source: palm/trunk/SOURCE/time_integration_spinup.f90 @ 4784

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Indoor-model new: Namelist parameter added to switch-off/on the indoor model during wall/soil spinup; bugfixes concerning indoor model: bugfix in window-wall treatment during spinup - in the urban-surface model the window fraction is set to zero during spinup, so it is done here also; bugfix in wall treatment - inner wall temperature was too low due to wrong weighting of wall/green/window fractions; Revision of 10-cm temperature at vertical walls - assume grid-cell temperature rather than employ MOST; call hourly-based indoor model only once per hour during spinup, not every timestep; add missing dependency in Makefile; urban-surface model: bugfix in openmp directive

  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
1!> @file time_integration_spinup.f90
2!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
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11! Public License for more details.
12!
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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 4750 2020-10-16 14:27:48Z suehring $
27! - bugfix, call hourly-based indoor model only once per hour, not every timestep.
28! - optionally switch-off/on the indoor model during spinup
29!
30! 4687 2020-09-21 19:40:16Z maronga
31! Indoor model is now available during spinup
32!
33! 4671 2020-09-09 20:27:58Z pavelkrc
34! Implementation of downward facing USM and LSM surfaces
35!
36! 4669 2020-09-09 13:43:47Z pavelkrc
37! - Fix missing call of radiation after spinup
38! - Fix calculation of force_radiation_call
39! - Fix calculation of radiation times
40!
41! 4668 2020-09-09 13:00:16Z pavelkrc
42! Improve debug messages during timestepping
43!
44! 4654 2020-08-28 13:47:23Z pavelkrc
45! Add possibility to output surface data during spinup (author: J. Resler)
46!
47! 4635 2020-08-05 16:44:15Z suehring
48! Bugfix in calling radiation_control, was called every dt_spinup rather than only dt_radiation
49!
50! 4631 2020-08-03 13:48:14Z suehring
51! Set pt1 attribute only element-wise
52!
53! 4540 2020-05-18 15:23:29Z raasch
54! File re-formatted to follow the PALM coding standard
55!
56! 4457 2020-03-11 14:20:43Z raasch
57! Use statement for exchange horiz added
58!
59! 4444 2020-03-05 15:59:50Z raasch
60! Bugfix: cpp-directives for serial mode added
61!
62! 4360 2020-01-07 11:25:50Z suehring
63! Enable output of diagnostic quantities, e.g. 2-m temperature
64!
65! 4227 2019-09-10 18:04:34Z gronemeier
66! Implement new palm_date_time_mod
67!
68! 4223 2019-09-10 09:20:47Z gronemeier
69! Corrected "Former revisions" section
70!
71! 4064 2019-07-01 05:33:33Z gronemeier
72! Moved call to radiation module out of intermediate time loop
73!
74! 4023 2019-06-12 13:20:01Z maronga
75! Time stamps are now negative in run control output
76!
77! 3885 2019-04-11 11:29:34Z kanani
78! Changes related to global restructuring of location messages and introduction of additional debug
79! messages
80!
81! 3766 2019-02-26 16:23:41Z raasch
82! Unused variable removed
83!
84! 3719 2019-02-06 13:10:18Z kanani
85! Removed log_point(19,54,74,50,75), since they count together with same log points in
86! time_integration, impossible to separate the contributions. Instead, the entire spinup gets an
87! individual log_point in palm.f90
88!
89! 3655 2019-01-07 16:51:22Z knoop
90! Removed call to calculation of near air (10 cm) potential temperature (now in surface layer fluxes)
91!
92! 2296 2017-06-28 07:53:56Z maronga
93! Initial revision
94!
95!
96! Description:
97! ------------
98!> Integration in time of the non-atmospheric model components such as land surface model and urban
99!> surface model
100!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
101 SUBROUTINE time_integration_spinup
102
103    USE arrays_3d,                                                                                 &
104        ONLY:  pt,                                                                                 &
105               pt_p,                                                                               &
106               u,                                                                                  &
107               u_init,                                                                             &
108               v,                                                                                  &
109               v_init
110
111    USE control_parameters,                                                                        &
112        ONLY:  averaging_interval_pr,                                                              &
113               constant_diffusion,                                                                 &
114               constant_flux_layer,                                                                &
115               coupling_start_time,                                                                &
116               data_output_during_spinup,                                                          &
117               debug_output_timestep,                                                              &
118               debug_string,                                                                       &
119               dopr_n,                                                                             &
120               do_sum,                                                                             &
121               dt_averaging_input_pr,                                                              &
122               dt_dopr,                                                                            &
123               dt_dots,                                                                            &
124               dt_do2d_xy,                                                                         &
125               dt_do3d,                                                                            &
126               dt_spinup,                                                                          &
127               dt_3d,                                                                              &
128               humidity,                                                                           &
129               indoor_model,                                                                       &
130               intermediate_timestep_count,                                                        &
131               intermediate_timestep_count_max,                                                    &
132               land_surface,                                                                       &
133               simulated_time,                                                                     &
134               simulated_time_chr,                                                                 &
135               skip_time_dopr,                                                                     &
136               skip_time_do2d_xy,                                                                  &
137               skip_time_do3d,                                                                     &
138               spinup_pt_amplitude,                                                                &
139               spinup_pt_mean,                                                                     &
140               spinup_time,                                                                        &
141               surface_output,                                                                     &
142               timestep_count,                                                                     &
143               time_dopr,                                                                          &
144               time_dopr_av,                                                                       &
145               time_dots,                                                                          &
146               time_do2d_xy,                                                                       &
147               time_do3d,                                                                          &
148               time_run_control,                                                                   &
149               time_since_reference_point,                                                         &
150               urban_surface
151
152    USE cpulog,                                                                                    &
153        ONLY:  cpu_log,                                                                            &
154               log_point_s
155
156    USE diagnostic_output_quantities_mod,                                                          &
157        ONLY:  doq_calculate
158
159    USE exchange_horiz_mod,                                                                        &
160        ONLY:  exchange_horiz
161
162    USE indices,                                                                                   &
163        ONLY:  nbgp,                                                                               &
164               nzb,                                                                                &
165               nzt,                                                                                &
166               nysg,                                                                               &
167               nyng,                                                                               &
168               nxlg,                                                                               &
169               nxrg
170
171    USE indoor_model_mod,                                                                          &
172        ONLY:  dt_indoor,                                                                          &
173               im_main_heatcool,                                                                   &
174               indoor_during_spinup,                                                               &
175               time_indoor
176
177    USE land_surface_model_mod,                                                                    &
178        ONLY:  lsm_energy_balance,                                                                 &
179               lsm_swap_timelevel
180
181    USE pegrid
182
183#if defined( __parallel )
184    USE pmc_interface,                                                                             &
185        ONLY:  nested_run
186#endif
187
188    USE kinds
189
190    USE palm_date_time_mod,                                                                        &
191        ONLY:  get_date_time,                                                                      &
192               seconds_per_hour
193
194    USE radiation_model_mod,                                                                       &
195        ONLY:  dt_radiation,                                                                       &
196               force_radiation_call,                                                               &
197               radiation,                                                                          &
198               radiation_control,                                                                  &
199               radiation_interaction,                                                              &
200               radiation_interactions,                                                             &
201               time_radiation
202
203    USE statistics,                                                                                &
204        ONLY:  flow_statistics_called
205
206    USE surface_data_output_mod,                                                                   &
207        ONLY:  dt_dosurf,                                                                          &
208               skip_time_dosurf,                                                                   &
209               surface_data_output,                                                                &
210               time_dosurf
211
212    USE surface_layer_fluxes_mod,                                                                  &
213        ONLY:  surface_layer_fluxes
214
215    USE surface_mod,                                                                               &
216        ONLY :  surf_lsm_h,                                                                        &
217                surf_lsm_v, surf_usm_h,                                                            &
218                surf_usm_v
219
220    USE urban_surface_mod,                                                                         &
221        ONLY:  usm_energy_balance,                                                                 &
222               usm_swap_timelevel
223
224
225
226
227    IMPLICIT NONE
228
229    CHARACTER(LEN=1) ::  sign_chr                        !< String containing '-' or ' '
230    CHARACTER(LEN=9) ::  time_since_reference_point_chr  !< time since reference point, i.e., negative during spinup
231    CHARACTER(LEN=9) ::  time_to_string                  !<
232
233
234    INTEGER(iwp) ::  current_timestep_number_spinup = 0  !< number if timestep during spinup
235    INTEGER(iwp) ::  day_of_year                         !< day of the year
236
237    INTEGER(iwp) ::  i  !< running index
238    INTEGER(iwp) ::  j  !< running index
239    INTEGER(iwp) ::  k  !< running index
240    INTEGER(iwp) ::  l  !< running index
241    INTEGER(iwp) ::  m  !< running index
242
243
244    LOGICAL ::  run_control_header_spinup = .FALSE.  !< flag parameter for steering whether the header information must be output
245
246
247    REAL(wp) ::  dt_save        !< temporary storage for time step
248    REAL(wp) ::  pt_spinup      !< temporary storage of temperature
249    REAL(wp) ::  second_of_day  !< second of the day
250
251    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_save  !< temporary storage of temperature
252    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_save   !< temporary storage of u wind component
253    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  v_save   !< temporary storage of v wind component
254
255
256!
257!-- Save 3D arrays because they are to be changed for spinup purpose
258    ALLOCATE( pt_save(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
259    ALLOCATE( u_save(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
260    ALLOCATE( v_save(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
261
262    CALL exchange_horiz( pt, nbgp )
263    CALL exchange_horiz( u,  nbgp )
264    CALL exchange_horiz( v,  nbgp )
265
266    pt_save = pt
267    u_save  = u
268    v_save  = v
269
270!
271!-- Set the same wall-adjacent velocity to all grid points. The sign of the original velocity field
272!-- must be preserved because the surface schemes crash otherwise. The precise reason is still
273!-- unknown. A minimum velocity of 0.1 m/s is used to maintain turbulent transfer at the surface.
274    IF ( land_surface )  THEN
275       DO  l = 0, 1
276          DO  m = 1, surf_lsm_h(l)%ns
277             i   = surf_lsm_h(l)%i(m)
278             j   = surf_lsm_h(l)%j(m)
279             k   = surf_lsm_h(l)%k(m)
280             u(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, u_init(k) ) * MAX( ABS( u_init(k) ), 0.1_wp)
281             v(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, v_init(k) ) * MAX( ABS( v_init(k) ), 0.1_wp)
282          ENDDO
283       ENDDO
284
285       DO  l = 0, 3
286          DO  m = 1, surf_lsm_v(l)%ns
287             i   = surf_lsm_v(l)%i(m)
288             j   = surf_lsm_v(l)%j(m)
289             k   = surf_lsm_v(l)%k(m)
290             u(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, u_init(k) ) * MAX( ABS( u_init(k) ), 0.1_wp)
291             v(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, v_init(k) ) * MAX( ABS( v_init(k) ), 0.1_wp)
292          ENDDO
293       ENDDO
294    ENDIF
295
296    IF ( urban_surface )  THEN
297       DO  l = 0, 1
298          DO  m = 1, surf_usm_h(l)%ns
299             i   = surf_usm_h(l)%i(m)
300             j   = surf_usm_h(l)%j(m)
301             k   = surf_usm_h(l)%k(m)
302             u(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, u_init(k) ) * MAX( ABS( u_init(k) ), 0.1_wp)
303             v(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, v_init(k) ) * MAX( ABS( v_init(k) ), 0.1_wp)
304          ENDDO
305       ENDDO
306
307       DO  l = 0, 3
308          DO  m = 1, surf_usm_v(l)%ns
309             i   = surf_usm_v(l)%i(m)
310             j   = surf_usm_v(l)%j(m)
311             k   = surf_usm_v(l)%k(m)
312             u(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, u_init(k) ) * MAX( ABS( u_init(k) ), 0.1_wp)
313             v(k,j,i) = SIGN( 1.0_wp, v_init(k) ) * MAX( ABS( v_init(k) ), 0.1_wp)
314          ENDDO
315       ENDDO
316    ENDIF
317
318    CALL exchange_horiz( u, nbgp )
319    CALL exchange_horiz( v, nbgp )
320
321    dt_save = dt_3d
322    dt_3d   = dt_spinup
323
324    CALL location_message( 'wall/soil spinup time-stepping', 'start' )
325!
326!-- Start of the time loop
327    DO  WHILE ( simulated_time < spinup_time )
328
329       CALL cpu_log( log_point_s(15), 'timesteps spinup', 'start' )
330
331       IF ( debug_output_timestep )  THEN
332           WRITE( debug_string, * ) 'time_integration_spinup', simulated_time
333           CALL debug_message( debug_string, 'start' )
334       ENDIF
335
336!
337!--    Start of intermediate step loop
338       intermediate_timestep_count = 0
339       DO  WHILE ( intermediate_timestep_count < intermediate_timestep_count_max )
340
341          intermediate_timestep_count = intermediate_timestep_count + 1
342
343!
344!--       Set the steering factors for the prognostic equations which depend on the timestep scheme
345          CALL timestep_scheme_steering
346
347
348!
349!--       Estimate a near-surface air temperature based on the position of the sun and user input
350!--       about mean temperature and amplitude. The time is shifted by one hour to simulate a lag
351!--       between air temperature and incoming radiation.
352          CALL get_date_time( simulated_time - spinup_time - seconds_per_hour,                     &
353                              day_of_year = day_of_year, second_of_day = second_of_day )
354
355          pt_spinup = spinup_pt_mean + spinup_pt_amplitude *                                       &
356                      solar_angle( day_of_year, second_of_day )
357
358!
359!--       Map air temperature to all grid points in the vicinity of a surface element
360          IF ( land_surface )  THEN
361             DO  l = 0, 1
362                DO  m = 1, surf_lsm_h(l)%ns
363                   i   = surf_lsm_h(l)%i(m)
364                   j   = surf_lsm_h(l)%j(m)
365                   k   = surf_lsm_h(l)%k(m)
366                   pt(k,j,i) = pt_spinup
367                ENDDO
368             ENDDO
369
370             DO  l = 0, 3
371                DO  m = 1, surf_lsm_v(l)%ns
372                   i   = surf_lsm_v(l)%i(m)
373                   j   = surf_lsm_v(l)%j(m)
374                   k   = surf_lsm_v(l)%k(m)
375                   pt(k,j,i) = pt_spinup
376                ENDDO
377             ENDDO
378          ENDIF
379
380          IF ( urban_surface )  THEN
381             DO  l = 0, 1
382                DO  m = 1, surf_usm_h(l)%ns
383                   i   = surf_usm_h(l)%i(m)
384                   j   = surf_usm_h(l)%j(m)
385                   k   = surf_usm_h(l)%k(m)
386                   pt(k,j,i) = pt_spinup
387                   !!!!!!!!!!!!!!!!HACK!!!!!!!!!!!!!
388                   surf_usm_h(l)%pt1(m) = pt_spinup
389                   !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
390                ENDDO
391             ENDDO
392
393             DO  l = 0, 3
394                DO  m = 1, surf_usm_v(l)%ns
395                   i   = surf_usm_v(l)%i(m)
396                   j   = surf_usm_v(l)%j(m)
397                   k   = surf_usm_v(l)%k(m)
398                   pt(k,j,i) = pt_spinup
399                   !!!!!!!!!!!!!!!!HACK!!!!!!!!!!!!!
400                   surf_usm_v(l)%pt1(m) = pt_spinup
401                   !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
402                ENDDO
403             ENDDO
404          ENDIF
405
406          CALL exchange_horiz( pt, nbgp )
407
408
409!
410!--       Swap the time levels in preparation for the next time step.
411          timestep_count = timestep_count + 1
412
413          IF ( land_surface )  THEN
414              CALL lsm_swap_timelevel ( 0 )
415          ENDIF
416
417          IF ( urban_surface )  THEN
418             CALL usm_swap_timelevel ( 0 )
419          ENDIF
420
421          IF ( land_surface )  THEN
422             CALL lsm_swap_timelevel ( MOD( timestep_count, 2 ) )
423          ENDIF
424
425          IF ( urban_surface )  THEN
426             CALL usm_swap_timelevel ( MOD( timestep_count, 2 ) )
427          ENDIF
428
429!
430!--       If required, compute virtual potential temperature
431          IF ( humidity )  THEN
432             CALL compute_vpt
433          ENDIF
434
435!
436!--       Compute the diffusion quantities
437          IF ( .NOT. constant_diffusion )  THEN
438
439!
440!--          First the vertical (and horizontal) fluxes in the surface (constant flux) layer are
441!--          computed
442             IF ( constant_flux_layer )  THEN
443                CALL surface_layer_fluxes
444             ENDIF
445
446!
447!--          If required, solve the energy balance for the surface and run soil model. Call for
448!--          horizontal as well as vertical surfaces. The prognostic equation for soil moisure is
449!--          switched off
450             IF ( land_surface )  THEN
451
452                CALL lsm_energy_balance( .TRUE. )
453
454             ENDIF
455
456!
457!--          If required, solve the energy balance for urban surfaces and run the material heat model
458             IF (urban_surface) THEN
459
460                CALL usm_energy_balance( .TRUE. )
461
462             ENDIF
463
464          ENDIF
465
466       ENDDO   ! Intermediate step loop
467
468!
469!--    If required, calculate radiative fluxes and heating rates
470       IF ( radiation )  THEN
471
472          time_radiation = time_radiation + dt_3d
473
474          IF ( time_radiation >= dt_radiation .OR. force_radiation_call )  THEN
475
476             IF ( .NOT. force_radiation_call )  THEN
477                time_radiation = time_radiation - dt_radiation
478             ENDIF
479
480             CALL radiation_control
481
482             IF ( radiation_interactions )  THEN
483                CALL radiation_interaction
484             ENDIF
485!
486!--          Reset forcing of radiation call
487             force_radiation_call = .FALSE.
488
489          ENDIF
490       ENDIF
491
492!
493!--    If required, calculate indoor temperature, waste heat, heat flux
494!--    through wall, etc.
495!--    dt_indoor steers the frequency of the indoor model calculations.
496!--    Note, at first timestep indoor model is called, in order to provide
497!--    a waste heat flux.
498       IF ( indoor_model  .AND.  indoor_during_spinup )  THEN
499
500          time_indoor = time_indoor + dt_3d
501
502          IF ( time_indoor >= dt_indoor  .OR.  current_timestep_number_spinup == 0 )  THEN
503
504             time_indoor = time_indoor - dt_indoor
505
506             CALL im_main_heatcool
507
508          ENDIF
509       ENDIF
510
511!
512!--    Increase simulation time and output times
513       current_timestep_number_spinup = current_timestep_number_spinup + 1
514       simulated_time                 = simulated_time   + dt_3d
515       simulated_time_chr             = time_to_string( simulated_time )
516       time_since_reference_point     = simulated_time - coupling_start_time
517       time_since_reference_point_chr = time_to_string( ABS( time_since_reference_point ) )
518
519       IF ( time_since_reference_point < 0.0_wp )  THEN
520          sign_chr = '-'
521       ELSE
522          sign_chr = ' '
523       ENDIF
524
525
526       IF ( data_output_during_spinup )  THEN
527          IF ( simulated_time >= skip_time_do2d_xy )  THEN
528             time_do2d_xy      = time_do2d_xy     + dt_3d
529          ENDIF
530          IF ( simulated_time >= skip_time_do3d    )  THEN
531             time_do3d         = time_do3d        + dt_3d
532          ENDIF
533          time_dots            = time_dots        + dt_3d
534          IF ( simulated_time >= skip_time_dopr )  THEN
535             time_dopr         = time_dopr        + dt_3d
536          ENDIF
537          IF ( surface_output )  THEN
538             IF ( simulated_time >= skip_time_dosurf )  THEN
539                time_dosurf    = time_dosurf + dt_3d
540             ENDIF
541          ENDIF
542          time_run_control     = time_run_control + dt_3d
543
544!
545!--       Carry out statistical analysis and output at the requested output times.
546!--       The MOD function is used for calculating the output time counters (like time_dopr) in
547!--       order to regard a possible decrease of the output time interval in case of restart runs.
548
549!
550!--       Set a flag indicating that so far no statistics have been created for this time step
551          flow_statistics_called = .FALSE.
552
553!
554!--       If required, call flow_statistics for averaging in time
555          IF ( averaging_interval_pr /= 0.0_wp  .AND.                                              &
556               ( dt_dopr - time_dopr ) <= averaging_interval_pr  .AND.                             &
557               simulated_time >= skip_time_dopr )                                                  &
558          THEN
559             time_dopr_av = time_dopr_av + dt_3d
560             IF ( time_dopr_av >= dt_averaging_input_pr )  THEN
561                do_sum = .TRUE.
562                time_dopr_av = MOD( time_dopr_av, MAX( dt_averaging_input_pr, dt_3d ) )
563             ENDIF
564          ENDIF
565          IF ( do_sum )  CALL flow_statistics
566
567!
568!--       Output of profiles
569          IF ( time_dopr >= dt_dopr )  THEN
570             IF ( dopr_n /= 0 )  CALL data_output_profiles
571             time_dopr = MOD( time_dopr, MAX( dt_dopr, dt_3d ) )
572             time_dopr_av = 0.0_wp    ! Due to averaging (see above)
573          ENDIF
574
575!
576!--       Output of time series
577          IF ( time_dots >= dt_dots )  THEN
578             CALL data_output_tseries
579             time_dots = MOD( time_dots, MAX( dt_dots, dt_3d ) )
580          ENDIF
581
582!
583!--       2d-data output (cross-sections)
584          IF ( time_do2d_xy >= dt_do2d_xy )  THEN
585             CALL doq_calculate
586             CALL data_output_2d( 'xy', 0 )
587             time_do2d_xy = MOD( time_do2d_xy, MAX( dt_do2d_xy, dt_3d ) )
588          ENDIF
589
590!
591!--       3d-data output (volume data)
592          IF ( time_do3d >= dt_do3d )  THEN
593             CALL doq_calculate
594             CALL data_output_3d( 0 )
595             time_do3d = MOD( time_do3d, MAX( dt_do3d, dt_3d ) )
596          ENDIF
597!
598!--       Output of surface data
599          IF ( surface_output )  THEN
600             IF ( time_dosurf >= dt_dosurf )  THEN
601                CALL surface_data_output( 0 )
602                time_dosurf = MOD( time_dosurf, MAX( dt_dosurf, dt_3d ) )
603             ENDIF
604          ENDIF
605
606       ENDIF
607
608!
609!--    Computation and output of run control parameters. This is also done whenever perturbations
610!--    have been imposed
611!        IF ( time_run_control >= dt_run_control  .OR.                                              &
612!             timestep_scheme(1:5) /= 'runge'  .OR.  disturbance_created )  THEN
613!           CALL run_control
614!           IF ( time_run_control >= dt_run_control )  THEN
615!              time_run_control = MOD( time_run_control, MAX( dt_run_control, dt_3d ) )
616!           ENDIF
617!        ENDIF
618
619       CALL cpu_log( log_point_s(15), 'timesteps spinup', 'stop' )
620
621
622!
623!--    Run control output
624       IF ( myid == 0 )  THEN
625!
626!--       If necessary, write header
627          IF ( .NOT. run_control_header_spinup )  THEN
628             CALL check_open( 15 )
629             WRITE ( 15, 100 )
630             run_control_header_spinup = .TRUE.
631          ENDIF
632!
633!--       Write some general information about the spinup in run control file
634          WRITE ( 15, 101 )  current_timestep_number_spinup, sign_chr,                             &
635                             time_since_reference_point_chr, dt_3d, pt_spinup
636!
637!--       Write buffer contents to disc immediately
638          FLUSH( 15 )
639       ENDIF
640
641       IF ( debug_output_timestep )  THEN
642           WRITE( debug_string, * ) 'time_integration_spinup', simulated_time
643           CALL debug_message( debug_string, 'end' )
644       ENDIF
645
646
647    ENDDO   ! Time loop
648
649!
650!-- Write back saved arrays to the 3D arrays
651    pt   = pt_save
652    pt_p = pt_save
653    u    = u_save
654    v    = v_save
655
656!
657!-- Reset time step
658    dt_3d = dt_save
659!-- Force radiation step in time zero
660!-- It is performed at the end of init_radiation in case of run without spinup
661    time_radiation = dt_radiation
662
663    DEALLOCATE(pt_save)
664    DEALLOCATE(u_save)
665    DEALLOCATE(v_save)
666
667#if defined( __parallel )
668    IF ( nested_run )  CALL MPI_BARRIER( MPI_COMM_WORLD, ierr )
669#endif
670
671    CALL location_message( 'wall/soil spinup time-stepping', 'finished' )
672
673
674!
675!-- Formats
676100 FORMAT (///'Spinup control output:---------------------------------'//                         &
677            'ITER.   HH:MM:SS    DT   PT(z_MO)---------------------------------')
678101 FORMAT (I5,2X,A1,A9,1X,F6.2,3X,F6.2,2X,F6.2)
679
680 CONTAINS
681
682!
683!-- Returns the cosine of the solar zenith angle at a given time. This routine is similar to that
684!-- for calculation zenith (see radiation_model_mod.f90)
685    !> @todo Load function calc_zenith of radiation model instead of rewrite the function here.
686    FUNCTION solar_angle( day_of_year, second_of_day )
687
688       USE basic_constants_and_equations_mod,                                                      &
689           ONLY:  pi
690
691       USE kinds
692
693       USE radiation_model_mod,                                                                    &
694           ONLY:  decl_1,                                                                          &
695                  decl_2,                                                                          &
696                  decl_3,                                                                          &
697                  lat,                                                                             &
698                  lon
699
700       IMPLICIT NONE
701
702
703       INTEGER(iwp), INTENT(IN) ::  day_of_year  !< day of the year
704
705       REAL(wp)             ::  declination    !< solar declination angle
706       REAL(wp)             ::  hour_angle     !< solar hour angle
707       REAL(wp), INTENT(IN) ::  second_of_day  !< current time of the day in UTC
708       REAL(wp)             ::  solar_angle    !< cosine of the solar zenith angle
709!
710!--    Calculate solar declination and hour angle
711       declination = ASIN( decl_1 * SIN( decl_2 * REAL( day_of_year, KIND = wp) - decl_3 ) )
712       hour_angle  = 2.0_wp * pi * ( second_of_day / 86400.0_wp ) + lon - pi
713
714!
715!--    Calculate cosine of solar zenith angle
716       solar_angle = SIN( lat ) * SIN( declination ) + COS( lat ) * COS( declination ) *           &
717                     COS( hour_angle )
718
719    END FUNCTION solar_angle
720
721
722 END SUBROUTINE time_integration_spinup
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.