Ignore:
Timestamp:
May 30, 2017 5:47:52 PM (4 years ago)
Author:
suehring
Message:

Adjustments according new topography and surface-modelling concept implemented

File:
1 edited

Legend:

Unmodified
Added
Removed
  • palm/trunk/SOURCE/init_grid.f90

    r2201 r2232  
    2020! Current revisions:
    2121! -----------------
    22 !
     22! - Adjustments according to new topography representation
     23! - Bugfix: Move determination of nzb_max behind topography modification in
     24!   cell-edge case
     25! - Get rid off global arrays required for topography output
     26! - Enable topography input via netcdf
     27! - Generic tunnel set-up added
    2328!
    2429! Former revisions:
     
    212217! ------------
    213218!> Creating grid depending constants
     219!> To Do: Setting topo flags only based on topo_3d array - flags for former
     220!> nzb_outer arrays are still not set properly.
     221!> To Do: Rearrange topo flag list
    214222!------------------------------------------------------------------------------!
    215223 SUBROUTINE init_grid
     
    230238               dz_stretch_level, dz_stretch_level_index, grid_level, ibc_uv_b, &
    231239               io_blocks, io_group, inflow_l, inflow_n, inflow_r, inflow_s,    &
    232                masking_method, maximum_grid_level, message_string,             &
     240               lod, masking_method, maximum_grid_level, message_string,        &
    233241               momentum_advec, nest_domain, nest_bound_l, nest_bound_n,        &
    234242               nest_bound_r, nest_bound_s, ocean, outflow_l, outflow_n,        &
    235243               outflow_r, outflow_s, psolver, scalar_advec, topography,        &
    236                topography_grid_convention, use_surface_fluxes, use_top_fluxes, &
    237                wall_adjustment_factor
     244               topography_grid_convention, tunnel_height, tunnel_length,       &
     245               tunnel_width_x, tunnel_width_y, tunnel_wall_depth,              &
     246               use_surface_fluxes, use_top_fluxes, wall_adjustment_factor
    238247         
    239248    USE grid_variables,                                                        &
    240         ONLY:  ddx, ddx2, ddy, ddy2, dx, dx2, dy, dy2, fwxm,                   &
    241                fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp, fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
    242                wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, zu_s_inner, zw_w_inner
     249        ONLY:  ddx, ddx2, ddy, ddy2, dx, dx2, dy, dy2, zu_s_inner, zw_w_inner
    243250       
    244251    USE indices,                                                               &
    245         ONLY:  flags, nbgp, nx, nxl, nxlg, nxl_mg, nxr, nxrg, nxr_mg,          &
    246                ny, nyn, nyng, nyn_mg, nys, nys_mg, nysg, nz, nzb,              &
    247                nzb_diff, nzb_diff_s_inner, nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u,       &
    248                nzb_diff_v, nzb_max, nzb_s_inner, nzb_s_outer, nzb_u_inner,     &
     252        ONLY:  advc_flags_1, advc_flags_2, flags, nbgp, nx, nxl, nxlg, nxl_mg, &
     253               nxr, nxrg, nxr_mg, ny, nyn, nyng, nyn_mg, nys, nys_mg, nysg, nz,&
     254               nzb, nzb_diff, nzb_diff_s_inner, nzb_diff_s_outer,              &
     255               nzb_max, nzb_s_inner, nzb_s_outer, nzb_u_inner,                 &
    249256               nzb_u_outer, nzb_v_inner, nzb_v_outer, nzb_w_inner,             &
    250                nzb_w_outer, nzt, nzt_diff, nzt_mg, rflags_invers,              &
    251                rflags_s_inner, wall_flags_0, wall_flags_00, wall_flags_1,      &
     257               nzb_w_outer, nzt, nzt_mg, wall_flags_0, wall_flags_1,           &
    252258               wall_flags_10, wall_flags_2, wall_flags_3,  wall_flags_4,       &
    253259               wall_flags_5, wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8,         &
     
    255261   
    256262    USE kinds
    257    
     263#if defined ( __netcdf )
     264    USE netcdf_interface,                                                      &
     265        ONLY:  netcdf_close_file, netcdf_open_read_file, netcdf_get_attribute, &
     266               netcdf_get_variable
     267#endif
    258268    USE pegrid
     269
     270    USE surface_mod,                                                           &
     271        ONLY:  init_bc
    259272
    260273    IMPLICIT NONE
     
    275288    INTEGER(iwp) ::  cys           !< index for south canyon wall
    276289    INTEGER(iwp) ::  i             !< index variable along x
     290    INTEGER(iwp) ::  id_topo       !< NetCDF id of topograhy input file
    277291    INTEGER(iwp) ::  ii            !< loop variable for reading topography file
    278292    INTEGER(iwp) ::  inc           !< incremental parameter for coarsening grid level
    279293    INTEGER(iwp) ::  j             !< index variable along y
    280294    INTEGER(iwp) ::  k             !< index variable along z
     295    INTEGER(iwp) ::  k_top         !< topography top index on local PE
    281296    INTEGER(iwp) ::  l             !< loop variable
    282297    INTEGER(iwp) ::  nxl_l         !< index of left PE boundary for multigrid level
     
    286301    INTEGER(iwp) ::  nzb_local_max !< vertical grid index of maximum topography height
    287302    INTEGER(iwp) ::  nzb_local_min !< vertical grid index of minimum topography height
    288     INTEGER(iwp) ::  nzb_si        !< dummy index for local nzb_s_inner
    289303    INTEGER(iwp) ::  nzt_l         !< index of top PE boundary for multigrid level
    290304    INTEGER(iwp) ::  num_hole      !< number of holes (in topography) resolved by only one grid point
     
    292306    INTEGER(iwp) ::  num_wall      !< number of surrounding vertical walls for a single grid point
    293307    INTEGER(iwp) ::  skip_n_rows   !< counting variable to skip rows while reading topography file   
    294     INTEGER(iwp) ::  vi            !< dummy for vertical influence
    295 
    296     INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::                               &
    297                      vertical_influence  !< number of vertical grid points above obstacle where adjustment of near-wall mixing length is required
    298                                          
    299     INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  corner_nl      !< index of north-left corner location to limit near-wall mixing length
    300     INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  corner_nr      !< north-right
    301     INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  corner_sl      !< south-left
    302     INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  corner_sr      !< south-right
     308    INTEGER(iwp) ::  hv_in         !< heavyside function to model inner tunnel surface
     309    INTEGER(iwp) ::  hv_out        !< heavyside function to model outer tunnel surface
     310    INTEGER(iwp) ::  txe_out       !< end position of outer tunnel wall in x
     311    INTEGER(iwp) ::  txs_out       !< start position of outer tunnel wall in x
     312    INTEGER(iwp) ::  tye_out       !< end position of outer tunnel wall in y
     313    INTEGER(iwp) ::  tys_out       !< start position of outer tunnel wall in y
     314    INTEGER(iwp) ::  txe_in        !< end position of inner tunnel wall in x
     315    INTEGER(iwp) ::  txs_in        !< start position of inner tunnel wall in x
     316    INTEGER(iwp) ::  tye_in        !< end position of inner tunnel wall in y
     317    INTEGER(iwp) ::  tys_in        !< start position of inner tunnel wall in y
     318    INTEGER(iwp) ::  td            !< tunnel wall depth
     319    INTEGER(iwp) ::  th            !< height of outer tunnel wall
     320                                     
    303321    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  nzb_local      !< index for topography top at cell-center
    304322    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  nzb_tmp        !< dummy to calculate topography indices on u- and v-grid
    305     INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  wall_l         !< distance to adjacent left-facing wall
    306     INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  wall_n         !< north-facing
    307     INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  wall_r         !< right-facing
    308     INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  wall_s         !< right-facing
     323
     324    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  topo_3d !< input array for 3D topography and dummy array for setting "outer"-flags
     325
     326    LOGICAL  ::  netcdf_extend = .FALSE. !< Flag indicating wether netcdf topography input file or not
    309327
    310328    REAL(wp) ::  dum           !< dummy variable to skip columns while reading topography file   
    311329    REAL(wp) ::  dz_stretched  !< stretched vertical grid spacing
    312330
     331    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  oro_height    !< input variable for terrain height
    313332    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  topo_height   !< input variable for topography height
    314     REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  zu_s_inner_l  !< dummy array on global scale to write topography output array
    315     REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  zw_w_inner_l  !< dummy array on global scale to write topography output array
    316 
    317    
     333
    318334!
    319335!-- Calculation of horizontal array bounds including ghost layers
     
    464480!
    465481!-- Allocate outer and inner index arrays for topography and set
    466 !-- defaults.
    467 
    468     ALLOCATE( corner_nl(nys:nyn,nxl:nxr), corner_nr(nys:nyn,nxl:nxr),       &
    469               corner_sl(nys:nyn,nxl:nxr), corner_sr(nys:nyn,nxl:nxr),       &
    470               wall_l(nys:nyn,nxl:nxr), wall_n(nys:nyn,nxl:nxr),             &
    471               wall_r(nys:nyn,nxl:nxr), wall_s(nys:nyn,nxl:nxr) )                     
    472      
    473     ALLOCATE( fwxm(nysg:nyng,nxlg:nxrg), fwxp(nysg:nyng,nxlg:nxrg),         &
    474               fwym(nysg:nyng,nxlg:nxrg), fwyp(nysg:nyng,nxlg:nxrg),         &
    475               fxm(nysg:nyng,nxlg:nxrg), fxp(nysg:nyng,nxlg:nxrg),           &
    476               fym(nysg:nyng,nxlg:nxrg), fyp(nysg:nyng,nxlg:nxrg),           &
    477               nzb_s_inner(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                             &
     482!-- defaults.                   
     483    ALLOCATE( nzb_s_inner(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                             &
    478484              nzb_s_outer(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                             &
    479485              nzb_u_inner(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                             &
     
    485491              nzb_diff_s_inner(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                        &
    486492              nzb_diff_s_outer(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                        &
    487               nzb_diff_u(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                              &
    488               nzb_diff_v(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                              &
    489493              nzb_local(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                               &
    490494              nzb_tmp(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                                 &
    491               rflags_s_inner(nzb:nzt+2,nysg:nyng,nxlg:nxrg),                &
    492               rflags_invers(nysg:nyng,nxlg:nxrg,nzb:nzt+2),                 &
    493               wall_e_x(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                                &
    494               wall_e_y(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                                &
    495               wall_u(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                                  &
    496               wall_v(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                                  &
    497               wall_w_x(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                                &
    498               wall_w_y(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
    499 
    500 
     495              wall_flags_0(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
     496
     497    ALLOCATE( topo_3d(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
     498    topo_3d    = 0
    501499
    502500    ALLOCATE( l_wall(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
    503 
    504501
    505502    nzb_s_inner = nzb;  nzb_s_outer = nzb
     
    507504    nzb_v_inner = nzb;  nzb_v_outer = nzb
    508505    nzb_w_inner = nzb;  nzb_w_outer = nzb
    509 
    510     rflags_s_inner = 1.0_wp
    511     rflags_invers  = 1.0_wp
    512506
    513507!
     
    519513       nzb_diff = nzb + 1
    520514    ENDIF
    521     IF ( use_top_fluxes )  THEN
    522        nzt_diff = nzt - 1
    523     ELSE
    524        nzt_diff = nzt
    525     ENDIF
    526515
    527516    nzb_diff_s_inner = nzb_diff;  nzb_diff_s_outer = nzb_diff
    528     nzb_diff_u = nzb_diff;  nzb_diff_v = nzb_diff
    529 
    530     wall_e_x = 0.0_wp;  wall_e_y = 0.0_wp;  wall_u = 0.0_wp;  wall_v = 0.0_wp
    531     wall_w_x = 0.0_wp;  wall_w_y = 0.0_wp
    532     fwxp = 1.0_wp;  fwxm = 1.0_wp;  fwyp = 1.0_wp;  fwym = 1.0_wp
    533     fxp  = 1.0_wp;  fxm  = 1.0_wp;  fyp  = 1.0_wp;  fym  = 1.0_wp
    534517
    535518!
     
    542525    ENDDO
    543526    l_wall(nzt+1,:,:) = l_grid(nzt)
    544 
    545     ALLOCATE ( vertical_influence(nzb:nzt) )
    546     DO  k = 1, nzt
    547        vertical_influence(k) = MIN ( INT( l_grid(k) / &
    548                      ( wall_adjustment_factor * dzw(k) ) + 0.5_wp ), nzt - k )
    549     ENDDO
    550527
    551528    DO  k = 1, nzt
     
    561538       ENDIF
    562539    ENDDO
    563     vertical_influence(0) = vertical_influence(1)
    564 
    565     DO  k = nzb + 1, nzb + vertical_influence(nzb)
    566        l_wall(k,:,:) = zu(k) - zw(nzb)
    567     ENDDO
    568 
    569540!
    570541!-- Set outer and inner index arrays for non-flat topography.
     
    580551!--       nzb_local is required for the multigrid solver
    581552          nzb_local = 0
     553!
     554!--       Initialilize 3D topography array, used later for initializing flags
     555          topo_3d(nzb+1:nzt+1,:,:) = IBSET( topo_3d(nzb+1:nzt+1,:,:), 0 )
     556!
     557!--       level of detail is required for output routines
     558          lod       = 1
    582559
    583560       CASE ( 'single_building' )
     
    587564          blx = NINT( building_length_x / dx )
    588565          bly = NINT( building_length_y / dy )
    589           IF ( .NOT. ocean )  THEN
    590              bh  = MINLOC( ABS( zw - building_height ), 1 ) - 1
    591           ELSE
    592              bh  = MINLOC( ABS( zw - zw(0) - building_height ), 1 ) - 1
    593           ENDIF
    594 
    595           IF ( ABS( zw(bh  ) - building_height ) == &
     566          bh  = MINLOC( ABS( zw - building_height ), 1 ) - 1
     567          IF ( ABS( zw(bh)   - building_height ) == &
    596568               ABS( zw(bh+1) - building_height )    )  bh = bh + 1
    597569
     
    626598
    627599          CALL exchange_horiz_2d_int( nzb_local, nys, nyn, nxl, nxr, nbgp )
     600!
     601!--       Set bit array to mask topography
     602          DO  i = nxlg, nxrg
     603             DO  j = nysg, nyng
     604
     605                topo_3d(nzb_local(j,i)+1:nzt+1,j,i) =                          &
     606                                 IBSET( topo_3d(nzb_local(j,i)+1:nzt+1,j,i), 0 )
     607             ENDDO
     608          ENDDO
     609!
     610!--       level of detail is required for output routines. Here, 2D topography.
     611          lod = 1
     612
     613          CALL exchange_horiz_int( topo_3d, nbgp )
    628614
    629615       CASE ( 'single_street_canyon' )
     
    658644          ENDIF
    659645
    660           IF ( .NOT. ocean )  THEN
    661              ch  = MINLOC( ABS( zw - canyon_height ), 1 ) - 1
    662           ELSE
    663              ch  = MINLOC( ABS( zw - zw(0) - canyon_height ), 1 ) - 1
    664           ENDIF
    665 
    666           IF ( ABS( zw(ch  ) - canyon_height ) == &
     646          ch  = MINLOC( ABS( zw - canyon_height ), 1 ) - 1
     647          IF ( ABS( zw(ch)   - canyon_height ) == &
    667648               ABS( zw(ch+1) - canyon_height )    )  ch = ch + 1
    668649
     
    707688
    708689          CALL exchange_horiz_2d_int( nzb_local, nys, nyn, nxl, nxr, nbgp )
     690!
     691!--       Set bit array to mask topography
     692          DO  i = nxlg, nxrg
     693             DO  j = nysg, nyng
     694                topo_3d(nzb_local(j,i)+1:nzt+1,j,i) =                          &
     695                                 IBSET( topo_3d(nzb_local(j,i)+1:nzt+1,j,i), 0 )
     696             ENDDO
     697          ENDDO
     698!
     699!--       level of detail is required for output routines. Here, 2D topography.
     700          lod = 1
     701
     702          CALL exchange_horiz_int( topo_3d, nbgp )
     703
     704       CASE ( 'tunnel' )
     705
     706!
     707!--       Tunnel height
     708          IF ( tunnel_height == 9999999.9_wp )  THEN
     709             th = zw( INT( 0.2 * nz) )
     710          ELSE
     711             th = tunnel_height
     712          ENDIF
     713!
     714!--       Tunnel-wall depth
     715          IF ( tunnel_wall_depth == 9999999.9_wp )  THEN
     716             td = MAX ( dx, dy, dz )
     717          ELSE
     718             td = tunnel_wall_depth
     719          ENDIF
     720!
     721!--       Check for tunnel width
     722          IF ( tunnel_width_x == 9999999.9_wp  .AND.                           &
     723               tunnel_width_y == 9999999.9_wp  )  THEN
     724             message_string = 'No tunnel width is given. '
     725             CALL message( 'init_grid', 'PA0207', 1, 2, 0, 6, 0 )
     726          ENDIF
     727          IF ( tunnel_width_x /= 9999999.9_wp  .AND.                           &
     728               tunnel_width_y /= 9999999.9_wp  )  THEN
     729             message_string = 'Inconsistent tunnel parameters:' //             &   
     730                              'tunnel can only be oriented' //                 &
     731                              'either in x- or in y-direction.'
     732             CALL message( 'init_grid', 'PA0207', 1, 2, 0, 6, 0 )
     733          ENDIF
     734!
     735!--       Tunnel axis along y
     736          IF ( tunnel_width_x /= 9999999.9_wp )  THEN
     737             IF ( tunnel_width_x > ( nx + 1 ) * dx )  THEN
     738                message_string = 'Tunnel width too large'
     739                CALL message( 'init_grid', 'PA0207', 1, 2, 0, 6, 0 )
     740             ENDIF
     741
     742             txs_out = INT( ( nx + 1 ) * 0.5_wp * dx - tunnel_width_x * 0.5_wp )
     743             txe_out = INT( ( nx + 1 ) * 0.5_wp * dx + tunnel_width_x * 0.5_wp )
     744             txs_in  = INT( ( nx + 1 ) * 0.5_wp * dx -                         &
     745                                      ( tunnel_width_x * 0.5_wp - td ) )
     746             txe_in  = INT( ( nx + 1 ) * 0.5_wp * dx +                         &
     747                                      ( tunnel_width_x * 0.5_wp - td ) )
     748
     749             tys_out = INT( ( ny + 1 ) * 0.5_wp * dy - tunnel_length * 0.5_wp )
     750             tye_out = INT( ( ny + 1 ) * 0.5_wp * dy + tunnel_length * 0.5_wp )
     751             tys_in  = tys_out
     752             tye_in  = tye_out
     753          ENDIF
     754          IF ( tunnel_width_x /= 9999999.9_wp  .AND.                           &
     755               tunnel_width_x - 2.0_wp * tunnel_wall_depth <= 2.0_wp * dx )  THEN
     756             message_string = 'Tunnel width too small'
     757             CALL message( 'init_grid', 'PA0207', 1, 2, 0, 6, 0 )
     758          ENDIF
     759          IF ( tunnel_width_y /= 9999999.9_wp  .AND.                           &
     760               tunnel_width_y - 2.0_wp * tunnel_wall_depth <= 2.0_wp * dy )  THEN
     761             message_string = 'Tunnel width too small'
     762             CALL message( 'init_grid', 'PA0207', 1, 2, 0, 6, 0 )
     763          ENDIF
     764!
     765!--       Tunnel axis along x
     766          IF ( tunnel_width_y /= 9999999.9_wp )  THEN
     767             IF ( tunnel_width_y > ( ny + 1 ) * dy )  THEN
     768                message_string = 'Tunnel width too large'
     769                CALL message( 'init_grid', 'PA0207', 1, 2, 0, 6, 0 )
     770             ENDIF
     771
     772             txs_out = INT( ( nx + 1 ) * 0.5_wp * dx - tunnel_length * 0.5_wp )
     773             txe_out = INT( ( nx + 1 ) * 0.5_wp * dx + tunnel_length * 0.5_wp )
     774             txs_in  = txs_out
     775             txe_in  = txe_out
     776
     777             tys_out = INT( ( ny + 1 ) * 0.5_wp * dy - tunnel_width_y * 0.5_wp )
     778             tye_out = INT( ( ny + 1 ) * 0.5_wp * dy + tunnel_width_y * 0.5_wp )
     779             tys_in  = INT( ( ny + 1 ) * 0.5_wp * dy -                         &
     780                                     ( tunnel_width_y * 0.5_wp - td ) )
     781             tye_in  = INT( ( ny + 1 ) * 0.5_wp * dy +                         &
     782                                     ( tunnel_width_y * 0.5_wp - td ) )
     783          ENDIF
     784
     785          topo_3d = 0
     786          DO  i = nxl, nxr
     787             DO  j = nys, nyn
     788!
     789!--             Use heaviside function to model outer tunnel surface
     790                hv_out = th * 0.5_wp *                                         &
     791                              ( ( SIGN( 1.0_wp, i * dx - txs_out ) + 1.0_wp )  &
     792                              - ( SIGN( 1.0_wp, i * dx - txe_out ) + 1.0_wp ) )
     793
     794                hv_out = hv_out * 0.5_wp *                                     &
     795                            ( ( SIGN( 1.0_wp, j * dy - tys_out ) + 1.0_wp )    &
     796                            - ( SIGN( 1.0_wp, j * dy - tye_out ) + 1.0_wp ) )
     797!
     798!--             Use heaviside function to model inner tunnel surface
     799                hv_in  = ( th - td ) * 0.5_wp *                                &
     800                                ( ( SIGN( 1.0_wp, i * dx - txs_in ) + 1.0_wp ) &
     801                                - ( SIGN( 1.0_wp, i * dx - txe_in ) + 1.0_wp ) )
     802
     803                hv_in = hv_in * 0.5_wp *                                       &
     804                                ( ( SIGN( 1.0_wp, j * dy - tys_in ) + 1.0_wp ) &
     805                                - ( SIGN( 1.0_wp, j * dy - tye_in ) + 1.0_wp ) )
     806!
     807!--             Set flags at x-y-positions without any tunnel surface
     808                IF ( hv_out - hv_in == 0.0_wp )  THEN
     809                   topo_3d(nzb+1:nzt+1,j,i) = IBSET( topo_3d(nzb+1:nzt+1,j,i), 0 )
     810!
     811!--             Set flags at x-y-positions with tunnel surfaces
     812                ELSE
     813                   DO  k = nzb + 1, nzt + 1
     814!
     815!--                   Inner tunnel
     816                      IF ( hv_out - hv_in == th )  THEN
     817                         IF ( zw(k) <= hv_out )  THEN
     818                            topo_3d(k,j,i) = IBCLR( topo_3d(k,j,i), 0 )
     819                         ELSE
     820                            topo_3d(k,j,i) = IBSET( topo_3d(k,j,i), 0 )
     821                         ENDIF
     822                      ENDIF
     823!
     824!--                   Lateral tunnel walls
     825                      IF ( hv_out - hv_in == td )  THEN
     826                         IF ( zw(k) <= hv_in )  THEN
     827                            topo_3d(k,j,i) = IBSET( topo_3d(k,j,i), 0 )
     828                         ELSEIF ( zw(k) > hv_in  .AND.  zw(k) <= hv_out )  THEN
     829                            topo_3d(k,j,i) = IBCLR( topo_3d(k,j,i), 0 )
     830                         ELSEIF ( zw(k) > hv_out )  THEN
     831                            topo_3d(k,j,i) = IBSET( topo_3d(k,j,i), 0 )
     832                         ENDIF
     833                      ENDIF
     834                   ENDDO
     835                ENDIF
     836             ENDDO
     837          ENDDO
     838
     839          nzb_local = 0
     840!
     841!--       level of detail is required for output routines. Here, 3D topography.
     842          lod = 2
     843
     844          CALL exchange_horiz_int( topo_3d, nbgp )
    709845
    710846       CASE ( 'read_from_file' )
    711847
     848          ALLOCATE ( oro_height(nys:nyn,nxl:nxr)  )
    712849          ALLOCATE ( topo_height(nys:nyn,nxl:nxr) )
     850          oro_height  = 0.0_wp
     851          topo_height = 0.0_wp
    713852
    714853          DO  ii = 0, io_blocks-1
     
    717856!
    718857!--             Arbitrary irregular topography data in PALM format (exactly
    719 !--             matching the grid size and total domain size)
    720                 OPEN( 90, FILE='TOPOGRAPHY_DATA'//TRIM( coupling_char ),       &
    721                           STATUS='OLD', FORM='FORMATTED', ERR=10 )
    722 !
    723 !--             Read topography PE-wise. Rows are read from nyn to nys, columns
    724 !--             are read from nxl to nxr. At first, ny-nyn rows need to be skipped.
    725                 skip_n_rows = 0
    726                 DO WHILE ( skip_n_rows < ny - nyn )
    727                    READ( 90, * ) 
    728                    skip_n_rows = skip_n_rows + 1
    729                 ENDDO
    730 !
    731 !--             Read data from nyn to nys and nxl to nxr. Therefore, skip
    732 !--             column until nxl-1 is reached
    733                 DO  j = nyn, nys, -1
    734                    READ( 90, *, ERR=11, END=11 )                               &
     858!--             matching the grid size and total domain size).
     859!--             First, check if NetCDF file for topography exist or not.
     860!--             This case, read topography from NetCDF, else read it from
     861!--             ASCII file.
     862#if defined ( __netcdf )
     863                INQUIRE( FILE='TOPOGRAPHY_DATA_NC'//TRIM( coupling_char ),     &
     864                         EXIST=netcdf_extend )
     865!
     866!--             NetCDF branch   
     867                IF ( netcdf_extend )  THEN
     868!
     869!--                Open file in read-only mode
     870                   CALL netcdf_open_read_file( 'TOPOGRAPHY_DATA_NC',           &
     871                                               id_topo, 20 )  !Error number still need to be set properly
     872
     873!
     874!--                Read terrain height. Reading is done PE-wise, i.e. each
     875!--                processor reads its own domain. Reading is realized
     876!--                via looping over x-dimension, i.e. calling
     877!--                netcdf_get_variable reads topography along y for given x.
     878!--                Orography is 2D.
     879                   DO  i = nxl, nxr
     880                      CALL netcdf_get_variable( id_topo, 'orography_0',        &
     881                                                i, oro_height(:,i), 20 )  !Error number still need to be set properly
     882                   ENDDO
     883!
     884!--                Read attribute lod (level of detail), required for variable
     885!--                buildings_0
     886                   CALL netcdf_get_attribute( id_topo, "lod", lod, .FALSE.,    &
     887                                              20, 'buildings_0' ) !Error number still need to be set properly
     888!
     889!--                Read building height
     890!--                2D for lod = 1, 3D for lod = 2
     891                   IF ( lod == 1 )  THEN
     892                      DO  i = nxl, nxr
     893                         CALL netcdf_get_variable( id_topo, 'buildings_0',     &
     894                                                   i, topo_height(:,i), 20 )  !Error number still need to be set properly
     895                      ENDDO
     896
     897                   ELSEIF ( lod == 2 )  THEN
     898!
     899!--                   Read data PE-wise. Read yz-slices.
     900                      DO  i = nxl, nxr
     901                         DO  j = nys, nyn
     902                            CALL netcdf_get_variable( id_topo, 'buildings_0',  &
     903                                                      i, j, topo_3d(:,j,i), 20 )  !Error number still need to be set properly
     904                         ENDDO
     905                      ENDDO
     906                   ELSE
     907                      message_string = 'NetCDF attribute lod ' //              &
     908                                       '(level of detail) is not set properly.'
     909                      CALL message( 'init_grid', 'PA0208', 1, 2, 0, 6, 0 ) !Error number still need to be set properly
     910                   ENDIF
     911!
     912!--                Close topography input file
     913                   CALL netcdf_close_file( id_topo, 20 )
     914#endif
     915
     916!
     917!--             ASCII branch. Please note, reading of 3D topography is not
     918!--             supported in ASCII format. Further, no distinction is made
     919!--             between orography and buildings
     920                ELSE
     921
     922                   OPEN( 90, FILE='TOPOGRAPHY_DATA'//TRIM( coupling_char ),    &
     923                         STATUS='OLD', FORM='FORMATTED', ERR=10 )
     924!
     925!--                Read topography PE-wise. Rows are read from nyn to nys, columns
     926!--                are read from nxl to nxr. At first, ny-nyn rows need to be skipped.
     927                   skip_n_rows = 0
     928                   DO WHILE ( skip_n_rows < ny - nyn )
     929                      READ( 90, * ) 
     930                      skip_n_rows = skip_n_rows + 1
     931                   ENDDO
     932!
     933!--                Read data from nyn to nys and nxl to nxr. Therefore, skip
     934!--                column until nxl-1 is reached
     935                   DO  j = nyn, nys, -1
     936                      READ( 90, *, ERR=11, END=11 )                            &
    735937                                              ( dum, i = 0, nxl-1 ),           &
    736938                                              ( topo_height(j,i), i = nxl, nxr )
    737                 ENDDO
    738 
    739                 GOTO 12
     939                   ENDDO
     940
     941                   GOTO 12
    740942         
    741  10             message_string = 'file TOPOGRAPHY'//TRIM( coupling_char )//    &
    742                                  ' does not exist'
    743                 CALL message( 'init_grid', 'PA0208', 1, 2, 0, 6, 0 )
    744 
    745  11             message_string = 'errors in file TOPOGRAPHY_DATA'//            &
    746                                  TRIM( coupling_char )
    747                 CALL message( 'init_grid', 'PA0209', 1, 2, 0, 6, 0 )
    748 
    749  12             CLOSE( 90 )
     943 10                message_string = 'file TOPOGRAPHY'//TRIM( coupling_char )// &
     944                                    ' does not exist'
     945                   CALL message( 'init_grid', 'PA0208', 1, 2, 0, 6, 0 )
     946
     947 11                message_string = 'errors in file TOPOGRAPHY_DATA'//         &
     948                                    TRIM( coupling_char )
     949                   CALL message( 'init_grid', 'PA0209', 1, 2, 0, 6, 0 )
     950
     951 12                CLOSE( 90 )
     952
     953                ENDIF
    750954
    751955             ENDIF
     
    761965             DO  j = nys, nyn
    762966                IF ( .NOT. ocean )  THEN
    763                    nzb_local(j,i) = MINLOC( ABS( zw - topo_height(j,i) ), 1 ) - 1
    764                    IF ( ABS( zw(nzb_local(j,i)  ) - topo_height(j,i) ) ==      &
    765                         ABS( zw(nzb_local(j,i)+1) - topo_height(j,i) )    )    &
     967                   nzb_local(j,i) = MINLOC( ABS( zw - topo_height(j,i)         &
     968                                                    - oro_height(j,i) ), 1 ) - 1
     969                   IF ( ABS( zw(nzb_local(j,i)  ) - topo_height(j,i)           &
     970                                                  - oro_height(j,i)  ) ==      &
     971                        ABS( zw(nzb_local(j,i)+1) - topo_height(j,i)           &
     972                                                  - oro_height(j,i)  )    )    &
    766973                      nzb_local(j,i) = nzb_local(j,i) + 1
    767974                ELSE
    768975                   nzb_local(j,i) = MINLOC( ABS( zw - zw(0)                    &
    769                                                     - topo_height(j,i) ), 1 ) - 1
     976                                                    - topo_height(j,i)         &
     977                                                    - oro_height(j,i) ), 1 ) - 1
    770978                   IF ( ABS( zw(nzb_local(j,i)  ) - zw(0)                      &
    771                                                   - topo_height(j,i) )  ==     &
     979                                                  - topo_height(j,i)           &
     980                                                  - oro_height(j,i)  )  ==     &
    772981                        ABS( zw(nzb_local(j,i)+1) - zw(0)                      &
    773                                                   - topo_height(j,i) )    )    &
     982                                                  - topo_height(j,i)           &
     983                                                  - oro_height(j,i)  )    )    &
    774984                      nzb_local(j,i) = nzb_local(j,i) + 1
    775985                ENDIF
     
    778988          ENDDO
    779989
     990          DEALLOCATE ( oro_height  )
    780991          DEALLOCATE ( topo_height )
    781992!
     
    8361047             CALL message( 'init_grid', 'PA0430', 0, 0, 0, 6, 0 )
    8371048          ENDIF
     1049
     1050!
     1051!--       Set bit array to mask topography. Only required for lod = 1
     1052          IF ( lod == 1 )  THEN
     1053             DO  i = nxlg, nxrg
     1054                DO  j = nysg, nyng
     1055                   topo_3d(nzb_local(j,i)+1:nzt+1,j,i) =                          &
     1056                                 IBSET( topo_3d(nzb_local(j,i)+1:nzt+1,j,i), 0 )
     1057                ENDDO
     1058             ENDDO
     1059          ENDIF
    8381060!
    8391061!--       Exchange ghost-points, as well as add cyclic or Neumann boundary
    8401062!--       conditions.
     1063          CALL exchange_horiz_int( topo_3d, nbgp )
    8411064          CALL exchange_horiz_2d_int( nzb_local, nys, nyn, nxl, nxr, nbgp )
    8421065         
    8431066          IF ( .NOT. bc_ns_cyc )  THEN
     1067             IF ( nys == 0  )  topo_3d(:,-1,:)   = topo_3d(:,0,:)
     1068             IF ( nyn == ny )  topo_3d(:,ny+1,:) = topo_3d(:,ny,:)
     1069
    8441070             IF ( nys == 0  )  nzb_local(-1,:)   = nzb_local(0,:)
    8451071             IF ( nyn == ny )  nzb_local(ny+1,:) = nzb_local(ny,:)
     
    8471073
    8481074          IF ( .NOT. bc_lr_cyc )  THEN
     1075             IF ( nxl == 0  )  topo_3d(:,:,-1)   = topo_3d(:,:,0)
     1076             IF ( nxr == nx )  topo_3d(:,:,nx+1) = topo_3d(:,:,nx)     
     1077
    8491078             IF ( nxl == 0  )  nzb_local(:,-1)   = nzb_local(:,0)
    8501079             IF ( nxr == nx )  nzb_local(:,nx+1) = nzb_local(:,nx)         
    8511080          ENDIF
     1081
    8521082
    8531083       CASE DEFAULT
     
    8571087!--       case in the user interface. There, the subroutine user_init_grid
    8581088!--       checks which of these two conditions applies.
    859           CALL user_init_grid( nzb_local )
     1089          CALL user_init_grid( topo_3d )
    8601090
    8611091    END SELECT
    862 !
    863 !-- Determine the maximum level of topography. Furthermore it is used for
    864 !-- steering the degradation of order of the applied advection scheme.
    865 !-- In case of non-cyclic lateral boundaries, the order of the advection
    866 !-- scheme has to be reduced up to nzt (required at the lateral boundaries).
    867 #if defined( __parallel )
    868     CALL MPI_ALLREDUCE( MAXVAL( nzb_local ) + 1, nzb_max, 1, MPI_INTEGER,      &
    869                         MPI_MAX, comm2d, ierr )
    870 #else
    871     nzb_max = MAXVAL( nzb_local ) + 1
    872 #endif
    873     IF ( inflow_l .OR. outflow_l .OR. inflow_r .OR. outflow_r .OR.             &
    874          inflow_n .OR. outflow_n .OR. inflow_s .OR. outflow_s .OR.             &
    875          nest_domain )                                                         &
    876     THEN
    877        nzb_max = nzt
    878     ENDIF
    879 
    8801092!
    8811093!-- Consistency checks and index array initialization are only required for
     
    9011113                                '&MAXVAL( nzb_local ) = ', nzb_local_max
    9021114          CALL message( 'init_grid', 'PA0210', 1, 2, 0, 6, 0 )
     1115       ENDIF
     1116!
     1117!--    In case of non-flat topography, check whether the convention how to
     1118!--    define the topography grid has been set correctly, or whether the default
     1119!--    is applicable. If this is not possible, abort.
     1120       IF ( TRIM( topography_grid_convention ) == ' ' )  THEN
     1121          IF ( TRIM( topography ) /= 'single_building' .AND.                   &
     1122               TRIM( topography ) /= 'single_street_canyon' .AND.              &
     1123               TRIM( topography ) /= 'tunnel'  .AND.                           &
     1124               TRIM( topography ) /= 'read_from_file')  THEN
     1125!--          The default value is not applicable here, because it is only valid
     1126!--          for the two standard cases 'single_building' and 'read_from_file'
     1127!--          defined in init_grid.
     1128             WRITE( message_string, * )                                        &
     1129                  'The value for "topography_grid_convention" ',               &
     1130                  'is not set. Its default value is & only valid for ',        &
     1131                  '"topography" = ''single_building'', ',                      &
     1132                  '''single_street_canyon'' & or ''read_from_file''.',         &
     1133                  ' & Choose ''cell_edge'' or ''cell_center''.'
     1134             CALL message( 'init_grid', 'PA0239', 1, 2, 0, 6, 0 )
     1135          ELSE
     1136!--          The default value is applicable here.
     1137!--          Set convention according to topography.
     1138             IF ( TRIM( topography ) == 'single_building' .OR.                 &
     1139                  TRIM( topography ) == 'single_street_canyon' )  THEN
     1140                topography_grid_convention = 'cell_edge'
     1141             ELSEIF ( TRIM( topography ) == 'read_from_file'  .OR.             &
     1142                      TRIM( topography ) == 'tunnel')  THEN
     1143                topography_grid_convention = 'cell_center'
     1144             ENDIF
     1145          ENDIF
     1146       ELSEIF ( TRIM( topography_grid_convention ) /= 'cell_edge' .AND.        &
     1147                TRIM( topography_grid_convention ) /= 'cell_center' )  THEN
     1148          WRITE( message_string, * )                                           &
     1149               'The value for "topography_grid_convention" is ',               &
     1150               'not recognized. & Choose ''cell_edge'' or ''cell_center''.'
     1151          CALL message( 'init_grid', 'PA0240', 1, 2, 0, 6, 0 )
    9031152       ENDIF
    9041153
     
    9641213                nzb_local(j,i) = MIN( nzb_local(j,i), nzb_local(j+1,i) )
    9651214             ENDDO
    966           ENDDO
     1215          ENDDO 
    9671216!
    9681217!--       Exchange ghost points         
    9691218          CALL exchange_horiz_2d_int( nzb_local, nys, nyn, nxl, nxr, nbgp )
     1219!
     1220!--       Apply cell-edge convention also for 3D topo array. The former setting
     1221!--       of nzb_local will be removed later.
     1222          DO  j = nys+1, nyn+1
     1223             DO  i = nxl-1, nxr
     1224                DO  k = nzb, nzt+1
     1225                   IF ( BTEST( topo_3d(k,j,i), 0 )  .OR.                       &
     1226                        BTEST( topo_3d(k,j,i+1), 0 ) )                         &
     1227                      topo_3d(k,j,i) = IBSET( topo_3d(k,j,i), 0 )
     1228                ENDDO
     1229             ENDDO
     1230          ENDDO     
     1231          CALL exchange_horiz_int( topo_3d, nbgp )   
     1232
     1233          DO  i = nxl, nxr+1
     1234             DO  j = nys-1, nyn
     1235                DO  k = nzb, nzt+1
     1236                   IF ( BTEST( topo_3d(k,j,i), 0 )  .OR.                       &
     1237                        BTEST( topo_3d(k,j+1,i), 0 ) )                         &
     1238                      topo_3d(k,j,i) = IBSET( topo_3d(k,j,i), 0 )
     1239                ENDDO
     1240             ENDDO
     1241          ENDDO 
     1242          CALL exchange_horiz_int( topo_3d, nbgp )
     1243   
    9701244       ENDIF
     1245     
    9711246!
    9721247!--    Initialize index arrays nzb_s_inner and nzb_w_inner
     1248
    9731249       nzb_s_inner = nzb_local
    9741250       nzb_w_inner = nzb_local
     
    11031379       CALL exchange_horiz_2d_int( nzb_s_outer, nys, nyn, nxl, nxr, nbgp )
    11041380
    1105 !
    1106 !--    Allocate and set the arrays containing the topography height
    1107        ALLOCATE( zu_s_inner(0:nx+1,0:ny+1), zw_w_inner(0:nx+1,0:ny+1),         &
    1108                  zu_s_inner_l(0:nx+1,0:ny+1), zw_w_inner_l(0:nx+1,0:ny+1) )
    1109                  
    1110        zu_s_inner   = 0.0_wp
    1111        zw_w_inner   = 0.0_wp
    1112        zu_s_inner_l = 0.0_wp
    1113        zw_w_inner_l = 0.0_wp
    1114        
    1115        DO  i = nxl, nxr
    1116           DO  j = nys, nyn
    1117              zu_s_inner_l(i,j) = zu(nzb_local(j,i))
    1118              zw_w_inner_l(i,j) = zw(nzb_local(j,i))
    1119           ENDDO
    1120        ENDDO
    1121        
    1122 #if defined( __parallel )
    1123        CALL MPI_REDUCE( zu_s_inner_l, zu_s_inner, (nx+2)*(ny+2),         &
    1124                            MPI_REAL, MPI_SUM, 0, comm2d, ierr )       
    1125        CALL MPI_REDUCE( zw_w_inner_l, zw_w_inner, (nx+2)*(ny+2),         &
    1126                            MPI_REAL, MPI_SUM, 0, comm2d, ierr ) 
    1127 #else
    1128        zu_s_inner = zu_s_inner_l
    1129        zw_w_inner = zw_w_inner_l
    1130 #endif
    1131 
    1132       DEALLOCATE( zu_s_inner_l, zw_w_inner_l )
    1133       IF ( myid /= 0 )  DEALLOCATE( zu_s_inner, zw_w_inner )
    1134 !
    1135 !--   Set south and left ghost points, required for netcdf output
    1136       IF ( myid == 0 )  THEN
    1137          IF( bc_lr_cyc )  THEN
    1138             zu_s_inner(nx+1,:) = zu_s_inner(0,:)
    1139             zw_w_inner(nx+1,:) = zw_w_inner(0,:)
    1140          ELSE
    1141             zu_s_inner(nx+1,:) = zu_s_inner(nx,:)
    1142             zw_w_inner(nx+1,:) = zw_w_inner(nx,:)
    1143          ENDIF
    1144          IF( bc_ns_cyc )  THEN
    1145             zu_s_inner(:,ny+1) = zu_s_inner(:,0)
    1146             zw_w_inner(:,ny+1) = zw_w_inner(:,0)
    1147          ELSE
    1148             zu_s_inner(:,ny+1) = zu_s_inner(:,ny)
    1149             zw_w_inner(:,ny+1) = zw_w_inner(:,ny)
    1150          ENDIF
    1151       ENDIF
    1152 !
    1153 !--    Set flag arrays to be used for masking of grid points
    1154        DO  i = nxlg, nxrg
    1155           DO  j = nysg, nyng
    1156              DO  k = nzb, nzt+1
    1157                 IF ( k <= nzb_s_inner(j,i) )  rflags_s_inner(k,j,i) = 0.0_wp
    1158                 IF ( k <= nzb_s_inner(j,i) )  rflags_invers(j,i,k)  = 0.0_wp
    1159              ENDDO
    1160           ENDDO
    1161        ENDDO
    1162 
    11631381    ENDIF
    11641382!
     
    11661384!-- grid-levels further below.
    11671385    DEALLOCATE( nzb_tmp )
     1386
     1387!
     1388!-- Determine the maximum level of topography. It is used for
     1389!-- steering the degradation of order of the applied advection scheme.
     1390!-- In case of non-cyclic lateral boundaries, the order of the advection
     1391!-- scheme has to be reduced up to nzt (required at the lateral boundaries).
     1392    k_top = 0
     1393    DO  i = nxl, nxr
     1394       DO  j = nys, nyn
     1395          DO  k = nzb, nzt + 1
     1396             k_top = MAX( k_top, MERGE( k, 0,                                  &
     1397                                        .NOT. BTEST( topo_3d(k,j,i), 0 ) ) )
     1398          ENDDO
     1399       ENDDO
     1400    ENDDO
     1401#if defined( __parallel )
     1402    CALL MPI_ALLREDUCE( k_top + 1, nzb_max, 1, MPI_INTEGER,                    & !is +1 really necessary here?
     1403                        MPI_MAX, comm2d, ierr )
     1404#else
     1405    nzb_max = k_top + 1
     1406#endif
     1407    IF ( inflow_l .OR. outflow_l .OR. inflow_r .OR. outflow_r .OR.             &
     1408         inflow_n .OR. outflow_n .OR. inflow_s .OR. outflow_s .OR.             &
     1409         nest_domain )                                                         &
     1410    THEN
     1411       nzb_max = nzt
     1412    ENDIF
     1413!
     1414!-- Finally, if topography extents up to the model top, limit nzb_max to nzt.
     1415    nzb_max = MIN( nzb_max, nzt )
    11681416
    11691417!
     
    11721420!-- applied
    11731421    IF ( constant_flux_layer  .OR.  use_surface_fluxes )  THEN
    1174        nzb_diff_u         = nzb_u_inner + 2
    1175        nzb_diff_v         = nzb_v_inner + 2
    11761422       nzb_diff_s_inner   = nzb_s_inner + 2
    11771423       nzb_diff_s_outer   = nzb_s_outer + 2
    11781424    ELSE
    1179        nzb_diff_u         = nzb_u_inner + 1
    1180        nzb_diff_v         = nzb_v_inner + 1
    11811425       nzb_diff_s_inner   = nzb_s_inner + 1
    11821426       nzb_diff_s_outer   = nzb_s_outer + 1
     
    11841428
    11851429!
    1186 !-- Calculation of wall switches and factors required by diffusion_u/v.f90 and
    1187 !-- for limitation of near-wall mixing length l_wall further below
    1188     corner_nl = 0
    1189     corner_nr = 0
    1190     corner_sl = 0
    1191     corner_sr = 0
    1192     wall_l    = 0
    1193     wall_n    = 0
    1194     wall_r    = 0
    1195     wall_s    = 0
    1196 
    1197     DO  i = nxl, nxr
    1198        DO  j = nys, nyn
    1199 !
    1200 !--       u-component
    1201           IF ( nzb_u_outer(j,i) > nzb_u_outer(j+1,i) )  THEN
    1202              wall_u(j,i) = 1.0_wp   ! north wall (location of adjacent fluid)
    1203              fym(j,i)    = 0.0_wp
    1204              fyp(j,i)    = 1.0_wp
    1205           ELSEIF ( nzb_u_outer(j,i) > nzb_u_outer(j-1,i) )  THEN
    1206              wall_u(j,i) = 1.0_wp   ! south wall (location of adjacent fluid)
    1207              fym(j,i)    = 1.0_wp
    1208              fyp(j,i)    = 0.0_wp
    1209           ENDIF
    1210 !
    1211 !--       v-component
    1212           IF ( nzb_v_outer(j,i) > nzb_v_outer(j,i+1) )  THEN
    1213              wall_v(j,i) = 1.0_wp   ! rigth wall (location of adjacent fluid)
    1214              fxm(j,i)    = 0.0_wp
    1215              fxp(j,i)    = 1.0_wp
    1216           ELSEIF ( nzb_v_outer(j,i) > nzb_v_outer(j,i-1) )  THEN
    1217              wall_v(j,i) = 1.0_wp   ! left wall (location of adjacent fluid)
    1218              fxm(j,i)    = 1.0_wp
    1219              fxp(j,i)    = 0.0_wp
    1220           ENDIF
    1221 !
    1222 !--       w-component, also used for scalars, separate arrays for shear
    1223 !--       production of tke
    1224           IF ( nzb_w_outer(j,i) > nzb_w_outer(j+1,i) )  THEN
    1225              wall_e_y(j,i) =  1.0_wp   ! north wall (location of adjacent fluid)
    1226              wall_w_y(j,i) =  1.0_wp
    1227              fwym(j,i)     =  0.0_wp
    1228              fwyp(j,i)     =  1.0_wp
    1229           ELSEIF ( nzb_w_outer(j,i) > nzb_w_outer(j-1,i) )  THEN
    1230              wall_e_y(j,i) = -1.0_wp   ! south wall (location of adjacent fluid)
    1231              wall_w_y(j,i) =  1.0_wp
    1232              fwym(j,i)     =  1.0_wp
    1233              fwyp(j,i)     =  0.0_wp
    1234           ENDIF
    1235           IF ( nzb_w_outer(j,i) > nzb_w_outer(j,i+1) )  THEN
    1236              wall_e_x(j,i) =  1.0_wp   ! right wall (location of adjacent fluid)
    1237              wall_w_x(j,i) =  1.0_wp
    1238              fwxm(j,i)     =  0.0_wp
    1239              fwxp(j,i)     =  1.0_wp
    1240           ELSEIF ( nzb_w_outer(j,i) > nzb_w_outer(j,i-1) )  THEN
    1241              wall_e_x(j,i) = -1.0_wp   ! left wall (location of adjacent fluid)
    1242              wall_w_x(j,i) =  1.0_wp
    1243              fwxm(j,i)     =  1.0_wp
    1244              fwxp(j,i)     =  0.0_wp
    1245           ENDIF
    1246 !
    1247 !--       Wall and corner locations inside buildings for limitation of
    1248 !--       near-wall mixing length l_wall
    1249           IF ( nzb_s_inner(j,i) > nzb_s_inner(j+1,i) )  THEN
    1250 
    1251              wall_n(j,i) = nzb_s_inner(j+1,i) + 1            ! North wall
    1252 
    1253              IF ( nzb_s_inner(j,i) > nzb_s_inner(j,i-1) )  THEN
    1254                 corner_nl(j,i) = MAX( nzb_s_inner(j+1,i),  & ! Northleft corner
    1255                                       nzb_s_inner(j,i-1) ) + 1
    1256              ENDIF
    1257 
    1258              IF ( nzb_s_inner(j,i) > nzb_s_inner(j,i+1) )  THEN
    1259                 corner_nr(j,i) = MAX( nzb_s_inner(j+1,i),  & ! Northright corner
    1260                                       nzb_s_inner(j,i+1) ) + 1
    1261              ENDIF
    1262 
    1263           ENDIF
    1264 
    1265           IF ( nzb_s_inner(j,i) > nzb_s_inner(j-1,i) )  THEN
    1266 
    1267              wall_s(j,i) = nzb_s_inner(j-1,i) + 1            ! South wall
    1268              IF ( nzb_s_inner(j,i) > nzb_s_inner(j,i-1) )  THEN
    1269                 corner_sl(j,i) = MAX( nzb_s_inner(j-1,i),  & ! Southleft corner
    1270                                       nzb_s_inner(j,i-1) ) + 1
    1271              ENDIF
    1272 
    1273              IF ( nzb_s_inner(j,i) > nzb_s_inner(j,i+1) )  THEN
    1274                 corner_sr(j,i) = MAX( nzb_s_inner(j-1,i),  & ! Southright corner
    1275                                       nzb_s_inner(j,i+1) ) + 1
    1276              ENDIF
    1277 
    1278           ENDIF
    1279 
    1280           IF ( nzb_s_inner(j,i) > nzb_s_inner(j,i-1) )  THEN
    1281              wall_l(j,i) = nzb_s_inner(j,i-1) + 1            ! Left wall
    1282           ENDIF
    1283 
    1284           IF ( nzb_s_inner(j,i) > nzb_s_inner(j,i+1) )  THEN
    1285              wall_r(j,i) = nzb_s_inner(j,i+1) + 1            ! Right wall
    1286           ENDIF
     1430!-- Set-up topography flags. First, set flags only for s, u, v and w-grid.
     1431!-- Further special flags will be set in following loops.
     1432    wall_flags_0 = 0
     1433    DO  j = nys, nyn
     1434       DO  i = nxl, nxr
     1435          DO  k = nzb, nzt+1
     1436!
     1437!--          scalar grid
     1438             IF ( BTEST( topo_3d(k,j,i), 0 ) )                                 &
     1439                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 0 )
     1440!
     1441!--          v grid
     1442             IF ( BTEST( topo_3d(k,j,i),   0 )  .AND.                          &
     1443                  BTEST( topo_3d(k,j-1,i), 0 ) )                               &
     1444                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 2 )
     1445!
     1446!--     To do: set outer arrays on basis of topo_3d array, adjust for downward-facing walls
     1447!--          s grid outer array
     1448             IF ( k >= nzb_s_outer(j,i) )                                      &
     1449                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 24 )
     1450!
     1451!--          s grid outer array
     1452             IF ( k >= nzb_u_outer(j,i) )                                      &
     1453                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 26 )
     1454!
     1455!--          s grid outer array
     1456             IF ( k >= nzb_v_outer(j,i) )                                      &
     1457                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 27 )
     1458!
     1459!--          w grid outer array
     1460             IF ( k >= nzb_w_outer(j,i) )                                      &
     1461                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 28 )
     1462          ENDDO
     1463
     1464          DO k = nzb, nzt
     1465!
     1466!--          w grid
     1467             IF ( BTEST( topo_3d(k,j,i),   0 )  .AND.                          &
     1468                  BTEST( topo_3d(k+1,j,i), 0 ) )                               &
     1469                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 3 )
     1470          ENDDO
     1471          wall_flags_0(nzt+1,j,i) = IBSET( wall_flags_0(nzt+1,j,i), 3 )
    12871472
    12881473       ENDDO
    12891474    ENDDO
     1475!
     1476!-- u grid. Note, reverse
     1477!-- memory access is required for setting flag on u-grid
     1478    DO  j = nys, nyn
     1479       DO  i = nxl, nxr
     1480          DO k = nzb, nzt+1
     1481             IF ( BTEST( topo_3d(k,j,i),   0 )  .AND.                          &
     1482                  BTEST( topo_3d(k,j,i-1), 0 ) )                               &
     1483                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 1 )
     1484          ENDDO
     1485       ENDDO
     1486    ENDDO
     1487!
     1488!-- Set further special flags
     1489    DO i = nxl, nxr
     1490       DO j = nys, nyn
     1491          DO k = nzb, nzt+1
     1492!
     1493!--          scalar grid, former nzb_diff_s_inner.
     1494!--          Note, use this flag also to mask topography in diffusion_u and
     1495!--          diffusion_v along the vertical direction. In case of
     1496!--          use_surface_fluxes, fluxes are calculated via MOST, else, simple
     1497!--          gradient approach is applied. Please note, in case of u- and v-
     1498!--          diffuison, a small error is made at edges (on the east side for u,
     1499!--          at the north side for v), since topography on scalar grid point
     1500!--          is used instead of topography on u/v-grid. As number of topography grid
     1501!--          points on uv-grid is different than s-grid, different number of
     1502!--          surface elements would be required. In order to avoid this,
     1503!--          treat edges (u(k,j,i+1)) simply by a gradient approach, i.e. these
     1504!--          points are not masked within diffusion_u. Tests had shown that the
     1505!--          effect on the flow is negligible.
     1506             IF ( constant_flux_layer  .OR.  use_surface_fluxes )  THEN
     1507                IF ( BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 ) )                         &
     1508                   wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 8 )
     1509             ELSE
     1510                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 8 )
     1511             ENDIF
     1512
     1513          ENDDO
     1514!
     1515!--       Special flag to control vertical diffusion at model top - former
     1516!--       nzt_diff
     1517          wall_flags_0(:,j,i) = IBSET( wall_flags_0(:,j,i), 9 )
     1518          IF ( use_top_fluxes )                                                &
     1519             wall_flags_0(nzt:nzt+1,j,i) = IBCLR( wall_flags_0(nzt:nzt+1,j,i), 9 )
     1520
     1521          DO k = nzb+1, nzt
     1522!
     1523!--          Special flag on u grid, former nzb_u_inner + 1, required   
     1524!--          for disturb_field and initialization. Do not disturb directly at
     1525!--          topography, as well as initialize u with zero one grid point outside
     1526!--          of topography.
     1527             IF ( BTEST( wall_flags_0(k-1,j,i), 1 )  .AND.                     &
     1528                  BTEST( wall_flags_0(k,j,i),   1 )  .AND.                     &
     1529                  BTEST( wall_flags_0(k+1,j,i), 1 ) )                          &
     1530                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 20 )
     1531!
     1532!--          Special flag on v grid, former nzb_v_inner + 1, required   
     1533!--          for disturb_field and initialization. Do not disturb directly at
     1534!--          topography, as well as initialize v with zero one grid point outside
     1535!--          of topography.
     1536             IF ( BTEST( wall_flags_0(k-1,j,i), 2 )  .AND.                     &
     1537                  BTEST( wall_flags_0(k,j,i),   2 )  .AND.                     &
     1538                  BTEST( wall_flags_0(k+1,j,i), 2 ) )                          &
     1539                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 21 )
     1540!
     1541!--          Special flag on scalar grid, former nzb_s_inner+1. Used for
     1542!--          lpm_sgs_tke
     1543             IF ( BTEST( wall_flags_0(k,j,i),   0 )  .AND.                     &
     1544                  BTEST( wall_flags_0(k-1,j,i), 0 )  .AND.                     &
     1545                  BTEST( wall_flags_0(k+1,j,i), 0 ) )                          &
     1546                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 25 )
     1547!
     1548!--          Special flag on scalar grid, nzb_diff_s_outer - 1, required in
     1549!--          in production_e
     1550             IF ( constant_flux_layer  .OR.  use_surface_fluxes )  THEN
     1551                IF ( BTEST( wall_flags_0(k,j,i),   24 )  .AND.                 &
     1552                     BTEST( wall_flags_0(k-1,j,i), 24 )  .AND.                 &
     1553                     BTEST( wall_flags_0(k+1,j,i), 0 ) )                       &
     1554                   wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 29 )
     1555             ELSE
     1556                IF ( BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 ) )                         &
     1557                   wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 29 )
     1558             ENDIF
     1559!
     1560!--          Special flag on scalar grid, nzb_diff_s_outer - 1, required in
     1561!--          in production_e
     1562             IF ( constant_flux_layer  .OR.  use_surface_fluxes )  THEN
     1563                IF ( BTEST( wall_flags_0(k,j,i),   0 )  .AND.                  &
     1564                     BTEST( wall_flags_0(k-1,j,i), 0 )  .AND.                  &
     1565                     BTEST( wall_flags_0(k+1,j,i), 0 ) )                       &
     1566                   wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 30 )
     1567             ELSE
     1568                IF ( BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 ) )                         &
     1569                   wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 30 )
     1570             ENDIF
     1571          ENDDO
     1572!
     1573!--       Flags indicating downward facing walls
     1574          DO k = nzb+1, nzt
     1575!
     1576!--          Scalar grid
     1577             IF ( BTEST( wall_flags_0(k-1,j,i), 0 )  .AND.                     &
     1578            .NOT. BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0   ) )                          &
     1579                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 13 )
     1580!
     1581!--          Downward facing wall on u grid
     1582             IF ( BTEST( wall_flags_0(k-1,j,i), 1 )  .AND.                     &
     1583            .NOT. BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 1   ) )                          &
     1584                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 15 )
     1585!
     1586!--          Downward facing wall on v grid
     1587             IF ( BTEST( wall_flags_0(k-1,j,i), 2 )  .AND.                     &
     1588            .NOT. BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 2   ) )                          &
     1589                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 17 )
     1590!
     1591!--          Downward facing wall on w grid
     1592             IF ( BTEST( wall_flags_0(k-1,j,i), 3 )  .AND.                     &
     1593            .NOT. BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 3 ) )                            &
     1594                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 19 )
     1595          ENDDO
     1596!
     1597!--       Flags indicating upward facing walls
     1598          DO k = nzb, nzt
     1599!
     1600!--          Upward facing wall on scalar grid
     1601             IF ( .NOT. BTEST( wall_flags_0(k,j,i),   0 )  .AND.               &
     1602                        BTEST( wall_flags_0(k+1,j,i), 0 ) )                    &
     1603                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 12 )
     1604!
     1605!--          Upward facing wall on u grid
     1606             IF ( .NOT. BTEST( wall_flags_0(k,j,i),   1 )  .AND.               &
     1607                        BTEST( wall_flags_0(k+1,j,i), 1 ) )                    &
     1608                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 14 )
     1609
     1610!
     1611!--          Upward facing wall on v grid
     1612             IF ( .NOT. BTEST( wall_flags_0(k,j,i),   2 )  .AND.               &
     1613                        BTEST( wall_flags_0(k+1,j,i), 2 ) )                    &
     1614                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 16 )
     1615
     1616!
     1617!--          Upward facing wall on w grid
     1618             IF ( .NOT. BTEST( wall_flags_0(k,j,i),   3 )  .AND.               &
     1619                        BTEST( wall_flags_0(k+1,j,i), 3 ) )                    &
     1620                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 18 )
     1621!
     1622!--          Special flag on scalar grid, former nzb_s_inner
     1623             IF ( BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 )  .OR.                        &
     1624                  BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 12 ) .OR.                        &
     1625                  BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 13 ) )                           &
     1626                wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 22 )
     1627!
     1628!--          Special flag on scalar grid, nzb_diff_s_inner - 1, required for
     1629!--          flow_statistics
     1630             IF ( constant_flux_layer  .OR.  use_surface_fluxes )  THEN
     1631                IF ( BTEST( wall_flags_0(k,j,i),   0 )  .AND.                  &
     1632                     BTEST( wall_flags_0(k+1,j,i), 0 ) )                       &
     1633                   wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 23 )
     1634             ELSE
     1635                IF ( BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 22 ) )                        &
     1636                   wall_flags_0(k,j,i) = IBSET( wall_flags_0(k,j,i), 23 )
     1637             ENDIF
     1638
     1639
     1640          ENDDO
     1641          wall_flags_0(nzt+1,j,i) = IBSET( wall_flags_0(nzt+1,j,i), 22 )
     1642          wall_flags_0(nzt+1,j,i) = IBSET( wall_flags_0(nzt+1,j,i), 23 )
     1643       ENDDO
     1644    ENDDO
     1645!
     1646!-- Exchange ghost points for wall flags
     1647    CALL exchange_horiz_int( wall_flags_0, nbgp )
     1648!
     1649!-- Set boundary conditions also for flags. Can be interpreted as Neumann
     1650!-- boundary conditions for topography.
     1651    IF ( .NOT. bc_ns_cyc )  THEN
     1652       IF ( nys == 0  )  wall_flags_0(:,-1,:)   = wall_flags_0(:,0,:)
     1653       IF ( nyn == ny )  wall_flags_0(:,ny+1,:) = wall_flags_0(:,ny,:)
     1654    ENDIF
     1655    IF ( .NOT. bc_lr_cyc )  THEN
     1656       IF ( nxl == 0  )  wall_flags_0(:,:,-1)   = wall_flags_0(:,:,0)
     1657       IF ( nxr == nx )  wall_flags_0(:,:,nx+1) = wall_flags_0(:,:,nx)           
     1658    ENDIF
     1659
     1660!
     1661!-- Initialize boundary conditions via surface type
     1662    CALL init_bc
     1663!
     1664!-- Allocate and set topography height arrays required for data output
     1665    IF ( TRIM( topography ) /= 'flat' )  THEN
     1666!
     1667!--    Allocate and set the arrays containing the topography height
     1668
     1669       IF ( nxr == nx  .AND.  nyn /= ny )  THEN
     1670          ALLOCATE( zu_s_inner(nxl:nxr+1,nys:nyn),                             &
     1671                    zw_w_inner(nxl:nxr+1,nys:nyn) )
     1672       ELSEIF ( nxr /= nx  .AND.  nyn == ny )  THEN
     1673          ALLOCATE( zu_s_inner(nxl:nxr,nys:nyn+1),                             &
     1674                    zw_w_inner(nxl:nxr,nys:nyn+1) )
     1675       ELSEIF ( nxr == nx  .AND.  nyn == ny )  THEN
     1676          ALLOCATE( zu_s_inner(nxl:nxr+1,nys:nyn+1),                           &
     1677                    zw_w_inner(nxl:nxr+1,nys:nyn+1) )
     1678       ELSE
     1679          ALLOCATE( zu_s_inner(nxl:nxr,nys:nyn),                               &
     1680                    zw_w_inner(nxl:nxr,nys:nyn) )
     1681       ENDIF
     1682
     1683       zu_s_inner   = 0.0_wp
     1684       zw_w_inner   = 0.0_wp
     1685!
     1686!--    Determine local topography height on scalar and w-grid. Note, setting
     1687!--    lateral boundary values is not necessary, realized via wall_flags_0
     1688!--    array. Further, please note that loop bounds are different from
     1689!--    nxl to nxr and nys to nyn on south and right model boundary, hence,
     1690!--    use intrinsic lbound and ubound functions to infer array bounds.
     1691       DO  i = lbound(zu_s_inner, 1), ubound(zu_s_inner, 1)
     1692          DO  j = lbound(zu_s_inner, 2), ubound(zu_s_inner, 2)
     1693!
     1694!--          Topography height on scalar grid. Therefore, determine index of
     1695!--          upward-facing surface element on scalar grid (bit 12).
     1696             zu_s_inner(i,j) = zu( MAXLOC( MERGE(                              &
     1697                                         1, 0, BTEST( wall_flags_0(:,j,i), 12 )&
     1698                                                ), DIM = 1                     &
     1699                                         ) - 1                                 &
     1700                                 )
     1701!
     1702!--          Topography height on w grid. Therefore, determine index of
     1703!--          upward-facing surface element on w grid (bit 18).
     1704             zw_w_inner(i,j) = zw( MAXLOC( MERGE(                              &
     1705                                         1, 0, BTEST( wall_flags_0(:,j,i), 18 )&
     1706                                                ), DIM = 1                     &
     1707                                         ) - 1                                 &
     1708                                 )
     1709          ENDDO
     1710       ENDDO
     1711
     1712
     1713    ENDIF
     1714
    12901715!
    12911716!-- Calculate wall flag arrays for the multigrid method.
     
    14501875!-- required in the ws-scheme, the arrays need to be allocated here as they are
    14511876!-- used in OpenACC directives.
    1452     ALLOCATE( wall_flags_0(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg),                     &
    1453               wall_flags_00(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
    1454     wall_flags_0 = 0
    1455     wall_flags_00 = 0
     1877    ALLOCATE( advc_flags_1(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg),                     &
     1878              advc_flags_2(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
     1879    advc_flags_1 = 0
     1880    advc_flags_2 = 0
    14561881!
    14571882!-- Init flags for ws-scheme to degrade order of the numerics near walls, i.e.
     
    14661891!-- Go through all points of the subdomain one by one and look for the closest
    14671892!-- surface
    1468     IF ( TRIM(topography) /= 'flat' )  THEN
    1469        DO  i = nxl, nxr
    1470           DO  j = nys, nyn
    1471 
    1472              nzb_si = nzb_s_inner(j,i)
    1473              vi     = vertical_influence(nzb_si)
    1474 
    1475              IF ( wall_n(j,i) > 0 )  THEN
    1476 !
    1477 !--             North wall (y distance)
    1478                 DO  k = wall_n(j,i), nzb_si
    1479                    l_wall(k,j+1,i) = MIN( l_wall(k,j+1,i), 0.5_wp * dy )
    1480                 ENDDO
    1481 !
    1482 !--             Above North wall (yz distance)
    1483                 DO  k = nzb_si + 1, nzb_si + vi
    1484                    l_wall(k,j+1,i) = MIN( l_wall(k,j+1,i),                     &
    1485                                           SQRT( 0.25_wp * dy**2 +              &
    1486                                           ( zu(k) - zw(nzb_si) )**2 ) )
    1487                 ENDDO
    1488 !
    1489 !--             Northleft corner (xy distance)
    1490                 IF ( corner_nl(j,i) > 0 )  THEN
    1491                    DO  k = corner_nl(j,i), nzb_si
    1492                       l_wall(k,j+1,i-1) = MIN( l_wall(k,j+1,i-1), &
    1493                                                0.5_wp * SQRT( dx**2 + dy**2 ) )
    1494                    ENDDO
    1495 !
    1496 !--                Above Northleft corner (xyz distance)
    1497                    DO  k = nzb_si + 1, nzb_si + vi
    1498                       l_wall(k,j+1,i-1) = MIN( l_wall(k,j+1,i-1),              &
    1499                                             SQRT( 0.25_wp * (dx**2 + dy**2) +  &
    1500                                             ( zu(k) - zw(nzb_si) )**2 ) )
    1501                    ENDDO
    1502                 ENDIF
    1503 !
    1504 !--             Northright corner (xy distance)
    1505                 IF ( corner_nr(j,i) > 0 )  THEN
    1506                    DO  k = corner_nr(j,i), nzb_si
    1507                        l_wall(k,j+1,i+1) = MIN( l_wall(k,j+1,i+1),             &
    1508                                                 0.5_wp * SQRT( dx**2 + dy**2 ) )
    1509                    ENDDO
    1510 !
    1511 !--                Above northright corner (xyz distance)
    1512                    DO  k = nzb_si + 1, nzb_si + vi
    1513                       l_wall(k,j+1,i+1) = MIN( l_wall(k,j+1,i+1),              &
    1514                                             SQRT( 0.25_wp * (dx**2 + dy**2) +  &
    1515                                             ( zu(k) - zw(nzb_si) )**2 ) )
    1516                    ENDDO
    1517                 ENDIF
     1893    DO  i = nxl, nxr
     1894       DO  j = nys, nyn
     1895          DO  k = nzb+1, nzt
     1896!
     1897!--          Check if current gridpoint belongs to the atmosphere
     1898             IF ( BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 ) )  THEN
     1899!
     1900!--             Check for neighbouring grid-points.
     1901!--             Vertical distance, down
     1902                IF ( .NOT. BTEST( wall_flags_0(k-1,j,i), 0 ) )                 &
     1903                   l_wall(k,j,i) = MIN( l_grid(k), zu(k) - zw(k-1) )
     1904!
     1905!--             Vertical distance, up
     1906                IF ( .NOT. BTEST( wall_flags_0(k+1,j,i), 0 ) )                 &
     1907                   l_wall(k,j,i) = MIN( l_grid(k), zw(k) - zu(k) )
     1908!
     1909!--             y-distance
     1910                IF ( .NOT. BTEST( wall_flags_0(k,j-1,i), 0 )  .OR.             &
     1911                     .NOT. BTEST( wall_flags_0(k,j+1,i), 0 ) )                 &
     1912                   l_wall(k,j,i) = MIN( l_wall(k,j,i), l_grid(k), 0.5_wp * dy )
     1913!
     1914!--             x-distance
     1915                IF ( .NOT. BTEST( wall_flags_0(k,j,i-1), 0 )  .OR.             &
     1916                     .NOT. BTEST( wall_flags_0(k,j,i+1), 0 ) )                 &
     1917                   l_wall(k,j,i) = MIN( l_wall(k,j,i), l_grid(k), 0.5_wp * dx )
     1918!
     1919!--              yz-distance (vertical edges, down)
     1920                 IF ( .NOT. BTEST( wall_flags_0(k-1,j-1,i), 0 )  .OR.          &
     1921                      .NOT. BTEST( wall_flags_0(k-1,j+1,i), 0 )  )             &
     1922                   l_wall(k,j,i) = MIN( l_wall(k,j,i), l_grid(k),              &
     1923                                        SQRT( 0.25_wp * dy**2 +                &
     1924                                       ( zu(k) - zw(k-1) )**2 ) )
     1925!
     1926!--              yz-distance (vertical edges, up)
     1927                 IF ( .NOT. BTEST( wall_flags_0(k+1,j-1,i), 0 )  .OR.          &
     1928                      .NOT. BTEST( wall_flags_0(k+1,j+1,i), 0 )  )             &
     1929                   l_wall(k,j,i) = MIN( l_wall(k,j,i), l_grid(k),              &
     1930                                        SQRT( 0.25_wp * dy**2 +                &
     1931                                       ( zw(k) - zu(k) )**2 ) )
     1932!
     1933!--              xz-distance (vertical edges, down)
     1934                 IF ( .NOT. BTEST( wall_flags_0(k-1,j,i-1), 0 )  .OR.          &
     1935                      .NOT. BTEST( wall_flags_0(k-1,j,i+1), 0 )  )             &
     1936                   l_wall(k,j,i) = MIN( l_wall(k,j,i), l_grid(k),              &
     1937                                        SQRT( 0.25_wp * dx**2 +                &
     1938                                       ( zu(k) - zw(k-1) )**2 ) )
     1939!
     1940!--              xz-distance (vertical edges, up)
     1941                 IF ( .NOT. BTEST( wall_flags_0(k+1,j,i-1), 0 )  .OR.          &
     1942                      .NOT. BTEST( wall_flags_0(k+1,j,i+1), 0 )  )             &
     1943                   l_wall(k,j,i) = MIN( l_wall(k,j,i), l_grid(k),              &
     1944                                        SQRT( 0.25_wp * dx**2 +                &
     1945                                       ( zw(k) - zu(k) )**2 ) )
     1946!
     1947!--             xy-distance (horizontal edges)
     1948                IF ( .NOT. BTEST( wall_flags_0(k,j-1,i-1), 0 )  .OR.           &
     1949                     .NOT. BTEST( wall_flags_0(k,j+1,i-1), 0 )  .OR.           &
     1950                     .NOT. BTEST( wall_flags_0(k,j-1,i+1), 0 )  .OR.           &
     1951                     .NOT. BTEST( wall_flags_0(k,j+1,i+1), 0 ) )               &
     1952                   l_wall(k,j,i) = MIN( l_wall(k,j,i), l_grid(k),              &
     1953                                        SQRT( 0.25_wp * ( dx**2 + dy**2 ) ) )
     1954!
     1955!--             xyz distance (vertical and horizontal edges, down)
     1956                IF ( .NOT. BTEST( wall_flags_0(k-1,j-1,i-1), 0 )  .OR.         &
     1957                     .NOT. BTEST( wall_flags_0(k-1,j+1,i-1), 0 )  .OR.         &
     1958                     .NOT. BTEST( wall_flags_0(k-1,j-1,i+1), 0 )  .OR.         &
     1959                     .NOT. BTEST( wall_flags_0(k-1,j+1,i+1), 0 ) )             &
     1960                   l_wall(k,j,i) = MIN( l_wall(k,j,i), l_grid(k),              &
     1961                                        SQRT( 0.25_wp * ( dx**2 + dy**2 )      &
     1962                                              +  ( zu(k) - zw(k-1) )**2  ) )
     1963!
     1964!--             xyz distance (vertical and horizontal edges, up)
     1965                IF ( .NOT. BTEST( wall_flags_0(k+1,j-1,i-1), 0 )  .OR.         &
     1966                     .NOT. BTEST( wall_flags_0(k+1,j+1,i-1), 0 )  .OR.         &
     1967                     .NOT. BTEST( wall_flags_0(k+1,j-1,i+1), 0 )  .OR.         &
     1968                     .NOT. BTEST( wall_flags_0(k+1,j+1,i+1), 0 ) )             &
     1969                   l_wall(k,j,i) = MIN( l_wall(k,j,i), l_grid(k),              &
     1970                                        SQRT( 0.25_wp * ( dx**2 + dy**2 )      &
     1971                                              +  ( zw(k) - zu(k) )**2  ) )
     1972                 
    15181973             ENDIF
    1519 
    1520              IF ( wall_s(j,i) > 0 )  THEN
    1521 !
    1522 !--             South wall (y distance)
    1523                 DO  k = wall_s(j,i), nzb_si
    1524                    l_wall(k,j-1,i) = MIN( l_wall(k,j-1,i), 0.5_wp * dy )
    1525                 ENDDO
    1526 !
    1527 !--             Above south wall (yz distance)
    1528                 DO  k = nzb_si + 1, nzb_si + vi
    1529                    l_wall(k,j-1,i) = MIN( l_wall(k,j-1,i),                     &
    1530                                           SQRT( 0.25_wp * dy**2 +              &
    1531                                           ( zu(k) - zw(nzb_si) )**2 ) )
    1532                 ENDDO
    1533 !
    1534 !--             Southleft corner (xy distance)
    1535                 IF ( corner_sl(j,i) > 0 )  THEN
    1536                    DO  k = corner_sl(j,i), nzb_si
    1537                       l_wall(k,j-1,i-1) = MIN( l_wall(k,j-1,i-1),              &
    1538                                                0.5_wp * SQRT( dx**2 + dy**2 ) )
    1539                    ENDDO
    1540 !
    1541 !--                Above southleft corner (xyz distance)
    1542                    DO  k = nzb_si + 1, nzb_si + vi
    1543                       l_wall(k,j-1,i-1) = MIN( l_wall(k,j-1,i-1),              &
    1544                                             SQRT( 0.25_wp * (dx**2 + dy**2) +  &
    1545                                             ( zu(k) - zw(nzb_si) )**2 ) )
    1546                    ENDDO
    1547                 ENDIF
    1548 !
    1549 !--             Southright corner (xy distance)
    1550                 IF ( corner_sr(j,i) > 0 )  THEN
    1551                    DO  k = corner_sr(j,i), nzb_si
    1552                       l_wall(k,j-1,i+1) = MIN( l_wall(k,j-1,i+1),              &
    1553                                                0.5_wp * SQRT( dx**2 + dy**2 ) )
    1554                    ENDDO
    1555 !
    1556 !--                Above southright corner (xyz distance)
    1557                    DO  k = nzb_si + 1, nzb_si + vi
    1558                       l_wall(k,j-1,i+1) = MIN( l_wall(k,j-1,i+1),              &
    1559                                             SQRT( 0.25_wp * (dx**2 + dy**2) +  &
    1560                                             ( zu(k) - zw(nzb_si) )**2 ) )
    1561                    ENDDO
    1562                 ENDIF
    1563 
    1564              ENDIF
    1565 
    1566              IF ( wall_l(j,i) > 0 )  THEN
    1567 !
    1568 !--             Left wall (x distance)
    1569                 DO  k = wall_l(j,i), nzb_si
    1570                    l_wall(k,j,i-1) = MIN( l_wall(k,j,i-1), 0.5_wp * dx )
    1571                 ENDDO
    1572 !
    1573 !--             Above left wall (xz distance)
    1574                 DO  k = nzb_si + 1, nzb_si + vi
    1575                    l_wall(k,j,i-1) = MIN( l_wall(k,j,i-1),                     &
    1576                                        SQRT( 0.25_wp * dx**2 +                 &
    1577                                        ( zu(k) - zw(nzb_si) )**2 ) )
    1578                 ENDDO
    1579              ENDIF
    1580 
    1581              IF ( wall_r(j,i) > 0 )  THEN
    1582 !
    1583 !--             Right wall (x distance)
    1584                 DO  k = wall_r(j,i), nzb_si
    1585                    l_wall(k,j,i+1) = MIN( l_wall(k,j,i+1), 0.5_wp * dx )
    1586                 ENDDO
    1587 !
    1588 !--             Above right wall (xz distance)
    1589                 DO  k = nzb_si + 1, nzb_si + vi
    1590                    l_wall(k,j,i+1) = MIN( l_wall(k,j,i+1),                     &
    1591                                           SQRT( 0.25_wp * dx**2 +              &
    1592                                           ( zu(k) - zw(nzb_si) )**2 ) )
    1593                 ENDDO
    1594 
    1595              ENDIF
    1596 
    15971974          ENDDO
    15981975       ENDDO
    1599 
    1600     ENDIF
    1601 
    1602 !
    1603 !-- Multiplication with wall_adjustment_factor
    1604     l_wall = wall_adjustment_factor * l_wall
    1605 
     1976    ENDDO
    16061977!
    16071978!-- Set lateral boundary conditions for l_wall
    1608     CALL exchange_horiz( l_wall, nbgp )
    1609 
    1610     DEALLOCATE( corner_nl, corner_nr, corner_sl, corner_sr, nzb_local, &
    1611                 vertical_influence, wall_l, wall_n, wall_r, wall_s )
     1979    CALL exchange_horiz( l_wall, nbgp )     
    16121980
    16131981
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.