALL calc_mean_profile( rho_ocean, 64 )
[1365]750                ref_state(:)  = hom(:,1,64,0)
751             ENDIF
752             IF ( humidity )  THEN
753                CALL calc_mean_profile( vpt, 44 )
754                ref_state(:)  = hom(:,1,44,0)
755             ENDIF
[2617]756!
757!--          Assure that ref_state does not become zero at any level
[4466]758!--          ( might be the case if a vertical level is completely occupied
[2617]759!--            with topography ).
[3761]760             ref_state = MERGE( MAXVAL(ref_state), ref_state, ref_state == 0.0_wp )
[1179]761          ENDIF
762
[3761]763          IF ( ( ws_scheme_mom .OR. ws_scheme_sca )  .AND.  intermediate_timestep_count == 1 )     &
764          THEN
765             CALL ws_statistics
766          ENDIF
[1365]767!
768!--       In case of nudging calculate current nudging time scale and horizontal
[1380]769!--       means of u, v, pt and q
[1365]770          IF ( nudging )  THEN
771             CALL calc_tnudge( simulated_time )
772             CALL calc_mean_profile( u, 1 )
773             CALL calc_mean_profile( v, 2 )
774             CALL calc_mean_profile( pt, 4 )
775             CALL calc_mean_profile( q, 41 )
776          ENDIF
[1128]777!
[4731]778!--       Execute all other module actions routines
[3876]779          CALL module_interface_actions( 'before_prognostic_equations' )
780!
[1]781!--       Solve the prognostic equations. A fast cache optimized version with
782!--       only one single loop is used in case of Piascek-Williams advection
783!--       scheme. NEC vector machines use a different version, because
784!--       in the other versions a good vectorization is prohibited due to
785!--       inlining problems.
[1019]786          IF ( loop_optimization == 'cache' )  THEN
787             CALL prognostic_equations_cache
788          ELSEIF ( loop_optimization == 'vector' )  THEN
[63]789             CALL prognostic_equations_vector
[1]790          ENDIF
[4508]791
[1]792!
[3159]793!--       Movement of agents in multi agent system
[3761]794          IF ( agents_active  .AND.  time_since_reference_point >= multi_agent_system_start  .AND. &
795               time_since_reference_point <= multi_agent_system_end  .AND.                         &
796               intermediate_timestep_count == 1 )                                                  &
797          THEN
[3159]798             CALL multi_agent_system
799             first_call_mas = .FALSE.
800          ENDIF
801
802!
[1]803!--       Exchange of ghost points (lateral boundary conditions)
[2118]804          CALL cpu_log( log_point(26), 'exchange-horiz-progn', 'start' )
[1113]805
[4731]806          CALL module_interface_exchange_horiz( 'after_prognostic_equation' )
[4029]807
808          CALL cpu_log( log_point(26), 'exchange-horiz-progn', 'stop' )
809
[3929]810!
[4029]811!--       Boundary conditions for the prognostic quantities (except of the
[4281]812!--       velocities at the outflow in case of a non-cyclic lateral wall) and
813!--       boundary conditions for module-specific variables
[4268]814          CALL module_interface_boundary_conditions
[4508]815
[1]816!
[4047]817!--       Incrementing timestep counter
818          timestep_count = timestep_count + 1
[73]819
[4047]820          CALL cpu_log( log_point(28), 'swap_timelevel', 'start' )
[2365]821!
[4047]822!--       Set the swap level for all modules
823          CALL module_interface_swap_timelevel( MOD( timestep_count, 2) )
[4444]824
825#if defined( __parallel )
[4047]826!
827!--       Set the swap level for steering the pmc data transfer
828          IF ( nested_run )  CALL pmci_set_swaplevel( MOD( timestep_count, 2) + 1 )  !> @todo: why the +1 ?
[4444]829#endif
[4047]830
831          CALL cpu_log( log_point(28), 'swap_timelevel', 'stop' )
832
[4444]833#if defined( __parallel )
[1764]834          IF ( nested_run )  THEN
[1797]835
[1764]836             CALL cpu_log( log_point(60), 'nesting', 'start' )
[1762]837!
[1933]838!--          Domain nesting. The data transfer subroutines pmci_parent_datatrans
839!--          and pmci_child_datatrans are called inside the wrapper
[1797]840!--          subroutine pmci_datatrans according to the control parameters
841!--          nesting_mode and nesting_datatransfer_mode.
842!--          TO_DO: why is nesting_mode given as a parameter here?
843             CALL pmci_datatrans( nesting_mode )
[1762]844
[3761]845             IF ( TRIM( nesting_mode ) == 'two-way' .OR.  nesting_mode == 'vertical' )  THEN
[4029]846
847                CALL cpu_log( log_point_s(92), 'exchange-horiz-nest', 'start' )
[1762]848!
[1933]849!--             Exchange_horiz is needed for all parent-domains after the
[1764]850!--             anterpolation
[4731]851                CALL module_interface_exchange_horiz( 'after_anterpolation' )
[2174]852
[4029]853                CALL cpu_log( log_point_s(92), 'exchange-horiz-nest', 'stop' )
[3864]854
[1762]855             ENDIF
[4029]856
[1762]857!
[2311]858!--          Set boundary conditions again after interpolation and anterpolation.
859             CALL pmci_boundary_conds
[1764]860
861             CALL cpu_log( log_point(60), 'nesting', 'stop' )
862
[1762]863          ENDIF
[4444]864#endif
[1762]865
866!
[1]867!--       Temperature offset must be imposed at cyclic boundaries in x-direction
868!--       when a sloping surface is used
869          IF ( sloping_surface )  THEN
[3761]870             IF ( nxl ==  0 )  pt(:,:,nxlg:nxl-1) = pt(:,:,nxlg:nxl-1) - pt_slope_offset
871             IF ( nxr == nx )  pt(:,:,nxr+1:nxrg) = pt(:,:,nxr+1:nxrg) + pt_slope_offset
[1]872          ENDIF
873
874!
[4565]875!--       Increase temperature pt(0) according to pt_surface_heating_rate (convert from K/h to K/s)
[4573]876          IF ( pt_surface_heating_rate /= 0.0_wp .AND. intermediate_timestep_count == 1 ) THEN
877             pt(0,:,:) = pt(0,:,:) + dt_3d * pt_surface_heating_rate / 3600.0_wp
[4565]878          ENDIF
879
880!
[151]881!--       Impose a turbulent inflow using the recycling method
[3719]882          IF ( turbulent_inflow )  CALL inflow_turbulence
[151]883
884!
[2050]885!--       Set values at outflow boundary using the special outflow condition
[3719]886          IF ( turbulent_outflow )  CALL outflow_turbulence
[2050]887
888!
[1]889!--       Impose a random perturbation on the horizontal velocity field
[3761]890          IF ( create_disturbances  .AND.  ( call_psolver_at_all_substeps  .AND.                   &
891               intermediate_timestep_count == intermediate_timestep_count_max )                    &
892               .OR. ( .NOT. call_psolver_at_all_substeps  .AND.  intermediate_timestep_count == 1 ) ) &
[1]893          THEN
894             time_disturb = time_disturb + dt_3d
895             IF ( time_disturb >= dt_disturb )  THEN
[3761]896                IF ( disturbance_energy_limit /= 0.0_wp  .AND.                                     &
[1736]897                     hom(nzb+5,1,pr_palm,0) < disturbance_energy_limit )  THEN
[2232]898                   CALL disturb_field( 'u', tend, u )
899                   CALL disturb_field( 'v', tend, v )
[3761]900                ELSEIF ( ( .NOT. bc_lr_cyc  .OR.  .NOT. bc_ns_cyc )                                &
901                         .AND. .NOT. child_domain  .AND.  .NOT.  nesting_offline )                 &
[3182]902                THEN
[1]903!
904!--                Runs with a non-cyclic lateral wall need perturbations
905!--                near the inflow throughout the whole simulation
906                   dist_range = 1
[2232]907                   CALL disturb_field( 'u', tend, u )
908                   CALL disturb_field( 'v', tend, v )
[1]909                   dist_range = 0
910                ENDIF
911                time_disturb = time_disturb - dt_disturb
912             ENDIF
913          ENDIF
914
915!
[4466]916!--       Map forcing data derived from larger scale model onto domain
[4226]917!--       boundaries. Further, update geostrophic wind components.
[3761]918          IF ( nesting_offline  .AND.  intermediate_timestep_count ==                              &
[4226]919                                       intermediate_timestep_count_max  )  THEN
[4466]920!--          Determine interpolation factor before boundary conditions and geostrophic wind
[4226]921!--          is updated.
922             CALL nesting_offl_interpolation_factor
[3347]923             CALL nesting_offl_bc
[4581]924!              CALL nesting_offl_geostrophic_wind
[4226]925          ENDIF
[2938]926!
[4022]927!--       Impose a turbulent inflow using synthetic generated turbulence.
928          IF ( use_syn_turb_gen  .AND.                                                             &
929               intermediate_timestep_count == intermediate_timestep_count_max )  THEN
[3719]930             CALL cpu_log( log_point(57), 'synthetic_turbulence_gen', 'start' )
[3347]931             CALL stg_main
[3719]932             CALL cpu_log( log_point(57), 'synthetic_turbulence_gen', 'stop' )
[2696]933          ENDIF
934!
[3347]935!--       Ensure mass conservation. This need to be done after imposing
936!--       synthetic turbulence and top boundary condition for pressure is set to
[4466]937!--       Neumann conditions.
[3347]938!--       Is this also required in case of Dirichlet?
939          IF ( nesting_offline )  CALL nesting_offl_mass_conservation
940!
[1]941!--       Reduce the velocity divergence via the equation for perturbation
942!--       pressure.
[4564]943          IF ( intermediate_timestep_count == 1  .OR.  call_psolver_at_all_substeps )  THEN
[2365]944
[4444]945#if defined( __parallel )
[2365]946!
[4564]947!--          Mass (volume) flux correction to ensure global mass conservation for child domains.
948             IF ( child_domain )  THEN
949                IF ( nesting_mode == 'vertical' )  THEN
950                   CALL pmci_ensure_nest_mass_conservation_vertical
951                ELSE
952                   CALL pmci_ensure_nest_mass_conservation
[4010]953                ENDIF
[4564]954             ENDIF
[4444]955#endif
[4564]956             CALL pres
[2365]957
[1]958          ENDIF
[4275]959!
960!--       Particle transport/physics with the Lagrangian particle model
961!--       (only once during intermediate steps, because it uses an Euler-step)
962!--       ### particle model should be moved before prognostic_equations, in order
963!--       to regard droplet interactions directly
[1]964
[4276]965          CALL module_interface_actions( 'after_pressure_solver' )
[1]966!
[4275]967!--       Interaction of droplets with temperature and mixing ratio.
968!--       Droplet condensation and evaporation is calculated within
969!--       advec_particles.
970!
[1]971!--       If required, compute liquid water content
[3274]972          IF ( bulk_cloud_model )  THEN
[1015]973             CALL calc_liquid_water_content
974          ENDIF
[2174]975!
[4466]976!--       If required, compute virtual potential temperature
977          IF ( humidity )  THEN
978             CALL compute_vpt
979          ENDIF
[1585]980
[1]981!
982!--       Compute the diffusion quantities
983          IF ( .NOT. constant_diffusion )  THEN
984
985!
[4466]986!--          Determine surface fluxes shf and qsws and surface values
987!--          pt_surface and q_surface in dependence on data from external
[1276]988!--          file LSF_DATA respectively
[3761]989             IF ( ( large_scale_forcing .AND. lsf_surf ) .AND.                                     &
990                 intermediate_timestep_count == intermediate_timestep_count_max )                  &
[1276]991             THEN
[2320]992                CALL ls_forcing_surf( simulated_time )
[1276]993             ENDIF
994
995!
[4466]996!--          First the vertical (and horizontal) fluxes in the surface
[2232]997!--          (constant flux) layer are computed
[1691]998             IF ( constant_flux_layer )  THEN
999                CALL cpu_log( log_point(19), 'surface_layer_fluxes', 'start' )
1000                CALL surface_layer_fluxes
1001                CALL cpu_log( log_point(19), 'surface_layer_fluxes', 'stop' )
[1]1002             ENDIF
1003!
[4466]1004!--          If required, solve the energy balance for the surface and run soil
[2232]1005!--          model. Call for horizontal as well as vertical surfaces
[2696]1006             IF ( land_surface .AND. time_since_reference_point >= skip_time_do_lsm)  THEN
[1691]1007
1008                CALL cpu_log( log_point(54), 'land_surface', 'start' )
[4671]1009                CALL lsm_energy_balance( .FALSE. )
[4268]1010
[2696]1011!
1012!--             At the end, set boundary conditons for potential temperature
[4466]1013!--             and humidity after running the land-surface model. This
[2696]1014!--             might be important for the nesting, where arrays are transfered.
1015                CALL lsm_boundary_condition
[2232]1016
[4268]1017
[1691]1018                CALL cpu_log( log_point(54), 'land_surface', 'stop' )
1019             ENDIF
1020!
[4466]1021!--          If required, solve the energy balance for urban surfaces and run
[2007]1022!--          the material heat model
1023             IF (urban_surface) THEN
1024                CALL cpu_log( log_point(74), 'urban_surface', 'start' )
[4671]1025                CALL usm_energy_balance( .FALSE. )
[4268]1026
[2696]1027!
1028!--             At the end, set boundary conditons for potential temperature
[4466]1029!--             and humidity after running the urban-surface model. This
[2696]1030!--             might be important for the nesting, where arrays are transfered.
1031                CALL usm_boundary_condition
1032
[2007]1033                CALL cpu_log( log_point(74), 'urban_surface', 'stop' )
1034             ENDIF
1035!
[1]1036!--          Compute the diffusion coefficients
1037             CALL cpu_log( log_point(17), 'diffusivities', 'start' )
[75]1038             IF ( .NOT. humidity ) THEN
[3294]1039                IF ( ocean_mode )  THEN
[2696]1040                   CALL tcm_diffusivities( prho, prho_reference )
[97]1041                ELSE
[2696]1042                   CALL tcm_diffusivities( pt, pt_reference )
[97]1043                ENDIF
[1]1044             ELSE
[2696]1045                CALL tcm_diffusivities( vpt, pt_reference )
[1]1046             ENDIF
1047             CALL cpu_log( log_point(17), 'diffusivities', 'stop' )
[4444]1048
[1]1049          ENDIF
1050
1051       ENDDO   ! Intermediate step loop
[3634]1052
[1]1053!
[3634]1054!--    Will be used at some point by flow_statistics.
[3658]1055       !$ACC UPDATE &
[3634]1056       !$ACC HOST(sums_l_l(nzb:nzt+1,0:statistic_regions,0)) &
1057       !$ACC HOST(sums_us2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1058       !$ACC HOST(sums_wsus_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1059       !$ACC HOST(sums_vs2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1060       !$ACC HOST(sums_wsvs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1061       !$ACC HOST(sums_ws2_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1062       !$ACC HOST(sums_wspts_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1063       !$ACC HOST(sums_wssas_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1064       !$ACC HOST(sums_wsqs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1065       !$ACC HOST(sums_wsqcs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[4502]1066       !$ACC HOST(sums_wsqis_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[3634]1067       !$ACC HOST(sums_wsqrs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1068       !$ACC HOST(sums_wsncs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[4502]1069       !$ACC HOST(sums_wsnis_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
[3634]1070       !$ACC HOST(sums_wsnrs_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1071       !$ACC HOST(sums_wsss_ws_l(nzb:nzt+1,0)) &
1072       !$ACC HOST(sums_salsa_ws_l(nzb:nzt+1,0))
1073
1074!
[4064]1075!--    If required, calculate radiative fluxes and heating rates
[4669]1076       IF ( radiation  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do_radiation )  THEN
[4064]1077
1078          time_radiation = time_radiation + dt_3d
1079
1080          IF ( time_radiation >= dt_radiation  .OR.  force_radiation_call )  THEN
1081
1082             CALL cpu_log( log_point(50), 'radiation', 'start' )
1083
[4669]1084             IF ( time_radiation >= dt_radiation )  THEN
[4064]1085                time_radiation = time_radiation - dt_radiation
1086             ENDIF
1087
1088!
1089!--          Adjust the current time to the time step of the radiation model.
[4466]1090!--          Needed since radiation is pre-calculated and stored only on apparent
[4064]1091!--          solar positions
1092             time_since_reference_point_save = time_since_reference_point
[4669]1093             time_since_reference_point = time_since_reference_point -                            &
1094                                          MODULO(time_since_reference_point, dt_radiation)
[4064]1095
1096             CALL radiation_control
1097
1098             IF ( ( urban_surface  .OR.  land_surface )  .AND.  radiation_interactions )  THEN
1099                CALL cpu_log( log_point_s(46), 'radiation_interaction', 'start' )
1100                CALL radiation_interaction
1101                CALL cpu_log( log_point_s(46), 'radiation_interaction', 'stop' )
1102             ENDIF
[4466]1103
[4064]1104!
1105!--          Return the current time to its original value
1106             time_since_reference_point = time_since_reference_point_save
[4669]1107!
1108!--          Reset forcing of radiation call
1109             force_radiation_call = .FALSE.
[4064]1110
1111             CALL cpu_log( log_point(50), 'radiation', 'stop' )
1112
1113          ENDIF
1114       ENDIF
1115
[4466]1116
[4064]1117!
[4403]1118!-- 20200203 (ECC)
1119!-- allows for emission update mode in legacy mode as well as on-demand mode
1120!-- note that under on-demand mode emission update is no longer restricted to
1121!-- an hourly frequency, but whenever the simulation time corresponds to an
1122!-- inrement in emission timestamp value
1123
[3298]1124!
[4403]1125!-- If required, consider chemical emissions
1126
1127       IF  ( air_chemistry .AND. emissions_anthropogenic )  THEN
1128
1129          IF  ( emiss_read_legacy_mode )  THEN
1130!
1131!-- get hourly index and updates emission data when the hour is passed
1132
1133             CALL get_date_time( time_since_reference_point, hour=hour )
1134
1135             IF  ( hour_call_emis /= hour )   THEN
1136
1137                CALL chem_emissions_setup( chem_emis_att, chem_emis, n_matched_vars )
1138                hour_call_emis = hour
1139
1140             ENDIF
1141
1142          ELSE
1143
1144             CALL chem_emissions_update_on_demand
1145
[3298]1146          ENDIF
[4403]1147
[2766]1148       ENDIF
[4403]1149
1150
[3864]1151!
1152!--    If required, consider aerosol emissions for the salsa model
1153       IF ( salsa )  THEN
1154!
1155!--       Call emission routine to update emissions if needed
1156          CALL salsa_emission_update
[3569]1157
[3864]1158       ENDIF
[2696]1159!
[3469]1160!--    If required, calculate indoor temperature, waste heat, heat flux
1161!--    through wall, etc.
[3744]1162!--    dt_indoor steers the frequency of the indoor model calculations.
1163!--    Note, at first timestep indoor model is called, in order to provide
[4466]1164!--    a waste heat flux.
[3647]1165       IF ( indoor_model )  THEN
[3469]1166
1167          time_indoor = time_indoor + dt_3d
1168
[3761]1169          IF ( time_indoor >= dt_indoor  .OR.  current_timestep_number == 0 )  THEN
[3469]1170
[4802]1171             IF ( time_indoor >= dt_indoor )  time_indoor = time_indoor - dt_indoor
[3469]1172
1173             CALL cpu_log( log_point(76), 'indoor_model', 'start' )
1174             CALL im_main_heatcool
1175             CALL cpu_log( log_point(76), 'indoor_model', 'stop' )
1176
1177          ENDIF
1178       ENDIF
1179!
[1]1180!--    Increase simulation time and output times
[1111]1181       nr_timesteps_this_run      = nr_timesteps_this_run + 1
[291]1182       current_timestep_number    = current_timestep_number + 1
1183       simulated_time             = simulated_time   + dt_3d
1184       time_since_reference_point = simulated_time - coupling_start_time
[2941]1185       simulated_time_chr         = time_to_string( time_since_reference_point )
[291]1186
[1957]1187
[3646]1188       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_data_output_av )  THEN
[1]1189          time_do_av         = time_do_av       + dt_3d
1190       ENDIF
[3646]1191       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xy )  THEN
[1]1192          time_do2d_xy       = time_do2d_xy     + dt_3d
1193       ENDIF
[3646]1194       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xz )  THEN
[1]1195          time_do2d_xz       = time_do2d_xz     + dt_3d
1196       ENDIF
[3646]1197       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do2d_yz )  THEN
[1]1198          time_do2d_yz       = time_do2d_yz     + dt_3d
1199       ENDIF
[3646]1200       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do3d    )  THEN
[1]1201          time_do3d          = time_do3d        + dt_3d
1202       ENDIF
[410]1203       DO  mid = 1, masks
[3646]1204          IF ( time_since_reference_point >= skip_time_domask(mid) )  THEN
[410]1205             time_domask(mid)= time_domask(mid) + dt_3d
1206          ENDIF
1207       ENDDO
[3646]1208       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_dosp )  THEN
[1]1209          time_dosp       = time_dosp        + dt_3d
1210       ENDIF
1211       time_dots          = time_dots        + dt_3d
[849]1212       IF ( .NOT. first_call_lpm )  THEN
[1]1213          time_dopts      = time_dopts       + dt_3d
1214       ENDIF
[3646]1215       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_dopr )  THEN
[1]1216          time_dopr       = time_dopr        + dt_3d
1217       ENDIF
[3467]1218       time_dopr_listing  = time_dopr_listing + dt_3d
[1]1219       time_run_control   = time_run_control + dt_3d
[3347]1220!
[3421]1221!--    Increment time-counter for surface output
[3648]1222       IF ( surface_output )  THEN
[3646]1223          IF ( time_since_reference_point >= skip_time_dosurf )  THEN
[3421]1224             time_dosurf    = time_dosurf + dt_3d
1225          ENDIF
[3646]1226          IF ( time_since_reference_point >= skip_time_dosurf_av )  THEN
[3421]1227             time_dosurf_av = time_dosurf_av + dt_3d
1228          ENDIF
1229       ENDIF
1230!
[3988]1231!--    Increment time-counter for virtual measurements
1232       IF ( virtual_measurement  .AND.  vm_time_start <= time_since_reference_point )  THEN
1233          time_virtual_measurement = time_virtual_measurement + dt_3d
1234       ENDIF
[4466]1235
[3988]1236!
[4420]1237!--    Increment time-counter for wind turbine data output
1238       IF ( wind_turbine )  THEN
1239          time_wtm = time_wtm + dt_3d
1240       ENDIF
[4466]1241
[4420]1242!
[3347]1243!--    In case of synthetic turbulence generation and parametrized turbulence
[4466]1244!--    information, update the time counter and if required, adjust the
[3347]1245!--    STG to new atmospheric conditions.
1246       IF ( use_syn_turb_gen  )  THEN
1247          IF ( parametrize_inflow_turbulence )  THEN
1248             time_stg_adjust = time_stg_adjust + dt_3d
[3719]1249             IF ( time_stg_adjust >= dt_stg_adjust )  THEN
1250                CALL cpu_log( log_point(57), 'synthetic_turbulence_gen', 'start' )
1251                CALL stg_adjust
1252                CALL cpu_log( log_point(57), 'synthetic_turbulence_gen', 'stop' )
1253             ENDIF
[3347]1254          ENDIF
1255          time_stg_call = time_stg_call + dt_3d
1256       ENDIF
[1]1257
1258!
[102]1259!--    Data exchange between coupled models
[4564]1260       IF ( coupling_mode /= 'uncoupled'  .AND.  run_coupled )  THEN
[102]1261          time_coupling = time_coupling + dt_3d
[343]1262
[108]1263!
[4466]1264!--       In case of model termination initiated by the local model
1265!--       (terminate_coupled > 0), the coupler must be skipped because it would
[108]1266!--       cause an MPI intercomminucation hang.
[4466]1267!--       If necessary, the coupler will be called at the beginning of the
[108]1268!--       next restart run.
[3761]1269          DO WHILE ( time_coupling >= dt_coupling  .AND.  terminate_coupled == 0 )
[102]1270             CALL surface_coupler
1271             time_coupling = time_coupling - dt_coupling
1272          ENDDO
1273       ENDIF
1274
1275!
[3448]1276!--    Biometeorology calculation of stationary thermal indices
[3647]1277!--    Todo (kanani): biometeorology needs own time_... treatment.
1278!--                   It might be that time_do2d_xy differs from time_do3d,
1279!--                   and then we might get trouble with the biomet output,
1280!--                   because we can have 2d and/or 3d biomet output!!
[3761]1281       IF ( biometeorology                                                                         &
1282            .AND. ( ( time_do3d >= dt_do3d  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do3d )  &
1283                  .OR.                                                                             &
1284            ( time_do2d_xy >= dt_do2d_xy  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xy ) &
[3647]1285                    ) )  THEN
[3569]1286!
1287!--       If required, do thermal comfort calculations
1288          IF ( thermal_comfort )  THEN
1289             CALL bio_calculate_thermal_index_maps ( .FALSE. )
1290          ENDIF
1291!
1292!--       If required, do UV exposure calculations
1293          IF ( uv_exposure )  THEN
[4126]1294             CALL bio_calculate_uv_exposure
[3569]1295          ENDIF
[3448]1296       ENDIF
1297
1298!
[3684]1299!--    Execute alle other module actions routunes
1300       CALL module_interface_actions( 'after_integration' )
[2817]1301
1302!
[1]1303!--    If Galilei transformation is used, determine the distance that the
1304!--    model has moved so far
1305       IF ( galilei_transformation )  THEN
1306          advected_distance_x = advected_distance_x + u_gtrans * dt_3d
1307          advected_distance_y = advected_distance_y + v_gtrans * dt_3d
1308       ENDIF
1309
1310!
1311!--    Check, if restart is necessary (because cpu-time is expiring or
1312!--    because it is forced by user) and set stop flag
[108]1313!--    This call is skipped if the remote model has already initiated a restart.
1314       IF ( .NOT. terminate_run )  CALL check_for_restart
[1]1315
1316!
1317!--    Carry out statistical analysis and output at the requested output times.
1318!--    The MOD function is used for calculating the output time counters (like
1319!--    time_dopr) in order to regard a possible decrease of the output time
1320!--    interval in case of restart runs
1321
1322!
1323!--    Set a flag indicating that so far no statistics have been created
1324!--    for this time step
1325       flow_statistics_called = .FALSE.
1326
1327!
1328!--    If required, call flow_statistics for averaging in time
[3761]1329       IF ( averaging_interval_pr /= 0.0_wp  .AND.                                                 &
1330            ( dt_dopr - time_dopr ) <= averaging_interval_pr  .AND.                                &
[3646]1331            time_since_reference_point >= skip_time_dopr )  THEN
[1]1332          time_dopr_av = time_dopr_av + dt_3d
1333          IF ( time_dopr_av >= dt_averaging_input_pr )  THEN
1334             do_sum = .TRUE.
[3761]1335             time_dopr_av = MOD( time_dopr_av, MAX( dt_averaging_input_pr, dt_3d ) )
[1]1336          ENDIF
1337       ENDIF
1338       IF ( do_sum )  CALL flow_statistics
1339
1340!
[410]1341!--    Sum-up 3d-arrays for later output of time-averaged 2d/3d/masked data
[3761]1342       IF ( averaging_interval /= 0.0_wp  .AND.                                                    &
1343            ( dt_data_output_av - time_do_av ) <= averaging_interval  .AND.                        &
1344            time_since_reference_point >= skip_time_data_output_av )                               &
[1]1345       THEN
1346          time_do_sla = time_do_sla + dt_3d
1347          IF ( time_do_sla >= dt_averaging_input )  THEN
[3994]1348             IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                         &
[4039]1349                CALL doq_calculate
[3994]1350
[1]1351             CALL sum_up_3d_data
1352             average_count_3d = average_count_3d + 1
1353             time_do_sla = MOD( time_do_sla, MAX( dt_averaging_input, dt_3d ) )
1354          ENDIF
1355       ENDIF
[3421]1356!
1357!--    Average surface data
[3648]1358       IF ( surface_output )  THEN
[3761]1359          IF ( averaging_interval_surf /= 0.0_wp                                                   &
1360                .AND.  ( dt_dosurf_av - time_dosurf_av ) <= averaging_interval_surf                &
[3647]1361                .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosurf_av )  THEN
[4466]1362             IF ( time_dosurf_av >= dt_averaging_input )  THEN
[3648]1363                CALL surface_data_output_averaging
[3421]1364                average_count_surf = average_count_surf + 1
1365             ENDIF
1366          ENDIF
1367       ENDIF
[1]1368
1369!
1370!--    Calculate spectra for time averaging
[3761]1371       IF ( averaging_interval_sp /= 0.0_wp  .AND. ( dt_dosp - time_dosp ) <= averaging_interval_sp&
1372            .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosp )  THEN
[1]1373          time_dosp_av = time_dosp_av + dt_3d
1374          IF ( time_dosp_av >= dt_averaging_input_pr )  THEN
1375             CALL calc_spectra
[3761]1376             time_dosp_av = MOD( time_dosp_av, MAX( dt_averaging_input_pr, dt_3d ) )
[1]1377          ENDIF
1378       ENDIF
1379
1380!
[1957]1381!--    Call flight module and output data
1382       IF ( virtual_flight )  THEN
1383          CALL flight_measurement
1384          CALL data_output_flight
1385       ENDIF
[3472]1386!
1387!--    Take virtual measurements
[3988]1388       IF ( virtual_measurement  .AND.  time_virtual_measurement >= dt_virtual_measurement         &
1389                                 .AND.  vm_time_start <= time_since_reference_point )  THEN
[3704]1390          CALL vm_sampling
1391          CALL vm_data_output
[3988]1392          time_virtual_measurement = MOD(      time_virtual_measurement,                           &
1393                                          MAX( dt_virtual_measurement, dt_3d ) )
[3704]1394       ENDIF
[4466]1395
[1957]1396!
[4420]1397!--    Output wind turbine data
1398       IF ( wind_turbine  .AND.  time_wtm >= dt_data_output_wtm )  THEN
1399          CALL wtm_data_output
1400          time_wtm = MOD( time_wtm, MAX( dt_data_output_wtm, dt_3d ) )
1401       ENDIF
[4466]1402
[4420]1403!
[1]1404!--    Profile output (ASCII) on file
1405       IF ( time_dopr_listing >= dt_dopr_listing )  THEN
1406          CALL print_1d
[3761]1407          time_dopr_listing = MOD( time_dopr_listing, MAX( dt_dopr_listing, dt_3d ) )
[1]1408       ENDIF
1409
1410!
1411!--    Graphic output for PROFIL
[3761]1412       IF ( time_dopr >= dt_dopr  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dopr )  THEN
[1]1413          IF ( dopr_n /= 0 )  CALL data_output_profiles
1414          time_dopr = MOD( time_dopr, MAX( dt_dopr, dt_3d ) )
[1342]1415          time_dopr_av = 0.0_wp    ! due to averaging (see above)
[1]1416       ENDIF
1417
1418!
1419!--    Graphic output for time series
1420       IF ( time_dots >= dt_dots )  THEN
[48]1421          CALL data_output_tseries
[1]1422          time_dots = MOD( time_dots, MAX( dt_dots, dt_3d ) )
1423       ENDIF
1424
1425!
1426!--    Output of spectra (formatted for use with PROFIL), in case of no
1427!--    time averaging, spectra has to be calculated before
[3761]1428       IF ( time_dosp >= dt_dosp  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosp )  THEN
[1]1429          IF ( average_count_sp == 0 )  CALL calc_spectra
1430          CALL data_output_spectra
1431          time_dosp = MOD( time_dosp, MAX( dt_dosp, dt_3d ) )
1432       ENDIF
1433
1434!
1435!--    2d-data output (cross-sections)
[3761]1436       IF ( time_do2d_xy >= dt_do2d_xy  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xy )  THEN
[3994]1437          IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                            &
[4039]1438             CALL doq_calculate
[3994]1439
[1]1440          CALL data_output_2d( 'xy', 0 )
1441          time_do2d_xy = MOD( time_do2d_xy, MAX( dt_do2d_xy, dt_3d ) )
1442       ENDIF
[3761]1443       IF ( time_do2d_xz >= dt_do2d_xz  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do2d_xz )  THEN
[3994]1444          IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                            &
1445
[4039]1446             CALL doq_calculate
[1]1447          CALL data_output_2d( 'xz', 0 )
1448          time_do2d_xz = MOD( time_do2d_xz, MAX( dt_do2d_xz, dt_3d ) )
1449       ENDIF
[3761]1450       IF ( time_do2d_yz >= dt_do2d_yz  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do2d_yz )  THEN
[3994]1451          IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                            &
[4039]1452             CALL doq_calculate
[3994]1453
[1]1454          CALL data_output_2d( 'yz', 0 )
1455          time_do2d_yz = MOD( time_do2d_yz, MAX( dt_do2d_yz, dt_3d ) )
1456       ENDIF
1457
1458!
1459!--    3d-data output (volume data)
[3761]1460       IF ( time_do3d >= dt_do3d  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_do3d )  THEN
[3994]1461          IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                            &
[4039]1462             CALL doq_calculate
[3994]1463
[1]1464          CALL data_output_3d( 0 )
1465          time_do3d = MOD( time_do3d, MAX( dt_do3d, dt_3d ) )
1466       ENDIF
1467
1468!
[1783]1469!--    Masked data output
[410]1470       DO  mid = 1, masks
[3761]1471          IF ( time_domask(mid) >= dt_domask(mid)                                                  &
1472               .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_domask(mid) )  THEN
[3994]1473             IF ( current_timestep_number > timestep_number_at_prev_calc )                         &
[4039]1474                CALL doq_calculate
[3994]1475
[4069]1476             CALL data_output_mask( 0, mid )
[3761]1477             time_domask(mid) = MOD( time_domask(mid), MAX( dt_domask(mid), dt_3d ) )
[410]1478          ENDIF
1479       ENDDO
1480
1481!
1482!--    Output of time-averaged 2d/3d/masked data
[3761]1483       IF ( time_do_av >= dt_data_output_av                                                        &
1484            .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_data_output_av )  THEN
[1]1485          CALL average_3d_data
[3742]1486!
1487!--       Udate thermal comfort indices based on updated averaged input
1488          IF ( biometeorology  .AND.  thermal_comfort )  THEN
1489             CALL bio_calculate_thermal_index_maps ( .TRUE. )
1490          ENDIF
[1]1491          CALL data_output_2d( 'xy', 1 )
1492          CALL data_output_2d( 'xz', 1 )
1493          CALL data_output_2d( 'yz', 1 )
1494          CALL data_output_3d( 1 )
[410]1495          DO  mid = 1, masks
[4069]1496             CALL data_output_mask( 1, mid )
[410]1497          ENDDO
[1]1498          time_do_av = MOD( time_do_av, MAX( dt_data_output_av, dt_3d ) )
1499       ENDIF
[3421]1500!
1501!--    Output of surface data, instantaneous and averaged data
[3648]1502       IF ( surface_output )  THEN
[3761]1503          IF ( time_dosurf >= dt_dosurf  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosurf )  THEN
[3648]1504             CALL surface_data_output( 0 )
[3421]1505             time_dosurf = MOD( time_dosurf, MAX( dt_dosurf, dt_3d ) )
1506          ENDIF
[3761]1507          IF ( time_dosurf_av >= dt_dosurf_av  .AND.  time_since_reference_point >= skip_time_dosurf_av )  THEN
[3648]1508             CALL surface_data_output( 1 )
[3421]1509             time_dosurf_av = MOD( time_dosurf_av, MAX( dt_dosurf_av, dt_3d ) )
1510          ENDIF
1511       ENDIF
[1]1512
1513!
1514!--    Output of particle time series
[253]1515       IF ( particle_advection )  THEN
[3761]1516          IF ( time_dopts >= dt_dopts  .OR.                                                        &
1517               ( time_since_reference_point >= particle_advection_start  .AND.                     &
[849]1518                 first_call_lpm ) )  THEN
[4017]1519             CALL lpm_data_output_ptseries
[253]1520             time_dopts = MOD( time_dopts, MAX( dt_dopts, dt_3d ) )
1521          ENDIF
[1]1522       ENDIF
1523
1524!
[3719]1525!--    If required, set the heat flux for the next time step to a random value
[2232]1526       IF ( constant_heatflux  .AND.  random_heatflux )  THEN
[3719]1527          IF ( surf_def_h(0)%ns >= 1 )  THEN
1528             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'start' )
1529             CALL disturb_heatflux( surf_def_h(0) )
1530             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'stop' )
1531          ENDIF
[4671]1532          IF ( surf_lsm_h(0)%ns >= 1 )  THEN
[3719]1533             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'start' )
[4671]1534             CALL disturb_heatflux( surf_lsm_h(0) )
[3719]1535             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'stop' )
1536          ENDIF
[4671]1537          IF ( surf_usm_h(0)%ns >= 1 )  THEN
[3719]1538             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'start' )
[4671]1539             CALL disturb_heatflux( surf_usm_h(0) )
[3719]1540             CALL cpu_log( log_point(23), 'disturb_heatflux', 'stop' )
1541          ENDIF
[2232]1542       ENDIF
[1]1543
1544!
[3684]1545!--    Execute alle other module actions routunes
1546       CALL module_interface_actions( 'after_timestep' )
[2817]1547
1548!
[1918]1549!--    Determine size of next time step. Save timestep dt_3d because it is
1550!--    newly calculated in routine timestep, but required further below for
1551!--    steering the run control output interval
1552       dt_3d_old = dt_3d
1553       CALL timestep
1554
[4444]1555#if defined( __parallel )
[1918]1556!
[1925]1557!--    Synchronize the timestep in case of nested run.
1558       IF ( nested_run )  THEN
1559!
1560!--       Synchronize by unifying the time step.
1561!--       Global minimum of all time-steps is used for all.
1562          CALL pmci_synchronize
1563       ENDIF
[4444]1564#endif
[1925]1565
1566!
[1918]1567!--    Computation and output of run control parameters.
1568!--    This is also done whenever perturbations have been imposed
[3761]1569       IF ( time_run_control >= dt_run_control  .OR.                                               &
1570            timestep_scheme(1:5) /= 'runge'  .OR.  disturbance_created )                           &
[1918]1571       THEN
1572          CALL run_control
1573          IF ( time_run_control >= dt_run_control )  THEN
[3761]1574             time_run_control = MOD( time_run_control, MAX( dt_run_control, dt_3d_old ) )
[1918]1575          ENDIF
1576       ENDIF
1577
1578!
[1402]1579!--    Output elapsed simulated time in form of a progress bar on stdout
1580       IF ( myid == 0 )  CALL output_progress_bar
1581
[4667]1582       IF ( debug_output_timestep )  THEN
1583           WRITE( debug_string, * ) 'time_integration', simulated_time
1584           CALL debug_message( debug_string, 'end' )
1585       ENDIF
1586
[1]1587       CALL cpu_log( log_point_s(10), 'timesteps', 'stop' )
1588
[667]1589
[1]1590    ENDDO   ! time loop
[3448]1591
[3761]1592#if defined( _OPENACC )
[3658]1593    CALL exit_surface_arrays
1594#endif
[3634]1595!$ACC END DATA
1596!$ACC END DATA
1597!$ACC END DATA
1598!$ACC END DATA
1599!$ACC END DATA
1600!$ACC END DATA
1601!$ACC END DATA
[4472]1602!$ACC END DATA
[3634]1603
[1402]1604    IF ( myid == 0 )  CALL finish_progress_bar
1605
[3885]1606    CALL location_message( 'atmosphere (and/or ocean) time-stepping', 'finished' )
[1384]1607
[1]1608 END SUBROUTINE time_integration
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.