source: palm/trunk/SOURCE/time_integration_spinup.f90 @ 4671

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Radiative transfer model RTM version 4.1

  • Property svn:keywords set to Id
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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 4671 2020-09-09 20:27:58Z pavelkrc $
27! Implementation of downward facing USM and LSM surfaces
28!
29! 4669 2020-09-09 13:43:47Z pavelkrc
30! - Fix missing call of radiation after spinup
31! - Fix calculation of force_radiation_call
32! - Fix calculation of radiation times
33!
34! 4668 2020-09-09 13:00:16Z pavelkrc
35! Improve debug messages during timestepping
36!
37! 4654 2020-08-28 13:47:23Z pavelkrc
38! Add possibility to output surface data during spinup (author: J. Resler)
39!
40! 4635 2020-08-05 16:44:15Z suehring
41! Bugfix in calling radiation_control, was called every dt_spinup rather than only dt_radiation
42!
43! 4631 2020-08-03 13:48:14Z suehring
44! Set pt1 attribute only element-wise
45!
46! 4540 2020-05-18 15:23:29Z raasch
47! File re-formatted to follow the PALM coding standard
48!
49! 4457 2020-03-11 14:20:43Z raasch
50! Use statement for exchange horiz added
51!
52! 4444 2020-03-05 15:59:50Z raasch
53! Bugfix: cpp-directives for serial mode added
54!
55! 4360 2020-01-07 11:25:50Z suehring
56! Enable output of diagnostic quantities, e.g. 2-m temperature
57!
58! 4227 2019-09-10 18:04:34Z gronemeier
59! Implement new palm_date_time_mod
60!
61! 4223 2019-09-10 09:20:47Z gronemeier
62! Corrected "Former revisions" section
63!
64! 4064 2019-07-01 05:33:33Z gronemeier
65! Moved call to radiation module out of intermediate time loop
66!
67! 4023 2019-06-12 13:20:01Z maronga
68! Time stamps are now negative in run control output
69!
70! 3885 2019-04-11 11:29:34Z kanani
71! Changes related to global restructuring of location messages and introduction of additional debug
72! messages
73!
74! 3766 2019-02-26 16:23:41Z raasch
75! Unused variable removed
76!
77! 3719 2019-02-06 13:10:18Z kanani
78! Removed log_point(19,54,74,50,75), since they count together with same log points in
79! time_integration, impossible to separate the contributions. Instead, the entire spinup gets an
80! individual log_point in palm.f90
81!
82! 3655 2019-01-07 16:51:22Z knoop
83! Removed call to calculation of near air (10 cm) potential temperature (now in surface layer fluxes)
84!
85! 2296 2017-06-28 07:53:56Z maronga
86! Initial revision
87!
88!
89! Description:
90! ------------
91!> Integration in time of the non-atmospheric model components such as land surface model and urban
92!> surface model
93!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
94 SUBROUTINE time_integration_spinup
95
96    USE arrays_3d,                                                                                 &
97        ONLY:  pt,                                                                                 &
98               pt_p,                                                                               &
99               u,                                                                                  &
100               u_init,                                                                             &
101               v,                                                                                  &
102               v_init
103
104    USE control_parameters,                                                                        &
105        ONLY:  averaging_interval_pr,                                                              &
106               constant_diffusion,                                                                 &
107               constant_flux_layer,                                                                &
108               coupling_start_time,                                                                &
109               data_output_during_spinup,                                                          &
110               debug_output_timestep,                                                              &
111               debug_string,                                                                       &
112               dopr_n,                                                                             &
113               do_sum,                                                                             &
114               dt_averaging_input_pr,                                                              &
115               dt_dopr,                                                                            &
116               dt_dots,                                                                            &
117               dt_do2d_xy,                                                                         &
118               dt_do3d,                                                                            &
119               dt_spinup,                                                                          &
120               dt_3d,                                                                              &
121               humidity,                                                                           &
122               intermediate_timestep_count,                                                        &
123               intermediate_timestep_count_max,                                                    &
124               land_surface,                                                                       &
125               simulated_time,                                                                     &
126               simulated_time_chr,                                                                 &
127               skip_time_dopr,                                                                     &
128               skip_time_do2d_xy,                                                                  &
129               skip_time_do3d,                                                                     &
130               spinup_pt_amplitude,                                                                &
131               spinup_pt_mean,                                                                     &
132               spinup_time,                                                                        &
133               surface_output,                                                                     &
134               timestep_count,                                                                     &
135               time_dopr,                                                                          &
136               time_dopr_av,                                                                       &
137               time_dots,                                                                          &
138               time_do2d_xy,                                                                       &
139               time_do3d,                                                                          &
140               time_run_control,                                                                   &
141               time_since_reference_point,                                                         &
142               urban_surface
143
144    USE cpulog,                                                                                    &
145        ONLY:  cpu_log,                                                                            &
146               log_point_s
147
148    USE diagnostic_output_quantities_mod,                                                          &
149        ONLY:  doq_calculate
150
151    USE exchange_horiz_mod,                                                                        &
152        ONLY:  exchange_horiz
153
154    USE indices,                                                                                   &
155        ONLY:  nbgp,                                                                               &
156               nzb,                                                                                &
157               nzt,                                                                                &
158               nysg,                                                                               &
159               nyng,                                                                               &
160               nxlg,                                                                               &
161               nxrg
162
163    USE land_surface_model_mod,                                                                    &
164        ONLY:  lsm_energy_balance,                                                                 &
165               lsm_swap_timelevel
166
167    USE pegrid
168
169#if defined( __parallel )
170    USE pmc_interface,                                                                             &
171        ONLY:  nested_run
172#endif
173
174    USE kinds
175
176    USE palm_date_time_mod,                                                                        &
177        ONLY:  get_date_time,                                                                      &
178               seconds_per_hour
179
180    USE radiation_model_mod,                                                                       &
181        ONLY:  dt_radiation,                                                                       &
182               force_radiation_call,                                                               &
183               radiation,                                                                          &
184               radiation_control,                                                                  &
185               radiation_interaction,                                                              &
186               radiation_interactions,                                                             &
187               time_radiation
188
189    USE statistics,                                                                                &
190        ONLY:  flow_statistics_called
191
192    USE surface_data_output_mod,                                                                   &
193        ONLY:  dt_dosurf,                                                                          &
194               skip_time_dosurf,                                                                   &
195               surface_data_output,                                                                &
196               time_dosurf
197
198    USE surface_layer_fluxes_mod,                                                                  &
199        ONLY:  surface_layer_fluxes
200
201    USE surface_mod,                                                                               &
202        ONLY :  surf_lsm_h,                                                                        &
203                surf_lsm_v, surf_usm_h,                                                            &
204                surf_usm_v
205
206    USE urban_surface_mod,                                                                         &
207        ONLY:  usm_energy_balance,                                                                 &
208               usm_swap_timelevel
209
210
211
212
213    IMPLICIT NONE
214
215    CHARACTER(LEN=1) ::  sign_chr                        !< String containing '-' or ' '
216    CHARACTER(LEN=9) ::  time_since_reference_point_chr  !< time since reference point, i.e., negative during spinup
217    CHARACTER(LEN=9) ::  time_to_string                  !<
218
219
220    INTEGER(iwp) ::  current_timestep_number_spinup = 0  !< number if timestep during spinup
221    INTEGER(iwp) ::  day_of_year                         !< day of the year
222
223    INTEGER(iwp) ::  i  !< running index
224    INTEGER(iwp) ::  j  !< running index
225    INTEGER(iwp) ::  k  !< running index
226    INTEGER(iwp) ::  l  !< running index
227    INTEGER(iwp) ::  m  !< running index
228
229
230    LOGICAL ::  run_control_header_spinup = .FALSE.  !< flag parameter for steering whether the header information must be output
231
232
233    REAL(wp) ::  dt_save        !< temporary storage for time step
234    REAL(wp) ::  pt_spinup      !< temporary storage of temperature
235    REAL(wp) ::  second_of_day  !< second of the day
236
237    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_save  !< temporary storage of temperature
238    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_save   !< temporary storage of u wind component
239    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  v_save   !< temporary storage of v wind component
240
241
242!
243!-- Save 3D arrays because they are to be changed for spinup purpose
244    ALLOCATE( pt_save(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
245    ALLOCATE( u_save(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
246    ALLOCATE( v_save(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
247
248    CALL exchange_horiz( pt, nbgp )
249    CALL exchange_horiz( u,  nbgp )
250    CALL exchange_horiz( v,  nbgp )
251
252    pt_save = pt
253    u_save  = u
254    v_save  = v
255
256!
257!-- Set the same wall-adjacent velocity to all grid points. The sign of the original velocity field
258!-- must be preserved because the surface schemes crash otherwise. The precise reason is still
259!-- unknown. A minimum velocity of 0.1 m/s is used to maintain turbulent transfer at the surface.
260    IF ( land_surface )  THEN
261       DO  l = 0, 1
262          DO  m = 1, surf_lsm_h(l)%ns
263             i   = surf_lsm_h(l)%i(m)
264             j   = surf_lsm_h(l)%j(m)
265             k   = surf_lsm_h(l)%k(m)
266             u(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, u_init(k) ) * MAX( ABS( u_init(k) ), 0.1_wp)
267             v(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, v_init(k) ) * MAX( ABS( v_init(k) ), 0.1_wp)
268          ENDDO
269       ENDDO
270
271       DO  l = 0, 3
272          DO  m = 1, surf_lsm_v(l)%ns
273             i   = surf_lsm_v(l)%i(m)
274             j   = surf_lsm_v(l)%j(m)
275             k   = surf_lsm_v(l)%k(m)
276             u(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, u_init(k) ) * MAX( ABS( u_init(k) ), 0.1_wp)
277             v(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, v_init(k) ) * MAX( ABS( v_init(k) ), 0.1_wp)
278          ENDDO
279       ENDDO
280    ENDIF
281
282    IF ( urban_surface )  THEN
283       DO  l = 0, 1
284          DO  m = 1, surf_usm_h(l)%ns
285             i   = surf_usm_h(l)%i(m)
286             j   = surf_usm_h(l)%j(m)
287             k   = surf_usm_h(l)%k(m)
288             u(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, u_init(k) ) * MAX( ABS( u_init(k) ), 0.1_wp)
289             v(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, v_init(k) ) * MAX( ABS( v_init(k) ), 0.1_wp)
290          ENDDO
291       ENDDO
292
293       DO  l = 0, 3
294          DO  m = 1, surf_usm_v(l)%ns
295             i   = surf_usm_v(l)%i(m)
296             j   = surf_usm_v(l)%j(m)
297             k   = surf_usm_v(l)%k(m)
298             u(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, u_init(k) ) * MAX( ABS( u_init(k) ), 0.1_wp)
299             v(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, v_init(k) ) * MAX( ABS( v_init(k) ), 0.1_wp)
300          ENDDO
301       ENDDO
302    ENDIF
303
304    CALL exchange_horiz( u, nbgp )
305    CALL exchange_horiz( v, nbgp )
306
307    dt_save = dt_3d
308    dt_3d   = dt_spinup
309
310    CALL location_message( 'wall/soil spinup time-stepping', 'start' )
311!
312!-- Start of the time loop
313    DO  WHILE ( simulated_time < spinup_time )
314
315       CALL cpu_log( log_point_s(15), 'timesteps spinup', 'start' )
316
317       IF ( debug_output_timestep )  THEN
318           WRITE( debug_string, * ) 'time_integration_spinup', simulated_time
319           CALL debug_message( debug_string, 'start' )
320       ENDIF
321
322!
323!--    Start of intermediate step loop
324       intermediate_timestep_count = 0
325       DO  WHILE ( intermediate_timestep_count < intermediate_timestep_count_max )
326
327          intermediate_timestep_count = intermediate_timestep_count + 1
328
329!
330!--       Set the steering factors for the prognostic equations which depend on the timestep scheme
331          CALL timestep_scheme_steering
332
333
334!
335!--       Estimate a near-surface air temperature based on the position of the sun and user input
336!--       about mean temperature and amplitude. The time is shifted by one hour to simulate a lag
337!--       between air temperature and incoming radiation.
338          CALL get_date_time( simulated_time - spinup_time - seconds_per_hour,                     &
339                              day_of_year = day_of_year, second_of_day = second_of_day )
340
341          pt_spinup = spinup_pt_mean + spinup_pt_amplitude *                                       &
342                      solar_angle( day_of_year, second_of_day )
343
344!
345!--       Map air temperature to all grid points in the vicinity of a surface element
346          IF ( land_surface )  THEN
347             DO  l = 0, 1
348                DO  m = 1, surf_lsm_h(l)%ns
349                   i   = surf_lsm_h(l)%i(m)
350                   j   = surf_lsm_h(l)%j(m)
351                   k   = surf_lsm_h(l)%k(m)
352                   pt(k,j,i) = pt_spinup
353                ENDDO
354             ENDDO
355
356             DO  l = 0, 3
357                DO  m = 1, surf_lsm_v(l)%ns
358                   i   = surf_lsm_v(l)%i(m)
359                   j   = surf_lsm_v(l)%j(m)
360                   k   = surf_lsm_v(l)%k(m)
361                   pt(k,j,i) = pt_spinup
362                ENDDO
363             ENDDO
364          ENDIF
365
366          IF ( urban_surface )  THEN
367             DO  l = 0, 1
368                DO  m = 1, surf_usm_h(l)%ns
369                   i   = surf_usm_h(l)%i(m)
370                   j   = surf_usm_h(l)%j(m)
371                   k   = surf_usm_h(l)%k(m)
372                   pt(k,j,i) = pt_spinup
373                   !!!!!!!!!!!!!!!!HACK!!!!!!!!!!!!!
374                   surf_usm_h(l)%pt1(m) = pt_spinup
375                   !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
376                ENDDO
377             ENDDO
378
379             DO  l = 0, 3
380                DO  m = 1, surf_usm_v(l)%ns
381                   i   = surf_usm_v(l)%i(m)
382                   j   = surf_usm_v(l)%j(m)
383                   k   = surf_usm_v(l)%k(m)
384                   pt(k,j,i) = pt_spinup
385                   !!!!!!!!!!!!!!!!HACK!!!!!!!!!!!!!
386                   surf_usm_v(l)%pt1(m) = pt_spinup
387                   !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
388                ENDDO
389             ENDDO
390          ENDIF
391
392          CALL exchange_horiz( pt, nbgp )
393
394
395!
396!--       Swap the time levels in preparation for the next time step.
397          timestep_count = timestep_count + 1
398
399          IF ( land_surface )  THEN
400              CALL lsm_swap_timelevel ( 0 )
401          ENDIF
402
403          IF ( urban_surface )  THEN
404             CALL usm_swap_timelevel ( 0 )
405          ENDIF
406
407          IF ( land_surface )  THEN
408             CALL lsm_swap_timelevel ( MOD( timestep_count, 2 ) )
409          ENDIF
410
411          IF ( urban_surface )  THEN
412             CALL usm_swap_timelevel ( MOD( timestep_count, 2 ) )
413          ENDIF
414
415!
416!--       If required, compute virtual potential temperature
417          IF ( humidity )  THEN
418             CALL compute_vpt
419          ENDIF
420
421!
422!--       Compute the diffusion quantities
423          IF ( .NOT. constant_diffusion )  THEN
424
425!
426!--          First the vertical (and horizontal) fluxes in the surface (constant flux) layer are
427!--          computed
428             IF ( constant_flux_layer )  THEN
429                CALL surface_layer_fluxes
430             ENDIF
431
432!
433!--          If required, solve the energy balance for the surface and run soil model. Call for
434!--          horizontal as well as vertical surfaces. The prognostic equation for soil moisure is
435!--          switched off
436             IF ( land_surface )  THEN
437
438                CALL lsm_energy_balance( .TRUE. )
439
440             ENDIF
441
442!
443!--          If required, solve the energy balance for urban surfaces and run the material heat model
444             IF (urban_surface) THEN
445
446                CALL usm_energy_balance( .TRUE. )
447
448             ENDIF
449
450          ENDIF
451
452       ENDDO   ! Intermediate step loop
453
454!
455!--    If required, calculate radiative fluxes and heating rates
456       IF ( radiation )  THEN
457
458          time_radiation = time_radiation + dt_3d
459
460          IF ( time_radiation >= dt_radiation .OR. force_radiation_call )  THEN
461
462             IF ( .NOT. force_radiation_call )  THEN
463                time_radiation = time_radiation - dt_radiation
464             ENDIF
465
466             CALL radiation_control
467
468             IF ( radiation_interactions )  THEN
469                CALL radiation_interaction
470             ENDIF
471!
472!--          Reset forcing of radiation call
473             force_radiation_call = .FALSE.
474
475          ENDIF
476       ENDIF
477
478!
479!--    Increase simulation time and output times
480       current_timestep_number_spinup = current_timestep_number_spinup + 1
481       simulated_time                 = simulated_time   + dt_3d
482       simulated_time_chr             = time_to_string( simulated_time )
483       time_since_reference_point     = simulated_time - coupling_start_time
484       time_since_reference_point_chr = time_to_string( ABS( time_since_reference_point ) )
485
486       IF ( time_since_reference_point < 0.0_wp )  THEN
487          sign_chr = '-'
488       ELSE
489          sign_chr = ' '
490       ENDIF
491
492
493       IF ( data_output_during_spinup )  THEN
494          IF ( simulated_time >= skip_time_do2d_xy )  THEN
495             time_do2d_xy      = time_do2d_xy     + dt_3d
496          ENDIF
497          IF ( simulated_time >= skip_time_do3d    )  THEN
498             time_do3d         = time_do3d        + dt_3d
499          ENDIF
500          time_dots            = time_dots        + dt_3d
501          IF ( simulated_time >= skip_time_dopr )  THEN
502             time_dopr         = time_dopr        + dt_3d
503          ENDIF
504          IF ( surface_output )  THEN
505             IF ( simulated_time >= skip_time_dosurf )  THEN
506                time_dosurf    = time_dosurf + dt_3d
507             ENDIF
508          ENDIF
509          time_run_control     = time_run_control + dt_3d
510
511!
512!--       Carry out statistical analysis and output at the requested output times.
513!--       The MOD function is used for calculating the output time counters (like time_dopr) in
514!--       order to regard a possible decrease of the output time interval in case of restart runs.
515
516!
517!--       Set a flag indicating that so far no statistics have been created for this time step
518          flow_statistics_called = .FALSE.
519
520!
521!--       If required, call flow_statistics for averaging in time
522          IF ( averaging_interval_pr /= 0.0_wp  .AND.                                              &
523               ( dt_dopr - time_dopr ) <= averaging_interval_pr  .AND.                             &
524               simulated_time >= skip_time_dopr )                                                  &
525          THEN
526             time_dopr_av = time_dopr_av + dt_3d
527             IF ( time_dopr_av >= dt_averaging_input_pr )  THEN
528                do_sum = .TRUE.
529                time_dopr_av = MOD( time_dopr_av, MAX( dt_averaging_input_pr, dt_3d ) )
530             ENDIF
531          ENDIF
532          IF ( do_sum )  CALL flow_statistics
533
534!
535!--       Output of profiles
536          IF ( time_dopr >= dt_dopr )  THEN
537             IF ( dopr_n /= 0 )  CALL data_output_profiles
538             time_dopr = MOD( time_dopr, MAX( dt_dopr, dt_3d ) )
539             time_dopr_av = 0.0_wp    ! Due to averaging (see above)
540          ENDIF
541
542!
543!--       Output of time series
544          IF ( time_dots >= dt_dots )  THEN
545             CALL data_output_tseries
546             time_dots = MOD( time_dots, MAX( dt_dots, dt_3d ) )
547          ENDIF
548
549!
550!--       2d-data output (cross-sections)
551          IF ( time_do2d_xy >= dt_do2d_xy )  THEN
552             CALL doq_calculate
553             CALL data_output_2d( 'xy', 0 )
554             time_do2d_xy = MOD( time_do2d_xy, MAX( dt_do2d_xy, dt_3d ) )
555          ENDIF
556
557!
558!--       3d-data output (volume data)
559          IF ( time_do3d >= dt_do3d )  THEN
560             CALL doq_calculate
561             CALL data_output_3d( 0 )
562             time_do3d = MOD( time_do3d, MAX( dt_do3d, dt_3d ) )
563          ENDIF
564!
565!--       Output of surface data
566          IF ( surface_output )  THEN
567             IF ( time_dosurf >= dt_dosurf )  THEN
568                CALL surface_data_output( 0 )
569                time_dosurf = MOD( time_dosurf, MAX( dt_dosurf, dt_3d ) )
570             ENDIF
571          ENDIF
572
573       ENDIF
574
575!
576!--    Computation and output of run control parameters. This is also done whenever perturbations
577!--    have been imposed
578!        IF ( time_run_control >= dt_run_control  .OR.                                              &
579!             timestep_scheme(1:5) /= 'runge'  .OR.  disturbance_created )  THEN
580!           CALL run_control
581!           IF ( time_run_control >= dt_run_control )  THEN
582!              time_run_control = MOD( time_run_control, MAX( dt_run_control, dt_3d ) )
583!           ENDIF
584!        ENDIF
585
586       CALL cpu_log( log_point_s(15), 'timesteps spinup', 'stop' )
587
588
589!
590!--    Run control output
591       IF ( myid == 0 )  THEN
592!
593!--       If necessary, write header
594          IF ( .NOT. run_control_header_spinup )  THEN
595             CALL check_open( 15 )
596             WRITE ( 15, 100 )
597             run_control_header_spinup = .TRUE.
598          ENDIF
599!
600!--       Write some general information about the spinup in run control file
601          WRITE ( 15, 101 )  current_timestep_number_spinup, sign_chr,                             &
602                             time_since_reference_point_chr, dt_3d, pt_spinup
603!
604!--       Write buffer contents to disc immediately
605          FLUSH( 15 )
606       ENDIF
607
608       IF ( debug_output_timestep )  THEN
609           WRITE( debug_string, * ) 'time_integration_spinup', simulated_time
610           CALL debug_message( debug_string, 'end' )
611       ENDIF
612
613
614    ENDDO   ! Time loop
615
616!
617!-- Write back saved arrays to the 3D arrays
618    pt   = pt_save
619    pt_p = pt_save
620    u    = u_save
621    v    = v_save
622
623!
624!-- Reset time step
625    dt_3d = dt_save
626!-- Force radiation step in time zero
627!-- It is performed at the end of init_radiation in case of run without spinup
628    time_radiation = dt_radiation
629
630    DEALLOCATE(pt_save)
631    DEALLOCATE(u_save)
632    DEALLOCATE(v_save)
633
634#if defined( __parallel )
635    IF ( nested_run )  CALL MPI_BARRIER( MPI_COMM_WORLD, ierr )
636#endif
637
638    CALL location_message( 'wall/soil spinup time-stepping', 'finished' )
639
640
641!
642!-- Formats
643100 FORMAT (///'Spinup control output:---------------------------------'//                         &
644            'ITER.   HH:MM:SS    DT   PT(z_MO)---------------------------------')
645101 FORMAT (I5,2X,A1,A9,1X,F6.2,3X,F6.2,2X,F6.2)
646
647 CONTAINS
648
649!
650!-- Returns the cosine of the solar zenith angle at a given time. This routine is similar to that
651!-- for calculation zenith (see radiation_model_mod.f90)
652    !> @todo Load function calc_zenith of radiation model instead of rewrite the function here.
653    FUNCTION solar_angle( day_of_year, second_of_day )
654
655       USE basic_constants_and_equations_mod,                                                      &
656           ONLY:  pi
657
658       USE kinds
659
660       USE radiation_model_mod,                                                                    &
661           ONLY:  decl_1,                                                                          &
662                  decl_2,                                                                          &
663                  decl_3,                                                                          &
664                  lat,                                                                             &
665                  lon
666
667       IMPLICIT NONE
668
669
670       INTEGER(iwp), INTENT(IN) ::  day_of_year  !< day of the year
671
672       REAL(wp)             ::  declination    !< solar declination angle
673       REAL(wp)             ::  hour_angle     !< solar hour angle
674       REAL(wp), INTENT(IN) ::  second_of_day  !< current time of the day in UTC
675       REAL(wp)             ::  solar_angle    !< cosine of the solar zenith angle
676!
677!--    Calculate solar declination and hour angle
678       declination = ASIN( decl_1 * SIN( decl_2 * REAL( day_of_year, KIND = wp) - decl_3 ) )
679       hour_angle  = 2.0_wp * pi * ( second_of_day / 86400.0_wp ) + lon - pi
680
681!
682!--    Calculate cosine of solar zenith angle
683       solar_angle = SIN( lat ) * SIN( declination ) + COS( lat ) * COS( declination ) *           &
684                     COS( hour_angle )
685
686    END FUNCTION solar_angle
687
688
689 END SUBROUTINE time_integration_spinup
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.