source: palm/trunk/SOURCE/time_integration_spinup.f90 @ 4668

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1!> @file time_integration_spinup.f90
2!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
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11! Public License for more details.
12!
13! You should have received a copy of the GNU General Public License along with PALM. If not, see
14! <http://www.gnu.org/licenses/>.
15!
16! Copyright 1997-2020 Leibniz Universitaet Hannover
17!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
18!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: time_integration_spinup.f90 4668 2020-09-09 13:00:16Z pavelkrc $
27! Improve debug messages during timestepping
28!
29! 4654 2020-08-28 13:47:23Z pavelkrc
30! Add possibility to output surface data during spinup (author: J. Resler)
31!
32! 4635 2020-08-05 16:44:15Z suehring
33! Bugfix in calling radiation_control, was called every dt_spinup rather than only dt_radiation
34!
35! 4631 2020-08-03 13:48:14Z suehring
36! Set pt1 attribute only element-wise
37!
38! 4540 2020-05-18 15:23:29Z raasch
39! File re-formatted to follow the PALM coding standard
40!
41! 4457 2020-03-11 14:20:43Z raasch
42! Use statement for exchange horiz added
43!
44! 4444 2020-03-05 15:59:50Z raasch
45! Bugfix: cpp-directives for serial mode added
46!
47! 4360 2020-01-07 11:25:50Z suehring
48! Enable output of diagnostic quantities, e.g. 2-m temperature
49!
50! 4227 2019-09-10 18:04:34Z gronemeier
51! Implement new palm_date_time_mod
52!
53! 4223 2019-09-10 09:20:47Z gronemeier
54! Corrected "Former revisions" section
55!
56! 4064 2019-07-01 05:33:33Z gronemeier
57! Moved call to radiation module out of intermediate time loop
58!
59! 4023 2019-06-12 13:20:01Z maronga
60! Time stamps are now negative in run control output
61!
62! 3885 2019-04-11 11:29:34Z kanani
63! Changes related to global restructuring of location messages and introduction of additional debug
64! messages
65!
66! 3766 2019-02-26 16:23:41Z raasch
67! Unused variable removed
68!
69! 3719 2019-02-06 13:10:18Z kanani
70! Removed log_point(19,54,74,50,75), since they count together with same log points in
71! time_integration, impossible to separate the contributions. Instead, the entire spinup gets an
72! individual log_point in palm.f90
73!
74! 3655 2019-01-07 16:51:22Z knoop
75! Removed call to calculation of near air (10 cm) potential temperature (now in surface layer fluxes)
76!
77! 2296 2017-06-28 07:53:56Z maronga
78! Initial revision
79!
80!
81! Description:
82! ------------
83!> Integration in time of the non-atmospheric model components such as land surface model and urban
84!> surface model
85!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
86 SUBROUTINE time_integration_spinup
87
88    USE arrays_3d,                                                                                 &
89        ONLY:  pt,                                                                                 &
90               pt_p,                                                                               &
91               u,                                                                                  &
92               u_init,                                                                             &
93               v,                                                                                  &
94               v_init
95
96    USE control_parameters,                                                                        &
97        ONLY:  averaging_interval_pr,                                                              &
98               calc_soil_moisture_during_spinup,                                                   &
99               constant_diffusion,                                                                 &
100               constant_flux_layer,                                                                &
101               coupling_start_time,                                                                &
102               data_output_during_spinup,                                                          &
103               debug_output_timestep,                                                              &
104               debug_string,                                                                       &
105               dopr_n,                                                                             &
106               do_sum,                                                                             &
107               dt_averaging_input_pr,                                                              &
108               dt_dopr,                                                                            &
109               dt_dots,                                                                            &
110               dt_do2d_xy,                                                                         &
111               dt_do3d,                                                                            &
112               dt_spinup,                                                                          &
113               dt_3d,                                                                              &
114               humidity,                                                                           &
115               intermediate_timestep_count,                                                        &
116               intermediate_timestep_count_max,                                                    &
117               land_surface,                                                                       &
118               simulated_time,                                                                     &
119               simulated_time_chr,                                                                 &
120               skip_time_dopr,                                                                     &
121               skip_time_do2d_xy,                                                                  &
122               skip_time_do3d,                                                                     &
123               spinup_pt_amplitude,                                                                &
124               spinup_pt_mean,                                                                     &
125               spinup_time,                                                                        &
126               surface_output,                                                                     &
127               timestep_count,                                                                     &
128               time_dopr,                                                                          &
129               time_dopr_av,                                                                       &
130               time_dots,                                                                          &
131               time_do2d_xy,                                                                       &
132               time_do3d,                                                                          &
133               time_run_control,                                                                   &
134               time_since_reference_point,                                                         &
135               urban_surface
136
137    USE cpulog,                                                                                    &
138        ONLY:  cpu_log,                                                                            &
139               log_point_s
140
141    USE diagnostic_output_quantities_mod,                                                          &
142        ONLY:  doq_calculate
143
144    USE exchange_horiz_mod,                                                                        &
145        ONLY:  exchange_horiz
146
147    USE indices,                                                                                   &
148        ONLY:  nbgp,                                                                               &
149               nzb,                                                                                &
150               nzt,                                                                                &
151               nysg,                                                                               &
152               nyng,                                                                               &
153               nxlg,                                                                               &
154               nxrg
155
156    USE land_surface_model_mod,                                                                    &
157        ONLY:  lsm_energy_balance,                                                                 &
158               lsm_soil_model,                                                                     &
159               lsm_swap_timelevel
160
161    USE pegrid
162
163#if defined( __parallel )
164    USE pmc_interface,                                                                             &
165        ONLY:  nested_run
166#endif
167
168    USE kinds
169
170    USE palm_date_time_mod,                                                                        &
171        ONLY:  get_date_time,                                                                      &
172               seconds_per_hour
173
174    USE radiation_model_mod,                                                                       &
175        ONLY:  dt_radiation,                                                                       &
176               force_radiation_call,                                                               &
177               radiation,                                                                          &
178               radiation_control,                                                                  &
179               radiation_interaction,                                                              &
180               radiation_interactions,                                                             &
181               time_radiation
182
183    USE statistics,                                                                                &
184        ONLY:  flow_statistics_called
185
186    USE surface_data_output_mod,                                                                   &
187        ONLY:  dt_dosurf,                                                                          &
188               skip_time_dosurf,                                                                   &
189               surface_data_output,                                                                &
190               time_dosurf
191
192    USE surface_layer_fluxes_mod,                                                                  &
193        ONLY:  surface_layer_fluxes
194
195    USE surface_mod,                                                                               &
196        ONLY :  surf_lsm_h,                                                                        &
197                surf_lsm_v, surf_usm_h,                                                            &
198                surf_usm_v
199
200    USE urban_surface_mod,                                                                         &
201        ONLY:  usm_material_heat_model,                                                            &
202               usm_material_model,                                                                 &
203               usm_surface_energy_balance,                                                         &
204               usm_swap_timelevel,                                                                 &
205               usm_green_heat_model
206
207
208
209
210    IMPLICIT NONE
211
212    CHARACTER(LEN=1) ::  sign_chr                        !< String containing '-' or ' '
213    CHARACTER(LEN=9) ::  time_since_reference_point_chr  !< time since reference point, i.e., negative during spinup
214    CHARACTER(LEN=9) ::  time_to_string                  !<
215
216
217    INTEGER(iwp) ::  current_timestep_number_spinup = 0  !< number if timestep during spinup
218    INTEGER(iwp) ::  day_of_year                         !< day of the year
219
220    INTEGER(iwp) ::  i  !< running index
221    INTEGER(iwp) ::  j  !< running index
222    INTEGER(iwp) ::  k  !< running index
223    INTEGER(iwp) ::  l  !< running index
224    INTEGER(iwp) ::  m  !< running index
225
226
227    LOGICAL ::  run_control_header_spinup = .FALSE.  !< flag parameter for steering whether the header information must be output
228
229
230    REAL(wp) ::  dt_save        !< temporary storage for time step
231    REAL(wp) ::  pt_spinup      !< temporary storage of temperature
232    REAL(wp) ::  second_of_day  !< second of the day
233
234    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_save  !< temporary storage of temperature
235    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_save   !< temporary storage of u wind component
236    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  v_save   !< temporary storage of v wind component
237
238
239!
240!-- Save 3D arrays because they are to be changed for spinup purpose
241    ALLOCATE( pt_save(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
242    ALLOCATE( u_save(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
243    ALLOCATE( v_save(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
244
245    CALL exchange_horiz( pt, nbgp )
246    CALL exchange_horiz( u,  nbgp )
247    CALL exchange_horiz( v,  nbgp )
248
249    pt_save = pt
250    u_save  = u
251    v_save  = v
252
253!
254!-- Set the same wall-adjacent velocity to all grid points. The sign of the original velocity field
255!-- must be preserved because the surface schemes crash otherwise. The precise reason is still
256!-- unknown. A minimum velocity of 0.1 m/s is used to maintain turbulent transfer at the surface.
257    IF ( land_surface )  THEN
258       DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
259          i   = surf_lsm_h%i(m)
260          j   = surf_lsm_h%j(m)
261          k   = surf_lsm_h%k(m)
262          u(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, u_init(k) ) * MAX( ABS( u_init(k) ), 0.1_wp)
263          v(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, v_init(k) ) * MAX( ABS( v_init(k) ), 0.1_wp)
264       ENDDO
265
266       DO  l = 0, 3
267          DO  m = 1, surf_lsm_v(l)%ns
268             i   = surf_lsm_v(l)%i(m)
269             j   = surf_lsm_v(l)%j(m)
270             k   = surf_lsm_v(l)%k(m)
271             u(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, u_init(k) ) * MAX( ABS( u_init(k) ), 0.1_wp)
272             v(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, v_init(k) ) * MAX( ABS( v_init(k) ), 0.1_wp)
273          ENDDO
274       ENDDO
275    ENDIF
276
277    IF ( urban_surface )  THEN
278       DO  m = 1, surf_usm_h%ns
279          i   = surf_usm_h%i(m)
280          j   = surf_usm_h%j(m)
281          k   = surf_usm_h%k(m)
282          u(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, u_init(k) ) * MAX( ABS( u_init(k) ), 0.1_wp)
283          v(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, v_init(k) ) * MAX( ABS( v_init(k) ), 0.1_wp)
284       ENDDO
285
286       DO  l = 0, 3
287          DO  m = 1, surf_usm_v(l)%ns
288             i   = surf_usm_v(l)%i(m)
289             j   = surf_usm_v(l)%j(m)
290             k   = surf_usm_v(l)%k(m)
291             u(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, u_init(k) ) * MAX( ABS( u_init(k) ), 0.1_wp)
292             v(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, v_init(k) ) * MAX( ABS( v_init(k) ), 0.1_wp)
293          ENDDO
294       ENDDO
295    ENDIF
296
297    CALL exchange_horiz( u, nbgp )
298    CALL exchange_horiz( v, nbgp )
299
300    dt_save = dt_3d
301    dt_3d   = dt_spinup
302
303    CALL location_message( 'wall/soil spinup time-stepping', 'start' )
304!
305!-- Start of the time loop
306    DO  WHILE ( simulated_time < spinup_time )
307
308       CALL cpu_log( log_point_s(15), 'timesteps spinup', 'start' )
309
310       IF ( debug_output_timestep )  THEN
311           WRITE( debug_string, * ) 'time_integration_spinup', simulated_time
312           CALL debug_message( debug_string, 'start' )
313       ENDIF
314
315!
316!--    Start of intermediate step loop
317       intermediate_timestep_count = 0
318       DO  WHILE ( intermediate_timestep_count < intermediate_timestep_count_max )
319
320          intermediate_timestep_count = intermediate_timestep_count + 1
321
322!
323!--       Set the steering factors for the prognostic equations which depend on the timestep scheme
324          CALL timestep_scheme_steering
325
326
327!
328!--       Estimate a near-surface air temperature based on the position of the sun and user input
329!--       about mean temperature and amplitude. The time is shifted by one hour to simulate a lag
330!--       between air temperature and incoming radiation.
331          CALL get_date_time( simulated_time - spinup_time - seconds_per_hour,                     &
332                              day_of_year = day_of_year, second_of_day = second_of_day )
333
334          pt_spinup = spinup_pt_mean + spinup_pt_amplitude *                                       &
335                      solar_angle( day_of_year, second_of_day )
336
337!
338!--       Map air temperature to all grid points in the vicinity of a surface element
339          IF ( land_surface )  THEN
340             DO  m = 1, surf_lsm_h%ns
341                i   = surf_lsm_h%i(m)
342                j   = surf_lsm_h%j(m)
343                k   = surf_lsm_h%k(m)
344                pt(k,j,i) = pt_spinup
345             ENDDO
346
347             DO  l = 0, 3
348                DO  m = 1, surf_lsm_v(l)%ns
349                   i   = surf_lsm_v(l)%i(m)
350                   j   = surf_lsm_v(l)%j(m)
351                   k   = surf_lsm_v(l)%k(m)
352                   pt(k,j,i) = pt_spinup
353                ENDDO
354             ENDDO
355          ENDIF
356
357          IF ( urban_surface )  THEN
358             DO  m = 1, surf_usm_h%ns
359                i   = surf_usm_h%i(m)
360                j   = surf_usm_h%j(m)
361                k   = surf_usm_h%k(m)
362                pt(k,j,i) = pt_spinup
363                !!!!!!!!!!!!!!!!HACK!!!!!!!!!!!!!
364                surf_usm_h%pt1(m) = pt_spinup
365                !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
366             ENDDO
367
368             DO  l = 0, 3
369                DO  m = 1, surf_usm_v(l)%ns
370                   i   = surf_usm_v(l)%i(m)
371                   j   = surf_usm_v(l)%j(m)
372                   k   = surf_usm_v(l)%k(m)
373                   pt(k,j,i) = pt_spinup
374                   !!!!!!!!!!!!!!!!HACK!!!!!!!!!!!!!
375                   surf_usm_v(l)%pt1(m) = pt_spinup
376                   !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
377                ENDDO
378             ENDDO
379          ENDIF
380
381          CALL exchange_horiz( pt, nbgp )
382
383
384!
385!--       Swap the time levels in preparation for the next time step.
386          timestep_count = timestep_count + 1
387
388          IF ( land_surface )  THEN
389              CALL lsm_swap_timelevel ( 0 )
390          ENDIF
391
392          IF ( urban_surface )  THEN
393             CALL usm_swap_timelevel ( 0 )
394          ENDIF
395
396          IF ( land_surface )  THEN
397             CALL lsm_swap_timelevel ( MOD( timestep_count, 2 ) )
398          ENDIF
399
400          IF ( urban_surface )  THEN
401             CALL usm_swap_timelevel ( MOD( timestep_count, 2 ) )
402          ENDIF
403
404!
405!--       If required, compute virtual potential temperature
406          IF ( humidity )  THEN
407             CALL compute_vpt
408          ENDIF
409
410!
411!--       Compute the diffusion quantities
412          IF ( .NOT. constant_diffusion )  THEN
413
414!
415!--          First the vertical (and horizontal) fluxes in the surface (constant flux) layer are
416!--          computed
417             IF ( constant_flux_layer )  THEN
418                CALL surface_layer_fluxes
419             ENDIF
420
421!
422!--          If required, solve the energy balance for the surface and run soil model. Call for
423!--          horizontal as well as vertical surfaces. The prognostic equation for soil moisure is
424!--          switched off
425             IF ( land_surface )  THEN
426
427!
428!--             Call for horizontal upward-facing surfaces
429                CALL lsm_energy_balance( .TRUE., -1 )
430                CALL lsm_soil_model( .TRUE., -1, calc_soil_moisture_during_spinup )
431!
432!--             Call for northward-facing surfaces
433                CALL lsm_energy_balance( .FALSE., 0 )
434                CALL lsm_soil_model( .FALSE., 0, calc_soil_moisture_during_spinup )
435!
436!--             Call for southward-facing surfaces
437                CALL lsm_energy_balance( .FALSE., 1 )
438                CALL lsm_soil_model( .FALSE., 1, calc_soil_moisture_during_spinup )
439!
440!--             Call for eastward-facing surfaces
441                CALL lsm_energy_balance( .FALSE., 2 )
442                CALL lsm_soil_model( .FALSE., 2, calc_soil_moisture_during_spinup )
443!
444!--             Call for westward-facing surfaces
445                CALL lsm_energy_balance( .FALSE., 3 )
446                CALL lsm_soil_model( .FALSE., 3, calc_soil_moisture_during_spinup )
447
448             ENDIF
449
450!
451!--          If required, solve the energy balance for urban surfaces and run the material heat model
452             IF (urban_surface) THEN
453
454                CALL usm_surface_energy_balance( .TRUE. )
455                IF ( usm_material_model )  THEN
456                   CALL usm_green_heat_model
457                   CALL usm_material_heat_model( .TRUE. )
458                ENDIF
459
460             ENDIF
461
462          ENDIF
463
464       ENDDO   ! Intermediate step loop
465
466!
467!--    If required, calculate radiative fluxes and heating rates
468       IF ( radiation )  THEN
469
470          time_radiation = time_radiation + dt_3d
471
472          IF ( time_radiation >= dt_radiation .OR. force_radiation_call )  THEN
473
474             IF ( .NOT. force_radiation_call )  THEN
475                time_radiation = time_radiation - dt_radiation
476             ENDIF
477
478             CALL radiation_control
479
480             IF ( radiation_interactions )  THEN
481                CALL radiation_interaction
482             ENDIF
483          ENDIF
484       ENDIF
485
486!
487!--    Increase simulation time and output times
488       current_timestep_number_spinup = current_timestep_number_spinup + 1
489       simulated_time                 = simulated_time   + dt_3d
490       simulated_time_chr             = time_to_string( simulated_time )
491       time_since_reference_point     = simulated_time - coupling_start_time
492       time_since_reference_point_chr = time_to_string( ABS( time_since_reference_point ) )
493
494       IF ( time_since_reference_point < 0.0_wp )  THEN
495          sign_chr = '-'
496       ELSE
497          sign_chr = ' '
498       ENDIF
499
500
501       IF ( data_output_during_spinup )  THEN
502          IF ( simulated_time >= skip_time_do2d_xy )  THEN
503             time_do2d_xy      = time_do2d_xy     + dt_3d
504          ENDIF
505          IF ( simulated_time >= skip_time_do3d    )  THEN
506             time_do3d         = time_do3d        + dt_3d
507          ENDIF
508          time_dots            = time_dots        + dt_3d
509          IF ( simulated_time >= skip_time_dopr )  THEN
510             time_dopr         = time_dopr        + dt_3d
511          ENDIF
512          IF ( surface_output )  THEN
513             IF ( simulated_time >= skip_time_dosurf )  THEN
514                time_dosurf    = time_dosurf + dt_3d
515             ENDIF
516          ENDIF
517          time_run_control     = time_run_control + dt_3d
518
519!
520!--       Carry out statistical analysis and output at the requested output times.
521!--       The MOD function is used for calculating the output time counters (like time_dopr) in
522!--       order to regard a possible decrease of the output time interval in case of restart runs.
523
524!
525!--       Set a flag indicating that so far no statistics have been created for this time step
526          flow_statistics_called = .FALSE.
527
528!
529!--       If required, call flow_statistics for averaging in time
530          IF ( averaging_interval_pr /= 0.0_wp  .AND.                                              &
531               ( dt_dopr - time_dopr ) <= averaging_interval_pr  .AND.                             &
532               simulated_time >= skip_time_dopr )                                                  &
533          THEN
534             time_dopr_av = time_dopr_av + dt_3d
535             IF ( time_dopr_av >= dt_averaging_input_pr )  THEN
536                do_sum = .TRUE.
537                time_dopr_av = MOD( time_dopr_av, MAX( dt_averaging_input_pr, dt_3d ) )
538             ENDIF
539          ENDIF
540          IF ( do_sum )  CALL flow_statistics
541
542!
543!--       Output of profiles
544          IF ( time_dopr >= dt_dopr )  THEN
545             IF ( dopr_n /= 0 )  CALL data_output_profiles
546             time_dopr = MOD( time_dopr, MAX( dt_dopr, dt_3d ) )
547             time_dopr_av = 0.0_wp    ! Due to averaging (see above)
548          ENDIF
549
550!
551!--       Output of time series
552          IF ( time_dots >= dt_dots )  THEN
553             CALL data_output_tseries
554             time_dots = MOD( time_dots, MAX( dt_dots, dt_3d ) )
555          ENDIF
556
557!
558!--       2d-data output (cross-sections)
559          IF ( time_do2d_xy >= dt_do2d_xy )  THEN
560             CALL doq_calculate
561             CALL data_output_2d( 'xy', 0 )
562             time_do2d_xy = MOD( time_do2d_xy, MAX( dt_do2d_xy, dt_3d ) )
563          ENDIF
564
565!
566!--       3d-data output (volume data)
567          IF ( time_do3d >= dt_do3d )  THEN
568             CALL doq_calculate
569             CALL data_output_3d( 0 )
570             time_do3d = MOD( time_do3d, MAX( dt_do3d, dt_3d ) )
571          ENDIF
572!
573!--       Output of surface data
574          IF ( surface_output )  THEN
575             IF ( time_dosurf >= dt_dosurf )  THEN
576                CALL surface_data_output( 0 )
577                time_dosurf = MOD( time_dosurf, MAX( dt_dosurf, dt_3d ) )
578             ENDIF
579          ENDIF
580
581       ENDIF
582
583!
584!--    Computation and output of run control parameters. This is also done whenever perturbations
585!--    have been imposed
586!        IF ( time_run_control >= dt_run_control  .OR.                                              &
587!             timestep_scheme(1:5) /= 'runge'  .OR.  disturbance_created )  THEN
588!           CALL run_control
589!           IF ( time_run_control >= dt_run_control )  THEN
590!              time_run_control = MOD( time_run_control, MAX( dt_run_control, dt_3d ) )
591!           ENDIF
592!        ENDIF
593
594       CALL cpu_log( log_point_s(15), 'timesteps spinup', 'stop' )
595
596
597!
598!--    Run control output
599       IF ( myid == 0 )  THEN
600!
601!--       If necessary, write header
602          IF ( .NOT. run_control_header_spinup )  THEN
603             CALL check_open( 15 )
604             WRITE ( 15, 100 )
605             run_control_header_spinup = .TRUE.
606          ENDIF
607!
608!--       Write some general information about the spinup in run control file
609          WRITE ( 15, 101 )  current_timestep_number_spinup, sign_chr,                             &
610                             time_since_reference_point_chr, dt_3d, pt_spinup
611!
612!--       Write buffer contents to disc immediately
613          FLUSH( 15 )
614       ENDIF
615
616       IF ( debug_output_timestep )  THEN
617           WRITE( debug_string, * ) 'time_integration_spinup', simulated_time
618           CALL debug_message( debug_string, 'end' )
619       ENDIF
620
621
622    ENDDO   ! Time loop
623
624!
625!-- Write back saved arrays to the 3D arrays
626    pt   = pt_save
627    pt_p = pt_save
628    u    = u_save
629    v    = v_save
630
631!
632!-- Reset time step
633    dt_3d = dt_save
634
635    DEALLOCATE(pt_save)
636    DEALLOCATE(u_save)
637    DEALLOCATE(v_save)
638
639#if defined( __parallel )
640    IF ( nested_run )  CALL MPI_BARRIER( MPI_COMM_WORLD, ierr )
641#endif
642
643    CALL location_message( 'wall/soil spinup time-stepping', 'finished' )
644
645
646!
647!-- Formats
648100 FORMAT (///'Spinup control output:---------------------------------'//                         &
649            'ITER.   HH:MM:SS    DT   PT(z_MO)---------------------------------')
650101 FORMAT (I5,2X,A1,A9,1X,F6.2,3X,F6.2,2X,F6.2)
651
652 CONTAINS
653
654!
655!-- Returns the cosine of the solar zenith angle at a given time. This routine is similar to that
656!-- for calculation zenith (see radiation_model_mod.f90)
657    !> @todo Load function calc_zenith of radiation model instead of rewrite the function here.
658    FUNCTION solar_angle( day_of_year, second_of_day )
659
660       USE basic_constants_and_equations_mod,                                                      &
661           ONLY:  pi
662
663       USE kinds
664
665       USE radiation_model_mod,                                                                    &
666           ONLY:  decl_1,                                                                          &
667                  decl_2,                                                                          &
668                  decl_3,                                                                          &
669                  lat,                                                                             &
670                  lon
671
672       IMPLICIT NONE
673
674
675       INTEGER(iwp), INTENT(IN) ::  day_of_year  !< day of the year
676
677       REAL(wp)             ::  declination    !< solar declination angle
678       REAL(wp)             ::  hour_angle     !< solar hour angle
679       REAL(wp), INTENT(IN) ::  second_of_day  !< current time of the day in UTC
680       REAL(wp)             ::  solar_angle    !< cosine of the solar zenith angle
681!
682!--    Calculate solar declination and hour angle
683       declination = ASIN( decl_1 * SIN( decl_2 * REAL( day_of_year, KIND = wp) - decl_3 ) )
684       hour_angle  = 2.0_wp * pi * ( second_of_day / 86400.0_wp ) + lon - pi
685
686!
687!--    Calculate cosine of solar zenith angle
688       solar_angle = SIN( lat ) * SIN( declination ) + COS( lat ) * COS( declination ) *           &
689                     COS( hour_angle )
690
691    END FUNCTION solar_angle
692
693
694 END SUBROUTINE time_integration_spinup
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.