source: palm/trunk/UTIL/inifor/src/io.f90 @ 3346

Last change on this file since 3346 was 3262, checked in by eckhard, 6 years ago

Removed unnecessary file check

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 34.1 KB
RevLine 
[2696]1!> @file src/io.f90
2!------------------------------------------------------------------------------!
[2718]3! This file is part of the PALM model system.
[2696]4!
[2718]5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the
6! terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
7! Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later
[2696]8! version.
9!
[2718]10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
[2696]13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
[2718]17! Copyright 2017-2018 Leibniz Universitaet Hannover
18! Copyright 2017-2018 Deutscher Wetterdienst Offenbach
[2696]19!------------------------------------------------------------------------------!
20!
21! Current revisions:
22! -----------------
[3183]23!
24!
25! Former revisions:
26! -----------------
27! $Id: io.f90 3262 2018-09-19 15:47:15Z raasch $
[3262]28! Removed unnecessary check for output file
29!
30! 3183 2018-07-27 14:25:55Z suehring
[3182]31! Introduced new PALM grid stretching
32! Updated variable names and metadata for PIDS v1.9 compatibility
33! Improved handling of the start date string
34! Better compatibility with older Intel compilers:
35! - avoiding implicit array allocation with new get_netcdf_variable()
36!   subroutine instead of function
37! Improved command line interface:
38! - Added configuration validation
39! - New options to configure input file prefixes
40! - GNU-style short and long option names
41! - Added version and copyright output
[2696]42!
[3182]43!
[3183]44! 3182 2018-07-27 13:36:03Z suehring
[2696]45! Initial revision
46!
47!
48!
49! Authors:
50! --------
51! @author Eckhard Kadasch
52!
53! Description:
54! ------------
55!> The io module contains the functions needed to read and write netCDF data in
56!> INIFOR.
57!------------------------------------------------------------------------------!
58 MODULE io
59
60    USE control
61    USE defs,                                                                  &
[3182]62        ONLY:  DATE, SNAME, PATH, PI, dp, hp, TO_RADIANS, TO_DEGREES, VERSION
[2696]63    USE netcdf
64    USE types
65    USE util,                                                                  &
[3182]66        ONLY:  reverse, str, real_to_str
[2696]67
68    IMPLICIT NONE
69
[3182]70    INTERFACE get_netcdf_variable
71        MODULE PROCEDURE get_netcdf_variable_int
72        MODULE PROCEDURE get_netcdf_variable_real
73    END INTERFACE get_netcdf_variable
74
75    PRIVATE ::  get_netcdf_variable_int, get_netcdf_variable_real
76
[2696]77 CONTAINS
78
[3182]79    SUBROUTINE get_netcdf_variable_int(in_file, in_var, buffer)
80
81       CHARACTER(LEN=PATH), INTENT(IN)         ::  in_file
82       TYPE(nc_var), INTENT(INOUT)             ::  in_var
83       INTEGER(hp), ALLOCATABLE, INTENT(INOUT) ::  buffer(:,:,:)
84
85       INCLUDE 'get_netcdf_variable.inc'
86
87    END SUBROUTINE get_netcdf_variable_int
88
89
90    SUBROUTINE get_netcdf_variable_real(in_file, in_var, buffer)
91
92       CHARACTER(LEN=PATH), INTENT(IN)      ::  in_file
93       TYPE(nc_var), INTENT(INOUT)          ::  in_var
94       REAL(dp), ALLOCATABLE, INTENT(INOUT) ::  buffer(:,:,:)
95
96       INCLUDE 'get_netcdf_variable.inc'
97
98    END SUBROUTINE get_netcdf_variable_real
99
100
[2696]101    SUBROUTINE netcdf_define_variable(var, ncid)
102
103        TYPE(nc_var), INTENT(INOUT) ::  var
104        INTEGER, INTENT(IN)         ::  ncid
105
106        CALL check(nf90_def_var(ncid, var % name, NF90_FLOAT,       var % dimids(1:var % ndim), var % varid))
107        CALL check(nf90_put_att(ncid, var % varid, "long_name",     var % long_name))
108        CALL check(nf90_put_att(ncid, var % varid, "units",         var % units))
[3182]109        IF ( var % lod .GE. 0 )  THEN
110           CALL check(nf90_put_att(ncid, var % varid, "lod",           var % lod))
111        END IF
[2696]112        CALL check(nf90_put_att(ncid, var % varid, "source",        var % source))
113        CALL check(nf90_put_att(ncid, var % varid, "_FillValue",    NF90_FILL_REAL))
114
115    END SUBROUTINE netcdf_define_variable
116   
117
118    SUBROUTINE netcdf_get_dimensions(var, ncid)
119
120        TYPE(nc_var), INTENT(INOUT) ::  var
121        INTEGER, INTENT(IN)         ::  ncid
122        INTEGER                     ::  i
123        CHARACTER(SNAME)            ::  null
124
125        ! Remember dimension lenghts for NetCDF writing routine
126        DO i = 1, var % ndim
127           CALL check(nf90_inquire_dimension(ncid, var % dimids(i), &
128                                             name = null, &
129                                             len  = var % dimlen(i)  ) )
130        END DO
131
132    END SUBROUTINE netcdf_get_dimensions
133
134
135!------------------------------------------------------------------------------!
136! Description:
137! ------------
138!> This routine initializes Inifor. This includes parsing command-line
139!> arguments, setting the names of the input and output file names as well as
140!> the name of the input namelist and, subsequently, reading in and setting grid
141!> parameters for the PALM-4U computational grid.
142!------------------------------------------------------------------------------!
[3182]143    SUBROUTINE parse_command_line_arguments( cfg )
[2696]144
[3182]145       TYPE(inifor_config), INTENT(INOUT) ::  cfg
[2696]146
[3182]147       CHARACTER(LEN=PATH)                ::  option, arg
148       INTEGER                            ::  arg_count, i
[2696]149
150       arg_count = COMMAND_ARGUMENT_COUNT()
151       IF (arg_count .GT. 0)  THEN
152
153          ! Every option should have an argument.
[3182]154          !IF ( MOD(arg_count, 2) .NE. 0 )  THEN
155          !   message = "Syntax error in command line."
156          !   CALL abort('parse_command_line_arguments', message)
157          !END IF
[2696]158         
159          message = "The -clon and -clat command line options are depricated. " // &
160             "Please remove them form your inifor command and specify the " // &
161             "location of the PALM-4U origin either" // NEW_LINE(' ') // &
[3182]162             "   - by setting the namelist parameters 'longitude' and 'latitude', or" // NEW_LINE(' ') // &
[2696]163             "   - by providing a static driver netCDF file via the -static command-line option."
164
[3182]165          i = 1
166          DO WHILE (i .LE. arg_count)
[2696]167
168             CALL GET_COMMAND_ARGUMENT( i, option )
169
170             SELECT CASE( TRIM(option) )
171
[3182]172             CASE( '-date', '-d', '--date' )
173                CALL get_option_argument( i, arg )
174                cfg % start_date = TRIM(arg)
[2696]175
176             ! Elevation of the PALM-4U domain above sea level
[3182]177             CASE( '-z0', '-z', '--elevation' )
178                CALL get_option_argument( i, arg )
179                READ(arg, *) cfg % z0
[2696]180
181             ! surface pressure, at z0
[3182]182             CASE( '-p0', '-r', '--surface-pressure' )
183                CALL get_option_argument( i, arg )
184                READ(arg, *) cfg % p0
[2696]185
[3182]186             ! geostrophic wind in x direction
187             CASE( '-ug', '-u', '--geostrophic-u' )
188                CALL get_option_argument( i, arg )
189                READ(arg, *) cfg % ug
[2696]190
[3182]191             ! geostrophic wind in y direction
192             CASE( '-vg', '-v', '--geostrophic-v' )
193                CALL get_option_argument( i, arg )
194                READ(arg, *) cfg % vg
[2696]195
[3182]196             ! domain centre geographical longitude and latitude
197             CASE( '-clon', '-clat' )
[2696]198                CALL abort('parse_command_line_arguments', message)         
199                !READ(arg, *) lambda_cg
200                !lambda_cg = lambda_cg * TO_RADIANS
201                !READ(arg, *) phi_cg
202                !phi_cg = phi_cg * TO_RADIANS
203
[3182]204             CASE( '-path', '-p', '--path' )
205                CALL get_option_argument( i, arg )
206                 cfg % input_path = TRIM(arg)
[2696]207
[3182]208             CASE( '-hhl', '-l', '--hhl-file' )
209                CALL get_option_argument( i, arg )
210                 cfg % hhl_file = TRIM(arg)
[2696]211
[3182]212             CASE( '-static', '-t', '--static-driver' )
213                CALL get_option_argument( i, arg )
214                 cfg % static_driver_file = TRIM(arg)
[2696]215
[3182]216             CASE( '-soil', '-s', '--soil-file')
217                CALL get_option_argument( i, arg )
218                 cfg % soiltyp_file = TRIM(arg)
[2696]219
[3182]220             CASE( '--flow-prefix')
221                CALL get_option_argument( i, arg )
222                 cfg % flow_prefix = TRIM(arg)
[2696]223
[3182]224             CASE( '--radiation-prefix')
225                CALL get_option_argument( i, arg )
226                 cfg % radiation_prefix = TRIM(arg)
[2696]227
[3182]228             CASE( '--soil-prefix')
229                CALL get_option_argument( i, arg )
230                 cfg % soil_prefix = TRIM(arg)
[2696]231
[3182]232             CASE( '--soilmoisture-prefix')
233                CALL get_option_argument( i, arg )
234                 cfg % soilmoisture_prefix = TRIM(arg)
[2696]235
[3182]236             CASE( '-o', '--output' )
237                CALL get_option_argument( i, arg )
238                cfg % output_file = TRIM(arg)
[2696]239
[3182]240             CASE( '-n', '--namelist' )
241                CALL get_option_argument( i, arg )
242                cfg % namelist_file = TRIM(arg)
[2696]243
[3182]244             ! initial condition mode: 'profile' / 'volume'
245             CASE( '-mode', '-i', '--init-mode' )
246                CALL get_option_argument( i, arg )
247                cfg % ic_mode = TRIM(arg)
248
249             ! boundary conditions / forcing mode: 'ideal' / 'real'
250             CASE( '-f', '--forcing-mode' )
251                CALL get_option_argument( i, arg )
252                cfg % bc_mode = TRIM(arg)
253
254             CASE( '--version' )
255                CALL print_version()
256                STOP
257
258             CASE( '--help' )
259                CALL print_version()
260                PRINT *, ""
261                PRINT *, "For a list of command-line options have a look at the README file."
262                STOP
263
[2696]264             CASE DEFAULT
[3182]265                message = "unknown option '" // TRIM(option) // "'."
[2696]266                CALL abort('parse_command_line_arguments', message)
267
268             END SELECT
269
[3182]270             i = i + 1
271
[2696]272          END DO
273
274       ELSE
275           
276          message = "No arguments present, using default input and output files"
277          CALL report('parse_command_line_arguments', message)
278
279       END IF
280
281   END SUBROUTINE parse_command_line_arguments
282
[3182]283   
284   SUBROUTINE get_option_argument(i, arg)
285      CHARACTER(LEN=PATH), INTENT(INOUT) ::  arg
286      INTEGER, INTENT(INOUT)             ::  i
[2696]287
[3182]288      i = i + 1
289      CALL GET_COMMAND_ARGUMENT(i, arg)
290
291   END SUBROUTINE
292
293
294   SUBROUTINE validate_config(cfg)
295      TYPE(inifor_config), INTENT(IN) ::  cfg
296      LOGICAL                         ::  all_files_present
297
298      all_files_present = .TRUE.
299      all_files_present = all_files_present .AND. file_present(cfg % hhl_file)
300      all_files_present = all_files_present .AND. file_present(cfg % namelist_file)
301      all_files_present = all_files_present .AND. file_present(cfg % soiltyp_file)
302
303      ! Only check optional static driver file name, if it has been given.
304      IF (TRIM(cfg % static_driver_file) .NE. '')  THEN
305         all_files_present = all_files_present .AND. file_present(cfg % static_driver_file)
306      END IF
307
308      IF (.NOT. all_files_present)  THEN
309         message = "INIFOR configuration invalid; some input files are missing."
310         CALL abort( 'validate_config', message ) 
311      END IF
312     
313     
314      SELECT CASE( TRIM(cfg % ic_mode) )
315      CASE( 'profile', 'volume')
316      CASE DEFAULT
317         message = "Initialization mode '" // TRIM(cfg % ic_mode) //&
318                   "' is not supported. " //&
319                   "Please select either 'profile' or 'volume', " //&
320                   "or omit the -i/--init-mode/-mode option entirely, which corresponds "//&
321                   "to the latter."
322         CALL abort( 'validate_config', message ) 
323      END SELECT
324
325
326      SELECT CASE( TRIM(cfg % bc_mode) )
327      CASE( 'real', 'ideal')
328      CASE DEFAULT
329         message = "Forcing mode '" // TRIM(cfg % bc_mode) //& 
330                   "' is not supported. " //&
331                   "Please select either 'real' or 'ideal', " //&
332                   "or omit the -f/--forcing-mode option entirely, which corresponds "//&
333                   "to the latter."
334         CALL abort( 'validate_config', message ) 
335      END SELECT
336
337
338   END SUBROUTINE validate_config
339
340
341   LOGICAL FUNCTION file_present(filename)
342      CHARACTER(LEN=PATH), INTENT(IN) ::  filename
343
344      INQUIRE(FILE=filename, EXIST=file_present)
345
346      IF (.NOT. file_present)  THEN
347         message = "The given file '" // "' does not exist."
348         CALL report('file_present', message)
349      END IF
350
351   END FUNCTION file_present
352
353
[2696]354!------------------------------------------------------------------------------!
355! Description:
356! ------------
357!> This routine initializes the Inifor output file, i.e. the PALM-4U
358!> initializing and forcing data as a NetCDF file.
359!>
360!> Besides writing metadata, such as global attributes, coordinates, variables,
361!> in the NetCDF file, various NetCDF IDs are saved for later, when Inifor
362!> writes the actual data.
363!------------------------------------------------------------------------------!
[3182]364   SUBROUTINE setup_netcdf_dimensions(output_file, palm_grid,                  &
365                                      start_date_string, origin_lon, origin_lat)
[2696]366
367       TYPE(nc_file), INTENT(INOUT)      ::  output_file
368       TYPE(grid_definition), INTENT(IN) ::  palm_grid
[3182]369       CHARACTER (LEN=DATE), INTENT(IN)  ::  start_date_string
370       REAL(dp), INTENT(IN)              ::  origin_lon, origin_lat
[2696]371
[3182]372       CHARACTER (LEN=8)     ::  date_string
373       CHARACTER (LEN=10)    ::  time_string
374       CHARACTER (LEN=5)     ::  zone_string
375       CHARACTER (LEN=SNAME) ::  history_string
[2696]376       INTEGER               ::  ncid, nx, ny, nz, nt, dimids(3), dimvarids(3)
377       REAL(dp)              ::  z0
378
[3182]379       message = "Initializing PALM-4U dynamic driver file '" //               &
380                 TRIM(output_file % name) // "' and setting up dimensions."
381       CALL report('setup_netcdf_dimensions', message)
382
[2696]383       ! Create the NetCDF file. NF90_CLOBBER selects overwrite mode.
[3182]384#if defined( __netcdf4 )
[2696]385       CALL check(nf90_create(TRIM(output_file % name), OR(NF90_CLOBBER, NF90_HDF5), ncid))
[3182]386#else
387       CALL check(nf90_create(TRIM(output_file % name), NF90_CLOBBER, ncid))
388#endif
[2696]389
390!
391!------------------------------------------------------------------------------
392!- Section 1: Write global NetCDF attributes
393!------------------------------------------------------------------------------
[3182]394       CALL date_and_time(DATE=date_string, TIME=time_string, ZONE=zone_string)
395       history_string =                                                        &
396           'Created on '// date_string      //                                 &
397           ' at '       // time_string(1:2) // ':' // time_string(3:4) //      &
398           ' (UTC'      // zone_string // ')'
399
[2696]400       CALL check(nf90_put_att(ncid, NF90_GLOBAL, 'title',          'PALM input file for scenario ...'))
401       CALL check(nf90_put_att(ncid, NF90_GLOBAL, 'institution',    'Deutscher Wetterdienst, Offenbach'))
402       CALL check(nf90_put_att(ncid, NF90_GLOBAL, 'author',         'Eckhard Kadasch, eckhard.kadasch@dwd.de'))
[3182]403       CALL check(nf90_put_att(ncid, NF90_GLOBAL, 'history',        TRIM(history_string)))
[2696]404       CALL check(nf90_put_att(ncid, NF90_GLOBAL, 'references',     '--'))
405       CALL check(nf90_put_att(ncid, NF90_GLOBAL, 'comment',        '--'))
[3182]406       CALL check(nf90_put_att(ncid, NF90_GLOBAL, 'origin_lat',     TRIM(real_to_str(origin_lat*TO_DEGREES, '(F18.13)'))))
407       CALL check(nf90_put_att(ncid, NF90_GLOBAL, 'origin_lon',     TRIM(real_to_str(origin_lon*TO_DEGREES, '(F18.13)'))))
[2696]408       CALL check(nf90_put_att(ncid, NF90_GLOBAL, 'inifor_version', TRIM(VERSION)))
409       CALL check(nf90_put_att(ncid, NF90_GLOBAL, 'palm_version',   '--'))
410
411!
412!------------------------------------------------------------------------------
413!- Section 2: Define NetCDF dimensions and coordinates
414!------------------------------------------------------------------------------
415       nt = SIZE(output_file % time)
416       nx = palm_grid % nx
417       ny = palm_grid % ny
418       nz = palm_grid % nz
419       z0 = palm_grid % z0
420
421!
422!------------------------------------------------------------------------------
423!- Section 2a: Define dimensions for cell centers (scalars in soil and atmosph.)
424!------------------------------------------------------------------------------
425       dimids = (/0, 0, 0/) ! reset dimids
426          CALL check( nf90_def_dim(ncid, "x", nx+1, dimids(1)) )
427          CALL check( nf90_def_dim(ncid, "y", ny+1, dimids(2)) )
[3182]428          CALL check( nf90_def_dim(ncid, "z", nz, dimids(3)) )
[2696]429          output_file % dimids_scl = dimids ! save dimids for later
430
431       dimvarids = (/0, 0, 0/) ! reset dimvarids
432          CALL check(nf90_def_var(ncid, "x", NF90_FLOAT, dimids(1), dimvarids(1)))
433          CALL check(nf90_put_att(ncid, dimvarids(1), "standard_name", "x coordinate of cell centers"))
434          CALL check(nf90_put_att(ncid, dimvarids(1), "units", "m"))
435
436          CALL check(nf90_def_var(ncid, "y", NF90_FLOAT, dimids(2), dimvarids(2)))
437          CALL check(nf90_put_att(ncid, dimvarids(2), "standard_name", "y coordinate of cell centers"))
438          CALL check(nf90_put_att(ncid, dimvarids(2), "units", "m"))
439
440          CALL check(nf90_def_var(ncid, "z", NF90_FLOAT, dimids(3), dimvarids(3)))
441          CALL check(nf90_put_att(ncid, dimvarids(3), "standard_name", "z coordinate of cell centers"))
442          CALL check(nf90_put_att(ncid, dimvarids(3), "units", "m"))
443       output_file % dimvarids_scl = dimvarids ! save dimvarids for later
444
445       ! overwrite third dimid with the one of depth
[3182]446       CALL check(nf90_def_dim(ncid, "zsoil", SIZE(palm_grid % depths), dimids(3)) )
[2696]447       output_file % dimids_soil = dimids ! save dimids for later
448
449       ! overwrite third dimvarid with the one of depth
[3182]450       CALL check(nf90_def_var(ncid, "zsoil", NF90_FLOAT, output_file % dimids_soil(3), dimvarids(3)))
[2696]451       CALL check(nf90_put_att(ncid, dimvarids(3), "standard_name", "depth_below_land"))
452       CALL check(nf90_put_att(ncid, dimvarids(3), "positive", "down"))
453       CALL check(nf90_put_att(ncid, dimvarids(3), "units", "m"))
454       output_file % dimvarids_soil = dimvarids ! save dimvarids for later
455!
456!------------------------------------------------------------------------------
457!- Section 2b: Define dimensions for cell faces/velocities
458!------------------------------------------------------------------------------
459       dimids = (/0, 0, 0/) ! reset dimids
460          CALL check(nf90_def_dim(ncid, "xu", nx, dimids(1)) )
461          CALL check(nf90_def_dim(ncid, "yv", ny, dimids(2)) )
[3182]462          CALL check(nf90_def_dim(ncid, "zw", nz-1, dimids(3)) )
[2696]463       output_file % dimids_vel = dimids ! save dimids for later
464
465       dimvarids = (/0, 0, 0/) ! reset dimvarids
466          CALL check(nf90_def_var(ncid, "xu", NF90_FLOAT, dimids(1), dimvarids(1)))
467          CALL check(nf90_put_att(ncid, dimvarids(1), "standard_name", "x coordinate of cell faces"))
468          CALL check(nf90_put_att(ncid, dimvarids(1), "units", "m"))
469
470          CALL check(nf90_def_var(ncid, "yv", NF90_FLOAT, dimids(2), dimvarids(2)))
471          CALL check(nf90_put_att(ncid, dimvarids(2), "standard_name", "y coordinate of cell faces"))
472          CALL check(nf90_put_att(ncid, dimvarids(2), "units", "m"))
473
474          CALL check(nf90_def_var(ncid, "zw", NF90_FLOAT, dimids(3), dimvarids(3)))
475          CALL check(nf90_put_att(ncid, dimvarids(3), "standard_name", "z coordinate of cell faces"))
476          CALL check(nf90_put_att(ncid, dimvarids(3), "units", "m"))
477       output_file % dimvarids_vel = dimvarids ! save dimvarids for later
478
479!
480!------------------------------------------------------------------------------
481!- Section 2c: Define time dimension
482!------------------------------------------------------------------------------
483       CALL check(nf90_def_dim(ncid, "time", nt, output_file % dimid_time) )
484       CALL check(nf90_def_var(ncid, "time", NF90_FLOAT, &
485                                             output_file % dimid_time, &
486                                             output_file % dimvarid_time))
487       CALL check(nf90_put_att(ncid, output_file % dimvarid_time, "standard_name", "time"))
488       CALL check(nf90_put_att(ncid, output_file % dimvarid_time, "long_name", "time"))
[3182]489       CALL check(nf90_put_att(ncid, output_file % dimvarid_time, "units",     &
490                               "seconds since " // start_date_string // " UTC"))
[2696]491
492       CALL check(nf90_enddef(ncid))
493
494!
495!------------------------------------------------------------------------------
496!- Section 3: Write grid coordinates
497!------------------------------------------------------------------------------
498       CALL check(nf90_put_var(ncid, output_file % dimvarids_scl(1), palm_grid%x))
499       CALL check(nf90_put_var(ncid, output_file % dimvarids_scl(2), palm_grid%y))
500       CALL check(nf90_put_var(ncid, output_file % dimvarids_scl(3), palm_grid%z))
501
502       CALL check(nf90_put_var(ncid, output_file % dimvarids_vel(1), palm_grid%xu))
503       CALL check(nf90_put_var(ncid, output_file % dimvarids_vel(2), palm_grid%yv))
504       CALL check(nf90_put_var(ncid, output_file % dimvarids_vel(3), palm_grid%zw))
505
506       ! TODO Read in soil depths from input file before this.
507       CALL check(nf90_put_var(ncid, output_file % dimvarids_soil(3), palm_grid%depths))
508
509       ! Write time vector
510       CALL check(nf90_put_var(ncid, output_file % dimvarid_time, output_file % time))
511
512       ! Close the file
513       CALL check(nf90_close(ncid))
514
515    END SUBROUTINE setup_netcdf_dimensions
516
517
518    SUBROUTINE setup_netcdf_variables(filename, output_variable_table)
519
520       CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)        ::  filename
521       TYPE(nc_var), INTENT(INOUT), TARGET  ::  output_variable_table(:)
522       TYPE(nc_var), POINTER                ::  var
523       INTEGER                              ::  i, ncid
524
[3182]525       message = "Defining variables in dynamic driver '" // TRIM(filename) // "'."
[2696]526       CALL report('setup_netcdf_variables', message)
527
528       CALL check(nf90_open(TRIM(filename), NF90_WRITE, ncid))
529       CALL check(nf90_redef(ncid))
530
531       DO i = 1, SIZE(output_variable_table)
532
533          var => output_variable_table(i)
534
535          IF ( var % to_be_processed )  THEN
[3182]536             message = "  variable #" // TRIM(str(i)) // " '" // TRIM(var%name) // "'."
[2696]537             CALL report('setup_netcdf_variables', message)
538
539             CALL netcdf_define_variable(var, ncid)
540             CALL netcdf_get_dimensions(var, ncid)
541          END IF
542           
543       END DO
544
545       CALL check(nf90_enddef(ncid))
546       CALL check(nf90_close(ncid))
547
[3182]548       message = "Dynamic driver '" // TRIM(filename) // "' initialized successfully."
[2696]549       CALL report('setup_netcdf_variables', message)
550
551    END SUBROUTINE setup_netcdf_variables
552
553
554!------------------------------------------------------------------------------!
555! Description:
556! ------------
557!> This routine reads and returns all input variables of the given IO group
558!> It accomodates the data by allocating a container variable that represents a
559!> list of arrays of the same length as the groups variable list. (This list
560!> will typically contain one or two items.) After the container, its members
561!> are allocated one by one with the appropriate, possibly different,
562!> dimensions.
563!>
564!> The 'group' is an INTENT(INOUT) variable so that 'get_netcdf_variable()' can
565!> record netCDF IDs in the 'in_var_list()' member variable.
566!------------------------------------------------------------------------------!
567    SUBROUTINE read_input_variables(group, iter, buffer)
568       TYPE(io_group), INTENT(INOUT), TARGET       ::  group
569       INTEGER, INTENT(IN)                         ::  iter
570       TYPE(container), ALLOCATABLE, INTENT(INOUT) ::  buffer(:)
571       INTEGER                                     ::  hour, buf_id
572       TYPE(nc_var), POINTER                       ::  input_var
573       CHARACTER(LEN=PATH), POINTER                ::  input_file
574       INTEGER                                     ::  ivar, nbuffers
575
576       message = "Reading data for I/O group '" // TRIM(group % in_var_list(1) % name) // "'."
577       CALL report('read_input_variables', message)
578
579       input_file => group % in_files(iter)
580
581!
582!------------------------------------------------------------------------------
583!- Section 1: Load input buffers for accumulated variables
584!------------------------------------------------------------------------------
585       IF (group % kind == 'running average' .OR.                              &
586           group % kind == 'accumulated')  THEN ! radiation budgets, precipitation
587
588          IF (SIZE(group % in_var_list) .GT. 1 ) THEN
589             message = "I/O groups may not contain more than one " // & 
590                       "accumulated variable. Group '" // TRIM(group % kind) //&
591                       "' contains " //                                        &
592                       TRIM( str(SIZE(group % in_var_list)) ) // "."
593             CALL abort('read_input_variables | accumulation', message)
594          END IF
595
596          ! use two buffer arrays
597          nbuffers = 2
598          IF ( .NOT. ALLOCATED( buffer ) )  ALLOCATE( buffer(nbuffers) )
599
600          ! chose correct buffer array
601          hour = iter - 1! hour of the day
602          buf_id = select_buffer(hour)
603
604 CALL run_control('time', 'read')
605          IF ( ALLOCATED(buffer(buf_id) % array) )  DEALLOCATE(buffer(buf_id) % array)
606 CALL run_control('time', 'alloc')
607
608          input_var => group % in_var_list(1)
[3182]609          CALL get_netcdf_variable(input_file, input_var, buffer(buf_id) % array)
[2696]610          CALL report('read_input_variables', "Read accumulated " // TRIM(group % in_var_list(1) % name)) 
611
612          IF ( input_var % is_upside_down )  CALL reverse(buffer(buf_id) % array)
613 CALL run_control('time', 'comp')
614         
615!------------------------------------------------------------------------------
616!- Section 2: Load input buffers for normal I/O groups
617!------------------------------------------------------------------------------
618       ELSE
619
620          nbuffers = SIZE( group % in_var_list )
621          ALLOCATE( buffer(nbuffers) )
622 CALL run_control('time', 'alloc')
623         
624          DO ivar = 1, nbuffers
625
626             input_var => group % in_var_list(ivar)
627
628             ! Check wheather P or PP is present in input file
629             IF (input_var % name == 'P')  THEN
630                input_var % name = TRIM( get_pressure_var(input_file) )
631 CALL run_control('time', 'read')
632             END IF
633
[3182]634             CALL get_netcdf_variable(input_file, input_var, buffer(ivar) % array)
[2696]635
636             IF ( input_var % is_upside_down )  CALL reverse(buffer(ivar) % array)
637 CALL run_control('time', 'comp')
638
639          END DO
640       END IF
641
642    END SUBROUTINE read_input_variables
643
644
645    INTEGER FUNCTION select_buffer(hour)
646       INTEGER, INTENT(IN) ::  hour
647       INTEGER             ::  step
648
649       select_buffer = 0
650       step = MODULO(hour, 3) + 1
651
652       SELECT CASE(step)
653       CASE(1, 3)
654           select_buffer = 1
655       CASE(2)
656           select_buffer = 2
657       CASE DEFAULT
658           message = "Invalid step '" // TRIM(str(step))
659           CALL abort('select_buffer', message)
660       END SELECT
661    END FUNCTION select_buffer
662
663
664!------------------------------------------------------------------------------!
665! Description:
666! ------------
667!> Checks if the input_file contains the absolute pressure, 'P', or the pressure
668!> perturbation, 'PP', and returns the appropriate string.
669!------------------------------------------------------------------------------!
670    CHARACTER(LEN=2) FUNCTION get_pressure_var(input_file) RESULT(var)
671       CHARACTER(LEN=*) ::  input_file
672       INTEGER          ::  ncid, varid
673
674       CALL check(nf90_open( TRIM(input_file), NF90_NOWRITE, ncid ))
675       IF ( nf90_inq_varid( ncid, 'P', varid ) .EQ. NF90_NOERR )  THEN
676
677          var = 'P'
678
679       ELSE IF ( nf90_inq_varid( ncid, 'PP', varid ) .EQ. NF90_NOERR )  THEN
680
681          var = 'PP'
682          CALL report('get_pressure_var', 'Using PP instead of P')
683
684       ELSE
685
686          message = "Failed to read '" // TRIM(var) // &
687                    "' from file '" // TRIM(input_file) // "'."
688          CALL abort('get_pressure_var', message)
689
690       END IF
691
692       CALL check(nf90_close(ncid))
693
694    END FUNCTION get_pressure_var
695
696
697    FUNCTION get_netcdf_attribute(filename, attribute) RESULT(attribute_value)
698
699       CHARACTER(LEN=*), INTENT(IN) ::  filename, attribute
700       REAL(dp)                     ::  attribute_value
701
702       INTEGER                      :: ncid
703
704       IF ( nf90_open( TRIM(filename), NF90_NOWRITE, ncid ) == NF90_NOERR )  THEN
705
706          CALL check(nf90_get_att(ncid, NF90_GLOBAL, TRIM(attribute), attribute_value))
[3182]707          CALL check(nf90_close(ncid))
[2696]708
709       ELSE
710
711          message = "Failed to read '" // TRIM(attribute) // &
712                    "' from file '" // TRIM(filename) // "'."
713          CALL abort('get_netcdf_attribute', message)
714
715       END IF
716
717    END FUNCTION get_netcdf_attribute
718
719
720    SUBROUTINE update_output(var, array, iter, output_file)
721       TYPE(nc_var), INTENT(IN)  ::  var
722       REAL(dp), INTENT(IN)      ::  array(:,:,:)
723       INTEGER, INTENT(IN)       ::  iter
724       TYPE(nc_file), INTENT(IN) ::  output_file
725
726       INTEGER ::  ncid, ndim, start(4), count(4)
727       LOGICAL ::  var_is_time_dependent
728
729       var_is_time_dependent = (                                               &
730          var % dimids( var % ndim ) == output_file % dimid_time               &
731       )
732
733       ! Skip time dimension for output
[3182]734       ndim = var % ndim
735       IF ( var_is_time_dependent )  ndim = var % ndim - 1
[2696]736
737       start(:)      = (/1,1,1,1/)
738       start(ndim+1) = iter
739       count(1:ndim) = var%dimlen(1:ndim)
740
741       CALL check(nf90_open(output_file % name, NF90_WRITE, ncid))
742
743       ! Reduce dimension of output array according to variable kind
744       SELECT CASE (TRIM(var % kind))
745       
746       CASE ( 'init scalar profile', 'init u profile', 'init v profile',       &
747              'init w profile' )
748
749          CALL check(nf90_put_var( ncid, var%varid, array(1,1,:) ) )
750
751       CASE ( 'init soil', 'init scalar', 'init u', 'init v', 'init w' )
752
753          CALL check(nf90_put_var( ncid, var%varid, array(:,:,:) ) )
754
755       CASE( 'left scalar', 'right scalar', 'left w', 'right w' ) 
756
757          CALL check(nf90_put_var( ncid, var%varid, array(1,:,:),              &
758                                   start=start(1:ndim+1),                      &
759                                   count=count(1:ndim) ) )
760         
761
762          IF (.NOT. SIZE(array, 2) .EQ. var % dimlen(1))  THEN
763             PRINT *, "inifor: update_output: Dimension ", 1, " of variable ", &
764                 TRIM(var % name), " (", var % dimlen(1),                      &
765                 ") does not match the dimension of the output array (",       &
766                 SIZE(array, 2), ")."
767             STOP
768          END IF
769         
770
771       CASE( 'north scalar', 'south scalar', 'north w', 'south w' )
772
773          CALL check(nf90_put_var( ncid, var%varid, array(:,1,:),              &
774                                   start=start(1:ndim+1),                      &
775                                   count=count(1:ndim) ) )
776         
777
778       CASE( 'surface forcing', 'top scalar', 'top w' )
779
780          CALL check(nf90_put_var( ncid, var%varid, array(:,:,1),              &
781                                   start=start(1:ndim+1),                      &
782                                   count=count(1:ndim) ) )
783         
784       CASE ( 'left u', 'right u', 'left v', 'right v' )
785
786          CALL check(nf90_put_var( ncid, var%varid, array(1,:,:),              &
787                                   start=start(1:ndim+1),                      &
788                                   count=count(1:ndim) ) )
789
790       CASE ( 'north u', 'south u', 'north v', 'south v' )
791
792          CALL check(nf90_put_var( ncid, var%varid, array(:,1,:),              &
793                                   start=start(1:ndim+1),                      &
794                                   count=count(1:ndim) ) )
795
796       CASE ( 'top u', 'top v' )
797
798          CALL check(nf90_put_var( ncid, var%varid, array(:,:,1),              &
799                                   start=start(1:ndim+1),                      &
800                                   count=count(1:ndim) ) )
801
802       CASE ( 'time series' )
803
804          CALL check(nf90_put_var( ncid, var%varid, array(1,1,1),              &
805                                   start=start(1:ndim+1) ) )
806
[3182]807       CASE ( 'constant scalar profile' )
[2696]808
809          CALL check(nf90_put_var( ncid, var%varid, array(1,1,:),              &
810                                   start=start(1:ndim+1),                      &
811                                   count=count(1:ndim) ) )
812
[3182]813       CASE ( 'large-scale scalar forcing', 'large-scale w forcing' )
814
815           message = "Doing nothing in terms of writing large-scale forings."
816           CALL report('update_output', message)
817
[2696]818       CASE DEFAULT
819
820           message = "Variable kind '" // TRIM(var % kind) //                  &
821                    "' not recognized."
822           CALL abort('update_output', message)
823
824       END SELECT
825
826       CALL check(nf90_close(ncid))
827
828    END SUBROUTINE update_output
829
830
831    SUBROUTINE write_netcdf_variable_2d(var, iter, output_file, buffer)
832       TYPE(nc_var), INTENT(IN)          ::  var
833       INTEGER, INTENT(IN)               ::  iter
834       TYPE(nc_file), INTENT(IN)         ::  output_file
835       REAL(dp), INTENT(IN)              ::  buffer(:,:,:)
836
837       INTEGER ::  ncid, ndim_out, start(4), count(4)
838       LOGICAL ::  last_dimension_is_time
839
840       ndim_out = var % ndim
841
842       last_dimension_is_time = var % dimids( var % ndim ) == output_file % dimid_time
843       IF ( last_dimension_is_time )  THEN
844          ndim_out = ndim_out - 1
845       END IF
846
847       start(:)      = (/1,1,1,iter/)
848       count(1:ndim_out) = var%dimlen(1:ndim_out)
849
850       CALL check(nf90_open(output_file % name, NF90_WRITE, ncid))
851
852       IF (TRIM(var % kind) .EQ. 'left/right scalar')  THEN
853
854          CALL check(nf90_put_var( ncid, var%varid, buffer(1,:,:) ) )
855
856       ELSE IF (TRIM(var % kind) .EQ. 'north/south scalar')  THEN
857
858          CALL check(nf90_put_var( ncid, var%varid, buffer(:,1,:) ) )
859
860       ELSE IF (TRIM(var % kind) .EQ. 'top scalar')  THEN
861
862          CALL check(nf90_put_var( ncid, var%varid, buffer(:,:,1) ) )
863       ELSE
864
865          CALL check(nf90_put_var( ncid, var%varid, buffer ) )
866
867       END IF
868       CALL check(nf90_close(ncid))
869
870    END SUBROUTINE write_netcdf_variable_2d
871
872
873    SUBROUTINE check(status)
874
875       INTEGER, INTENT(IN) ::  status
876
877       IF (status /= nf90_noerr)  THEN
878          message = "NetCDF API call failed with error: " //                     &
879                    TRIM( nf90_strerror(status) )
880          CALL abort('io.check', message) 
881       END IF
882
883    END SUBROUTINE check
884
885 END MODULE io
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.