Changeset 3864


Ignore:
Timestamp:
Apr 5, 2019 9:01:56 AM (2 years ago)
Author:
monakurppa
Message:

major changes in salsa: data input, format and performance

  • Time-dependent emissions enabled: lod=1 for yearly PM emissions that are normalised depending on the time, and lod=2 for preprocessed emissions (similar to the chemistry module).
  • Additionally, 'uniform' emissions allowed. This emission is set constant on all horisontal upward facing surfaces and it is created based on parameters surface_aerosol_flux, aerosol_flux_dpg/sigmag/mass_fracs_a/mass_fracs_b.
  • All emissions are now implemented as surface fluxes! No 3D sources anymore.
  • Update the emission information by calling salsa_emission_update if skip_time_do_salsa >= time_since_reference_point and next_aero_emission_update <= time_since_reference_point
  • Aerosol background concentrations read from PIDS_DYNAMIC. The vertical grid must match the one applied in the model.
  • Gas emissions and background concentrations can be also read in in salsa_mod if the chemistry module is not applied.
  • In deposition, information on the land use type can be now imported from the land use model
  • Use SI units in PARIN, i.e. n_lognorm given in #/m3 and dpg in metres.
  • Apply 100 character line limit
  • Change all variable names from capital to lowercase letter
  • Change real exponents to integer if possible. If not, precalculate the value of exponent
  • Rename in1a to start_subrange_1a, fn2a to end_subrange_1a etc.
  • Rename nbins --> nbins_aerosol, ncc_tot --> ncomponents_mass and ngast --> ngases_salsa
  • Rename ibc to index_bc, idu to index_du etc.
  • Renamed loop indices b, c and sg to ib, ic and ig
  • run_salsa subroutine removed
  • Corrected a bud in salsa_driver: falsely applied ino instead of inh
  • Call salsa_tendency within salsa_prognostic_equations which is called in module_interface_mod instead of prognostic_equations_mod
  • Removed tailing white spaces and unused variables
  • Change error message to start by PA instead of SA
Location:
palm/trunk
Files:
3 added
3 deleted
11 edited

Legend:

Unmodified
Added
Removed
  • palm/trunk/SOURCE/Makefile

    r3833 r3864  
    15811581        advec_s_pw.o \
    15821582        advec_s_up.o \
    1583         chemistry_model_mod.o \
     1583        chem_gasphase_mod.o \
     1584        chemistry_model_mod.o \
    15841585        diffusion_s.o \
    15851586        netcdf_data_input_mod.o \
  • palm/trunk/SOURCE/advec_ws.f90

    r3696 r3864  
    2525! -----------------
    2626! $Id$
     27! Remove tailing white spaces
     28!
     29! 3696 2019-01-24 16:37:35Z suehring
    2730! Bugfix in degradation height
    2831!
     
    349352
    350353       USE salsa_util_mod,                                                     &
    351            ONLY:  sums_salsa_ws_l   
    352        
     354           ONLY:  sums_salsa_ws_l
     355
    353356       USE statistics,                                                         &
    354357           ONLY:  sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l, sums_ws2_ws_l, sums_wsncs_ws_l,&
     
    357360                  sums_wssas_ws_l,  sums_wsss_ws_l, sums_wsus_ws_l,            &
    358361                  sums_wsvs_ws_l
    359  
     362
    360363
    361364!
     
    418421             sums_wssas_ws_l = 0.0_wp
    419422          ENDIF       
    420          
     423
    421424          IF ( salsa )  THEN
    422425             ALLOCATE( sums_salsa_ws_l(nzb:nzt+1,0:threads_per_task-1) )
    423              sums_salsa_ws_l = 0.0_wp   
     426             sums_salsa_ws_l = 0.0_wp
    424427          ENDIF
    425428
     
    11431146
    11441147       USE salsa_util_mod,                                                     &
    1145            ONLY:  sums_salsa_ws_l           
    1146            
     1148           ONLY:  sums_salsa_ws_l
     1149
    11471150       USE statistics,                                                         &
    11481151           ONLY:  sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l, sums_ws2_ws_l, sums_wsncs_ws_l,&
     
    12211224
    12221225       USE salsa_util_mod,                                                     &
    1223            ONLY:  sums_salsa_ws_l   
     1226           ONLY:  sums_salsa_ws_l
    12241227
    12251228       USE statistics,                                                         &
     
    18241827                    ) * weight_substep(intermediate_timestep_count)
    18251828             ENDDO
    1826              
     1829
    18271830          CASE ( 's' )
    1828          
     1831
    18291832             DO  k = nzb, nzt
    18301833                sums_wsss_ws_l(k,tn)  = sums_wsss_ws_l(k,tn) +                 &
     
    18351838                    ) * weight_substep(intermediate_timestep_count)
    18361839             ENDDO
    1837                  
     1840
    18381841         CASE ( 'aerosol_mass', 'aerosol_number', 'salsa_gas' )
    1839          
     1842
    18401843             DO  k = nzb, nzt
    18411844                sums_salsa_ws_l(k,tn)  = sums_salsa_ws_l(k,tn) +               &
     
    18451848                                *   ABS( w(k,j,i) - hom(k,1,3,0)            )  &
    18461849                    ) * weight_substep(intermediate_timestep_count)
    1847              ENDDO             
     1850             ENDDO
    18481851
    18491852!          CASE ( 'kc' )
     
    18521855
    18531856         END SELECT
    1854          
     1857
    18551858    END SUBROUTINE advec_s_ws_ij
    18561859
     
    35953598           ONLY:  nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzb_max,    &
    35963599                  nzt, advc_flags_1
    3597            
     3600
    35983601       USE kinds
    3599        
     3602
    36003603       USE salsa_util_mod,                                                     &
    3601            ONLY:  sums_salsa_ws_l     
    3602        
     3604           ONLY:  sums_salsa_ws_l
     3605
    36033606       USE statistics,                                                         &
    36043607           ONLY:  hom, sums_wspts_ws_l, sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l,       &
    36053608                  sums_wsqcs_ws_l, sums_wsqrs_ws_l, sums_wsncs_ws_l,           &
    36063609                  sums_wsnrs_ws_l, sums_wsss_ws_l, weight_substep 
    3607                  
     3610
    36083611
    36093612
  • palm/trunk/SOURCE/boundary_conds.f90

    r3717 r3864  
    14091409
    14101410    ENDIF
    1411    
     1411
    14121412    IF ( salsa )  THEN
    14131413       CALL salsa_boundary_conds
    1414     ENDIF 
     1414    ENDIF
    14151415
    14161416 END SUBROUTINE boundary_conds
  • palm/trunk/SOURCE/module_interface.f90

    r3840 r3864  
    2525! -----------------
    2626! $Id$
     27! Add a call for salsa_prognostic_equations
     28!
     29! 3840 2019-03-29 10:35:52Z knoop
    2730! bugfix: intent of dummy arguments changed to inout
    2831!
     
    280283               salsa_init,                                                     &
    281284               salsa_header,                                                   &
     285               salsa_prognostic_equations,                                     &
    282286               salsa_swap_timelevel,                                           &
    283287               salsa_3d_data_averaging,                                        &
     
    909913    IF ( gust_module_enabled )  CALL gust_prognostic_equations()
    910914    IF ( ocean_mode          )  CALL ocean_prognostic_equations()
     915    IF ( salsa               )  CALL salsa_prognostic_equations()
    911916
    912917
     
    930935    IF ( gust_module_enabled )  CALL gust_prognostic_equations( i, j, i_omp_start, tn )
    931936    IF ( ocean_mode          )  CALL ocean_prognostic_equations( i, j, i_omp_start, tn )
     937    IF ( salsa               )  CALL salsa_prognostic_equations( i, j, i_omp_start, tn )
    932938
    933939
  • palm/trunk/SOURCE/netcdf_data_input_mod.f90

    r3855 r3864  
    2525! -----------------
    2626! $Id$
     27! get_variable_4d_to_3d_real modified to enable read in data of type
     28! data(t,y,x,n) one timestep at a time + some routines made public
     29!
     30! 3855 2019-04-03 10:00:59Z suehring
    2731! Typo removed
    2832!
     
    913917           netcdf_data_input_interpolate, netcdf_data_input_offline_nesting,   &
    914918           netcdf_data_input_surface_data, netcdf_data_input_topo,             &
    915            netcdf_data_input_var, get_attribute, get_variable, open_read_file
     919           netcdf_data_input_var, get_attribute, get_variable, open_read_file, &
     920           check_existence, inquire_num_variables, inquire_variable_names
    916921
    917922
     
    55575562       INTEGER(iwp)                  ::  ke              !< start index of 3rd dimension
    55585563       INTEGER(iwp)                  ::  ks              !< end index of 3rd dimension
    5559        
     5564
    55605565       INTEGER(KIND=1), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  tmp  !< temporary variable to read data from file according
    55615566                                                                 !< to its reverse memory access
     
    55665571!
    55675572!--    Inquire variable id
    5568        nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )   
     5573       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
    55695574!
    55705575!--    Check for collective read-operation and set respective NetCDF flags if
     
    55735578#if defined( __netcdf4_parallel )
    55745579          nc_stat = NF90_VAR_PAR_ACCESS (id, id_var, NF90_COLLECTIVE)
    5575 #endif         
     5580#endif
    55765581       ENDIF
    55775582!
     
    55825587       nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp,                                &
    55835588                               start = (/ is+1,    js+1,    ks+1 /),           &
    5584                                count = (/ ie-is+1, je-js+1, ke-ks+1 /) )                             
    5585 
    5586        CALL handle_error( 'get_variable_3d_int8', 533, variable_name )                               
     5589                               count = (/ ie-is+1, je-js+1, ke-ks+1 /) )
     5590
     5591       CALL handle_error( 'get_variable_3d_int8', 533, variable_name )
    55875592!
    55885593!--    Resort data. Please note, dimension subscripts of var all start at 1.
     
    55945599          ENDDO
    55955600       ENDDO
    5596        
     5601
    55975602       DEALLOCATE( tmp )
    55985603
     
    56275632       INTEGER(iwp)                  ::  ke              !< start index of 3rd dimension
    56285633       INTEGER(iwp)                  ::  ks              !< end index of 3rd dimension
    5629        
     5634
    56305635       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  tmp !< temporary variable to read data from file according
    56315636                                                         !< to its reverse memory access
     
    56415646!--    required.
    56425647       IF ( collective_read )  THEN
    5643 #if defined( __netcdf4_parallel )       
     5648#if defined( __netcdf4_parallel )
    56445649          nc_stat = NF90_VAR_PAR_ACCESS (id, id_var, NF90_COLLECTIVE)
    56455650#endif
     
    56535658                               start = (/ is+1,    js+1,    ks+1 /),           &
    56545659                               count = (/ ie-is+1, je-js+1, ke-ks+1 /) )   
    5655                                
     5660
    56565661       CALL handle_error( 'get_variable_3d_real', 534, variable_name )
    56575662!
     
    56645669          ENDDO
    56655670       ENDDO
    5666        
     5671
    56675672       DEALLOCATE( tmp )
    56685673
     
    57375742       ELSE
    57385743!
    5739 !--    Allocate temporary variable according to memory access on file.
    5740        ALLOCATE( tmp(is:ie,js:je,k1s:k1e,k2s:k2e) )
    5741 !
    5742 !--    Get variable
    5743           nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp,                                &
     5744!--       Allocate temporary variable according to memory access on file.
     5745          ALLOCATE( tmp(is:ie,js:je,k1s:k1e,k2s:k2e) )
     5746!
     5747!--       Get variable
     5748          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp,                             &
    57445749                               start = (/ is+1,    js+1,   k1s+1, k2s+1 /),    &
    57455750                               count = (/ ie-is+1, je-js+1,                    &
     
    57485753          CALL handle_error( 'get_variable_4d_real', 535, variable_name )
    57495754!
    5750 !--    Resort data. Please note, dimension subscripts of var all start at 1.
     5755!--       Resort data. Please note, dimension subscripts of var all start at 1.
    57515756          DO  i = is, ie
    57525757             DO  j = js, je
     
    57585763             ENDDO
    57595764          ENDDO
    5760        
     5765
    57615766          DEALLOCATE( tmp )
    57625767       ENDIF
     
    58285833       ELSE
    58295834!
    5830 !--    Allocate temporary variable according to memory access on file.
     5835!--       Allocate temporary variable according to memory access on file.
    58315836          ALLOCATE( tmp(is:ie,js:je,ks:ke) )
    58325837!
    5833 !--    Get variable
    5834           nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp,                                &
    5835                                   start = (/ ns+1, is+1,    js+1,    ks+1 /),           &
    5836                                   count = (/ 1, ie-is+1, je-js+1, ke-ks+1 /) )   
    5837                                
     5838!--       Get variable
     5839          nc_stat = NF90_GET_VAR( id, id_var, tmp,                             &
     5840                                  start = (/ is+1,    js+1,    ks+1,   ns+1 /),&
     5841                                  count = (/ ie-is+1, je-js+1, ke-ks+1, 1   /) )
     5842
    58385843          CALL handle_error( 'get_variable_4d_to_3d_real', 536, variable_name )
    58395844!
    5840 !--    Resort data. Please note, dimension subscripts of var all start at 1.
    5841           DO  i = is, ie 
     5845!--       Resort data. Please note, dimension subscripts of var all start at 1.
     5846          DO  i = is, ie
    58425847             DO  j = js, je
    58435848                DO  k = ks, ke
     
    58465851             ENDDO
    58475852          ENDDO
    5848        
     5853
    58495854         DEALLOCATE( tmp )
    58505855
     
    59625967       CHARACTER(LEN=*)              ::  variable_name   !< variable name
    59635968
    5964        INTEGER(iwp)                  ::  ns              !< start index for subdomain input along n dimension: ns coincides here with ne, since, we select only one value along the 1st dimension n
     5969       INTEGER(iwp)                  ::  ns              !< start index for subdomain input along n dimension:
     5970                                                         !< ns coincides here with ne, since, we select only one
     5971                                                         !< value along the 1st dimension n
    59655972
    59665973       INTEGER(iwp)                  ::  t               !< index along t direction
     
    59865993!
    59875994!--    Inquire variable id
    5988        nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var ) 
     5995       nc_stat = NF90_INQ_VARID( id, TRIM( variable_name ), id_var )
    59895996!
    59905997!--    Check for collective read-operation and set respective NetCDF flags if
    5991 !--    required. 
     5998!--    required.
    59925999       IF ( collective_read )  THEN
    59936000          nc_stat = NF90_VAR_PAR_ACCESS (id, id_var, NF90_COLLECTIVE)
     
    60366043          ENDDO
    60376044
    6038          DEALLOCATE( tmp )
     6045          DEALLOCATE( tmp )
    60396046
    60406047       ENDIF
  • palm/trunk/SOURCE/plant_canopy_model_mod.f90

    r3761 r3864  
    2222! Current revisions:
    2323! ------------------
    24 ! 
     24!
    2525!
    2626! Former revisions:
     
    10551055                   DO  j = nys, nyn
    10561056                      DO  k = 0, leaf_area_density_f%nz - 1
    1057                       IF ( leaf_area_density_f%var(k,j,i) /=                   &
    1058                            leaf_area_density_f%fill )                          &
     1057                         IF ( leaf_area_density_f%var(k,j,i) /=                &
     1058                              leaf_area_density_f%fill )                       &
    10591059                         lad_s(k,j,i) = leaf_area_density_f%var(k,j,i)
    10601060                      ENDDO
  • palm/trunk/SOURCE/pmc_interface_mod.f90

    r3833 r3864  
    2525! -----------------
    2626! $Id$
     27! Implemented nesting for salsa variables.
     28!
     29! 3833 2019-03-28 15:04:04Z forkel
    2730! replaced USE chem_modules by USE chem_gasphase_mod
    2831!
     
    398401               coupling_char, dt_3d, dz, humidity, message_string,             &
    399402               neutral, passive_scalar, rans_mode, rans_tke_e,                 &
    400                roughness_length, topography, volume_flow
     403               roughness_length, salsa, topography, volume_flow
    401404
    402405    USE chem_gasphase_mod,                                                          &
     
    457460
    458461#endif
     462   
     463    USE salsa_mod,                                                             &
     464        ONLY:  aerosol_mass, aerosol_number, gconc_2, mconc_2, nbins_aerosol,  &
     465               ncomponents_mass, nconc_2, nest_salsa, ngases_salsa, salsa_gas, &
     466               salsa_gases_from_chem
    459467
    460468    USE surface_mod,                                                           &
     
    518526    INTEGER(idp), SAVE, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE, TARGET, PUBLIC ::  part_adrc   !<
    519527
    520     REAL(wp), SAVE, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  chem_spec_c !< Parent-grid array on child domain - chemical species
     528    REAL(wp), SAVE, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  chem_spec_c !< coarse grid array on child domain - chemical species
     529
     530    REAL(wp), SAVE, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  aerosol_mass_c   !< aerosol mass
     531    REAL(wp), SAVE, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  aerosol_number_c !< aerosol number
     532    REAL(wp), SAVE, DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::  salsa_gas_c      !<  salsa gases
    521533!
    522534!-- Grid-spacing ratios.
     
    817829
    818830    CHARACTER(LEN=32) ::  myname
    819    
    820     INTEGER(iwp) ::  child_id           !<
    821     INTEGER(iwp) ::  ierr               !<
    822     INTEGER(iwp) ::  k                  !<
    823     INTEGER(iwp) ::  m                  !<
    824     INTEGER(iwp) ::  mid                !<
    825     INTEGER(iwp) ::  mm                 !<
    826     INTEGER(iwp) ::  n = 1              !< Running index for chemical species
    827     INTEGER(iwp) ::  nest_overlap       !<
    828     INTEGER(iwp) ::  nomatch            !<
    829     INTEGER(iwp) ::  nx_cl              !<
    830     INTEGER(iwp) ::  ny_cl              !<
    831     INTEGER(iwp) ::  nz_cl              !<
    832     INTEGER(iwp), DIMENSION(3) ::  val  !< Array for receiving the child-grid dimensions
     831    INTEGER(iwp) ::  child_id         !<
     832    INTEGER(iwp) ::  ib = 1           !< running index for aerosol size bins
     833    INTEGER(iwp) ::  ic = 1           !< running index for aerosol mass bins
     834    INTEGER(iwp) ::  ig = 1           !< running index for salsa gases
     835    INTEGER(iwp) ::  ierr             !<
     836    INTEGER(iwp) ::  k                !<
     837    INTEGER(iwp) ::  m                !<
     838    INTEGER(iwp) ::  mid              !<
     839    INTEGER(iwp) ::  mm               !<
     840    INTEGER(iwp) ::  n = 1            !< running index for chemical species
     841    INTEGER(iwp) ::  nest_overlap     !<
     842    INTEGER(iwp) ::  nomatch          !<
     843    INTEGER(iwp) ::  nx_cl            !<
     844    INTEGER(iwp) ::  ny_cl            !<
     845    INTEGER(iwp) ::  nz_cl            !<
     846
     847    INTEGER(iwp), DIMENSION(5) ::  val    !<
     848
    833849    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ch_xl   !<
    834850    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ch_xr   !<   
     
    10321048             CALL pmci_set_array_pointer( myname, child_id = child_id,         &
    10331049                                          nz_cl = nz_cl, n = n )
    1034              n = n + 1
     1050             n = n + 1 
     1051          ELSEIF ( INDEX( TRIM( myname ), 'an_' ) /= 0 )  THEN
     1052             CALL pmci_set_array_pointer( myname, child_id = child_id,         &
     1053                                          nz_cl = nz_cl, n = ib )
     1054             ib = ib + 1
     1055          ELSEIF ( INDEX( TRIM( myname ), 'am_' ) /= 0 )  THEN
     1056             CALL pmci_set_array_pointer( myname, child_id = child_id,         &
     1057                                          nz_cl = nz_cl, n = ic )
     1058             ic = ic + 1
     1059          ELSEIF ( INDEX( TRIM( myname ), 'sg_' ) /= 0  .AND.                  &
     1060             .NOT. salsa_gases_from_chem )                                     &
     1061          THEN
     1062             CALL pmci_set_array_pointer( myname, child_id = child_id,         &
     1063                                          nz_cl = nz_cl, n = ig )
     1064             ig = ig + 1
    10351065          ELSE
    10361066             CALL pmci_set_array_pointer( myname, child_id = child_id,         &
     
    11931223    IMPLICIT NONE
    11941224
    1195     CHARACTER(LEN=da_namelen) ::  myname     !<
    1196     INTEGER(iwp) ::  ierr       !< MPI error code
     1225
     1226    CHARACTER(LEN=da_namelen) ::  myname     !<
     1227    CHARACTER(LEN=5) ::  salsa_char          !<
     1228    INTEGER(iwp) ::  ib         !< running index for aerosol size bins
     1229    INTEGER(iwp) ::  ic         !< running index for aerosol mass bins
     1230    INTEGER(iwp) ::  ierr       !<
    11971231    INTEGER(iwp) ::  icl        !< Left index limit for children's parent-grid arrays
    11981232    INTEGER(iwp) ::  icla       !< Left index limit for allocation of index-mapping and other auxiliary arrays
     
    12011235    INTEGER(iwp) ::  icra       !< Right index limit for allocation of index-mapping and other auxiliary arrays
    12021236    INTEGER(iwp) ::  icrw       !< Right index limit for children's parent-grid work arrays
     1237    INTEGER(iwp) ::  ig         !< running index for salsa gases
    12031238    INTEGER(iwp) ::  jcn        !< North index limit for children's parent-grid arrays
    12041239    INTEGER(iwp) ::  jcna       !< North index limit for allocation of index-mapping and other auxiliary arrays
     
    12811316                                          'chem_' //                           &
    12821317                                          TRIM( chem_species(n)%name ),        &
    1283                                          'fine',                               &
     1318                                          'fine',                              &
    12841319                                          'chem_' //                           &
    12851320                                          TRIM( chem_species(n)%name ),        &
    12861321                                          ierr )
    12871322          ENDDO
     1323       ENDIF
     1324
     1325       IF ( salsa  .AND.  nest_salsa )  THEN
     1326          DO  ib = 1, nbins_aerosol
     1327             WRITE(salsa_char,'(i0)') ib
     1328             CALL pmc_set_dataarray_name( 'coarse',                            &
     1329                                          'an_' //                             &
     1330                                          TRIM( salsa_char ),                  &
     1331                                          'fine',                              &
     1332                                          'an_' //                             &
     1333                                          TRIM( salsa_char ),                  &
     1334                                          ierr )
     1335          ENDDO
     1336          DO  ic = 1, nbins_aerosol * ncomponents_mass
     1337             WRITE(salsa_char,'(i0)') ic
     1338             CALL pmc_set_dataarray_name( 'coarse',                            &
     1339                                          'am_' //                             &
     1340                                          TRIM( salsa_char ),                  &
     1341                                          'fine',                              &
     1342                                          'am_' //                             &
     1343                                          TRIM( salsa_char ),                  &
     1344                                          ierr )
     1345          ENDDO
     1346          IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
     1347             DO  ig = 1, ngases_salsa
     1348                WRITE(salsa_char,'(i0)') ig
     1349                CALL pmc_set_dataarray_name( 'coarse',                         &
     1350                                             'sg_' //                          &
     1351                                             TRIM( salsa_char ),               &
     1352                                             'fine',                           &
     1353                                             'sg_' //                          &
     1354                                             TRIM( salsa_char ),               &
     1355                                             ierr )
     1356             ENDDO
     1357          ENDIF
    12881358       ENDIF
    12891359
     
    13641434       CALL  pmc_c_clear_next_array_list
    13651435
    1366        n = 1
     1436       ib = 1
     1437       ic = 1
     1438       ig = 1
     1439       n  = 1
     1440
    13671441       DO  WHILE ( pmc_c_getnextarray( myname ) )
    13681442!--       Note that cg%nz is not the original nz of parent, but the highest
     
    13751449          IF ( INDEX( TRIM( myname ), 'chem_' ) /= 0 )  THEN             
    13761450             CALL pmci_create_child_arrays ( myname, icl, icr, jcs, jcn, cg%nz, n )
    1377              n = n + 1
     1451             n = n + 1   
     1452          ELSEIF ( INDEX( TRIM( myname ), 'an_' ) /= 0 )  THEN
     1453             CALL pmci_create_child_arrays ( myname, icl, icr, jcs, jcn, cg%nz,&
     1454                                             ib )
     1455             ib = ib + 1
     1456          ELSEIF ( INDEX( TRIM( myname ), 'am_' ) /= 0 )  THEN
     1457             CALL pmci_create_child_arrays ( myname, icl, icr, jcs, jcn, cg%nz,&
     1458                                             ic )
     1459             ic = ic + 1
     1460          ELSEIF ( INDEX( TRIM( myname ), 'sg_' ) /= 0  .AND.                  &
     1461             .NOT. salsa_gases_from_chem )                                     &
     1462          THEN
     1463             CALL pmci_create_child_arrays ( myname, icl, icr, jcs, jcn, cg%nz,&
     1464                                             ig )
     1465             ig = ig + 1
    13781466          ELSE
    13791467             CALL pmci_create_child_arrays ( myname, icl, icr, jcs, jcn, cg%nz )
     
    21142202    IF ( air_chemistry  .AND.  nest_chemistry )                                &
    21152203       pmc_max_array = pmc_max_array + nspec
     2204!
     2205!-- Salsa, depens on the number aerosol size bins and chemical components +
     2206!-- the number of default gases
     2207    IF ( salsa  .AND.  nest_salsa )                                            &
     2208       pmc_max_array = pmc_max_array + nbins_aerosol + nbins_aerosol *         &
     2209                       ncomponents_mass
     2210       IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  pmc_max_array = pmc_max_array +     &
     2211                                                           ngases_salsa
     2212
     2213
    21162214#endif
    21172215   
     
    21262224    INTEGER(iwp), INTENT(IN)          ::  child_id    !<
    21272225    INTEGER(iwp), INTENT(IN)          ::  nz_cl       !<
    2128     INTEGER(iwp), INTENT(IN),OPTIONAL ::  n           !< index of chemical species
     2226    INTEGER(iwp), INTENT(IN),OPTIONAL ::  n           !< index of chemical
     2227                                                      !< species / salsa variables
    21292228
    21302229    CHARACTER(LEN=*), INTENT(IN) ::  name             !<
     
    21592258    IF ( TRIM(name) == "nr_part"    )  i_2d => nr_part
    21602259    IF ( TRIM(name) == "part_adr"   )  i_2d => part_adr
    2161     IF ( INDEX( TRIM(name), "chem_" ) /= 0 )  p_3d => chem_species(n)%conc
     2260    IF ( INDEX( TRIM(name), "chem_" ) /= 0      )  p_3d => chem_species(n)%conc
     2261    IF ( INDEX( TRIM(name), "an_" ) /= 0  )  p_3d => aerosol_number(n)%conc
     2262    IF ( INDEX( TRIM(name), "am_" ) /= 0 )  p_3d => aerosol_mass(n)%conc
     2263    IF ( INDEX( TRIM(name), "sg_" ) /= 0  .AND.  .NOT. salsa_gases_from_chem ) &
     2264       p_3d => salsa_gas(n)%conc
    21622265!
    21632266!-- Next line is just an example for a 2D array (not active for coupling!)
     
    21762279    IF ( TRIM(name) == "s"    )  p_3d_sec => s_2
    21772280    IF ( TRIM(name) == "diss" )  p_3d_sec => diss_2
    2178     IF ( INDEX( TRIM(name), "chem_" ) /= 0 )  p_3d_sec => spec_conc_2(:,:,:,n)
     2281    IF ( INDEX( TRIM(name), "chem_" ) /= 0      )  p_3d_sec => spec_conc_2(:,:,:,n)
     2282    IF ( INDEX( TRIM(name), "an_" ) /= 0  )  p_3d_sec => nconc_2(:,:,:,n)
     2283    IF ( INDEX( TRIM(name), "am_" ) /= 0 )  p_3d_sec => mconc_2(:,:,:,n)
     2284    IF ( INDEX( TRIM(name), "sg_" ) /= 0  .AND.  .NOT. salsa_gases_from_chem ) &
     2285       p_3d_sec => gconc_2(:,:,:,n)
    21792286
    21802287    IF ( ASSOCIATED( p_3d ) )  THEN
     
    22952402    INTEGER(iwp), INTENT(IN) ::  nzc     !<  nzc is cg%nz, but note that cg%nz is not the original nz of parent, but the highest parent-grid level needed for nesting.
    22962403
    2297     INTEGER(iwp), INTENT(IN), OPTIONAL ::  n  !< number of chemical species
     2404    INTEGER(iwp), INTENT(IN), OPTIONAL ::  n  !< number of chemical species /
     2405                                              !< salsa variables
    22982406
    22992407#if defined( __parallel )
     
    23562464          ALLOCATE( chem_spec_c(0:nzc+1,js:je,is:ie,1:nspec) )
    23572465       p_3d => chem_spec_c(:,:,:,n)
     2466    ELSEIF ( TRIM( name(1:3) ) == "an_" )  THEN
     2467       IF ( .NOT. ALLOCATED( aerosol_number_c ) )                              &
     2468          ALLOCATE( aerosol_number_c(0:nzc+1,js:je,is:ie,1:nbins_aerosol) )
     2469       p_3d => aerosol_number_c(:,:,:,n)
     2470    ELSEIF ( TRIM( name(1:3) ) == "am_" )  THEN
     2471       IF ( .NOT. ALLOCATED( aerosol_mass_c ) )                                &
     2472          ALLOCATE( aerosol_mass_c(0:nzc+1,js:je,is:ie,1:(nbins_aerosol*ncomponents_mass) ) )
     2473       p_3d => aerosol_mass_c(:,:,:,n)
     2474    ELSEIF ( TRIM( name(1:3) ) == "sg_"  .AND.  .NOT. salsa_gases_from_chem )  &
     2475    THEN
     2476       IF ( .NOT. ALLOCATED( salsa_gas_c ) )                                   &
     2477          ALLOCATE( salsa_gas_c(0:nzc+1,js:je,is:ie,1:ngases_salsa) )
     2478       p_3d => salsa_gas_c(:,:,:,n)
    23582479    !ELSEIF (trim(name) == "z0") then
    23592480       !IF (.not.allocated(z0c))  allocate(z0c(js:je, is:ie))
     
    24192540
    24202541    INTEGER(iwp) ::  i          !<
     2542    INTEGER(iwp) ::  ib         !< running index for aerosol size bins
     2543    INTEGER(iwp) ::  ic         !< running index for aerosol mass bins
    24212544    INTEGER(iwp) ::  icl        !<
    24222545    INTEGER(iwp) ::  icla       !<
     
    24252548    INTEGER(iwp) ::  icra       !<
    24262549    INTEGER(iwp) ::  icrw       !<
     2550    INTEGER(iwp) ::  ig         !< running index for salsa gases
    24272551    INTEGER(iwp) ::  j          !<
    24282552    INTEGER(iwp) ::  jcn        !<
     
    24342558    INTEGER(iwp) ::  k          !<
    24352559    INTEGER(iwp) ::  n          !< running index for chemical species
     2560
    24362561    REAL(wp) ::  waittime       !<
    24372562
     
    25022627                                         kcto, iflo, ifuo, jflo, jfuo, kflo, kfuo, 's' )
    25032628          ENDDO
     2629       ENDIF
     2630
     2631       IF ( salsa  .AND.  nest_salsa )  THEN
     2632          DO  ib = 1, nbins_aerosol
     2633             CALL pmci_interp_1sto_all ( aerosol_number(ib)%conc, aerosol_number_c(:,:,:,ib),        &
     2634                                         kcto, iflo, ifuo, jflo, jfuo, kflo, kfuo, 's' )
     2635          ENDDO
     2636          DO  ic = 1, nbins_aerosol * ncomponents_mass
     2637             CALL pmci_interp_1sto_all ( aerosol_mass(ic)%conc, aerosol_mass_c(:,:,:,ic),            &
     2638                                         kcto, iflo, ifuo, jflo, jfuo, kflo, kfuo, 's' )
     2639          ENDDO
     2640          IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
     2641             DO  ig = 1, ngases_salsa
     2642                CALL pmci_interp_1sto_all ( salsa_gas(ig)%conc, salsa_gas_c(:,:,:,ig),             &
     2643                                            kcto, iflo, ifuo, jflo, jfuo, kflo, kfuo, 's' )
     2644             ENDDO
     2645          ENDIF
    25042646       ENDIF
    25052647
     
    30803222       INTEGER(iwp) ::  ibgp       !< index running over the nbgp boundary ghost points in i-direction
    30813223       INTEGER(iwp) ::  jbgp       !< index running over the nbgp boundary ghost points in j-direction
     3224       INTEGER(iwp) ::  ib         !< running index for aerosol size bins
     3225       INTEGER(iwp) ::  ic         !< running index for aerosol mass bins
     3226       INTEGER(iwp) ::  ig         !< running index for salsa gases
    30823227       INTEGER(iwp) ::  n          !< running index for number of chemical species
    30833228     
     
    31413286             ENDIF
    31423287
     3288             IF ( salsa  .AND.  nest_salsa )  THEN
     3289                DO  ib = 1, nbins_aerosol
     3290                   CALL pmci_interp_1sto_lr( aerosol_number(ib)%conc, aerosol_number_c(:,:,:,ib),    &
     3291                                             kcto, jflo, jfuo, kflo, kfuo, 'l', 's')
     3292                ENDDO
     3293                DO  ic = 1, nbins_aerosol * ncomponents_mass
     3294                   CALL pmci_interp_1sto_lr( aerosol_mass(ic)%conc, aerosol_mass_c(:,:,:,ic),        &
     3295                                             kcto, jflo, jfuo, kflo, kfuo, 'l', 's')
     3296                ENDDO
     3297                IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
     3298                   DO  ig = 1, ngases_salsa
     3299                      CALL pmci_interp_1sto_lr( salsa_gas(ig)%conc, salsa_gas_c(:,:,:,ig),         &
     3300                                                kcto, jflo, jfuo, kflo, kfuo, 'l', 's')
     3301                   ENDDO
     3302                ENDIF
     3303             ENDIF
     3304
    31433305          ENDIF
    31443306!
     
    31953357                ENDDO
    31963358             ENDIF
     3359
     3360             IF ( salsa  .AND.  nest_salsa )  THEN
     3361                DO  ib = 1, nbins_aerosol
     3362                   CALL pmci_interp_1sto_lr( aerosol_number(ib)%conc, aerosol_number_c(:,:,:,ib),    &
     3363                                             kcto, jflo, jfuo, kflo, kfuo, 'r', 's' )
     3364                ENDDO
     3365                DO  ic = 1, nbins_aerosol * ncomponents_mass
     3366                   CALL pmci_interp_1sto_lr( aerosol_mass(ic)%conc, aerosol_mass_c(:,:,:,ic),        &
     3367                                             kcto, jflo, jfuo, kflo, kfuo, 'r', 's' )
     3368                ENDDO
     3369                IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
     3370                   DO  ig = 1, ngases_salsa
     3371                      CALL pmci_interp_1sto_lr( salsa_gas(ig)%conc, salsa_gas_c(:,:,:,ig),         &
     3372                                                kcto, jflo, jfuo, kflo, kfuo, 'r', 's' )
     3373                   ENDDO
     3374                ENDIF
     3375             ENDIF
     3376
    31973377          ENDIF
    31983378!
     
    32483428                ENDDO
    32493429             ENDIF
     3430             
     3431             IF ( salsa  .AND.  nest_salsa )  THEN
     3432                DO  ib = 1, nbins_aerosol
     3433                   CALL pmci_interp_1sto_sn( aerosol_number(ib)%conc, aerosol_number_c(:,:,:,ib),    &
     3434                                             kcto, iflo, ifuo, kflo, kfuo, 's', 's' )
     3435                ENDDO
     3436                DO  ic = 1, nbins_aerosol * ncomponents_mass
     3437                   CALL pmci_interp_1sto_sn( aerosol_mass(ic)%conc, aerosol_mass_c(:,:,:,ic),        &
     3438                                             kcto, iflo, ifuo, kflo, kfuo, 's', 's' )
     3439                ENDDO
     3440                IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
     3441                   DO  ig = 1, ngases_salsa
     3442                      CALL pmci_interp_1sto_sn( salsa_gas(ig)%conc, salsa_gas_c(:,:,:,ig),         &
     3443                                                kcto, iflo, ifuo, kflo, kfuo, 's', 's' )
     3444                   ENDDO
     3445                ENDIF
     3446             ENDIF
     3447                       
    32503448          ENDIF
    32513449!
     
    33013499                ENDDO
    33023500             ENDIF
     3501             
     3502             IF ( salsa  .AND.  nest_salsa )  THEN
     3503                DO  ib = 1, nbins_aerosol
     3504                   CALL pmci_interp_1sto_sn( aerosol_number(ib)%conc, aerosol_number_c(:,:,:,ib),    &
     3505                                             kcto, iflo, ifuo, kflo, kfuo, 'n', 's' )
     3506                ENDDO
     3507                DO  ic = 1, nbins_aerosol * ncomponents_mass
     3508                   CALL pmci_interp_1sto_sn( aerosol_mass(ic)%conc, aerosol_mass_c(:,:,:,ic),        &
     3509                                             kcto, iflo, ifuo, kflo, kfuo, 'n', 's' )
     3510                ENDDO
     3511                IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
     3512                   DO  ig = 1, ngases_salsa
     3513                      CALL pmci_interp_1sto_sn( salsa_gas(ig)%conc, salsa_gas_c(:,:,:,ig),         &
     3514                                                kcto, iflo, ifuo, kflo, kfuo, 'n', 's' )
     3515                   ENDDO
     3516                ENDIF
     3517             ENDIF
     3518                         
    33033519          ENDIF
    33043520
     
    33483564                                      kcto, iflo, ifuo, jflo, jfuo, 's' )
    33493565          ENDDO
     3566       ENDIF
     3567       
     3568       IF ( salsa  .AND.  nest_salsa )  THEN
     3569          DO  ib = 1, nbins_aerosol
     3570             CALL pmci_interp_1sto_t( aerosol_number(ib)%conc, aerosol_number_c(:,:,:,ib),           &
     3571                                      kcto, iflo, ifuo, jflo, jfuo, 's' )
     3572          ENDDO
     3573          DO  ic = 1, nbins_aerosol * ncomponents_mass
     3574             CALL pmci_interp_1sto_t( aerosol_mass(ic)%conc, aerosol_mass_c(:,:,:,ic),               &
     3575                                      kcto, iflo, ifuo, jflo, jfuo, 's' )
     3576          ENDDO
     3577          IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
     3578             DO  ig = 1, ngases_salsa
     3579                CALL pmci_interp_1sto_t( salsa_gas(ig)%conc, salsa_gas_c(:,:,:,ig),                &
     3580                                         kcto, iflo, ifuo, jflo, jfuo, 's' )
     3581             ENDDO
     3582          ENDIF
    33503583       ENDIF
    33513584
     
    33603593!--   Note that TKE is not anterpolated.
    33613594      IMPLICIT NONE
     3595      INTEGER(iwp) ::  ib         !< running index for aerosol size bins
     3596      INTEGER(iwp) ::  ic         !< running index for aerosol mass bins
    33623597      INTEGER(iwp) ::  n          !< running index for number of chemical species
    3363 
    3364      
     3598      INTEGER(iwp) ::  ig         !< running index for salsa gases
     3599
     3600
    33653601      CALL pmci_anterp_tophat( u,  uc,  kcto, iflu, ifuu, jflo, jfuo, kflo, kfuo, ijkfc_u, 'u' )
    33663602      CALL pmci_anterp_tophat( v,  vc,  kcto, iflo, ifuo, jflv, jfuv, kflo, kfuo, ijkfc_v, 'v' )
     
    34193655                                     kcto, iflo, ifuo, jflo, jfuo, kflo, kfuo, ijkfc_s, 's' )
    34203656         ENDDO
     3657      ENDIF
     3658     
     3659      IF ( salsa  .AND.  nest_salsa )  THEN
     3660         DO  ib = 1, nbins_aerosol
     3661            CALL pmci_anterp_tophat( aerosol_number(ib)%conc, aerosol_number_c(:,:,:,ib),            &
     3662                                     kcto, iflo, ifuo, jflo, jfuo, kflo, kfuo, ijkfc_s, 's' )
     3663         ENDDO
     3664         DO  ic = 1, nbins_aerosol * ncomponents_mass
     3665            CALL pmci_anterp_tophat( aerosol_mass(ic)%conc, aerosol_mass_c(:,:,:,ic),                &
     3666                                     kcto, iflo, ifuo, jflo, jfuo, kflo, kfuo, ijkfc_s, 's' )
     3667         ENDDO
     3668         IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
     3669            DO  ig = 1, ngases_salsa
     3670               CALL pmci_anterp_tophat( salsa_gas(ig)%conc, salsa_gas_c(:,:,:,ig),                 &
     3671                                        kcto, iflo, ifuo, jflo, jfuo, kflo, kfuo, ijkfc_s, 's' )
     3672            ENDDO
     3673         ENDIF
    34213674      ENDIF
    34223675
     
    42754528        ONLY:  ibc_pt_b, ibc_q_b, ibc_s_b, ibc_uv_b
    42764529
     4530    USE salsa_mod,                                                             &
     4531        ONLY:  ibc_salsa_b
     4532
    42774533    USE surface_mod,                                                           &
    42784534        ONLY:  bc_h
     
    42804536    IMPLICIT NONE
    42814537
    4282     INTEGER(iwp) ::  i  !< Index along x-direction
    4283     INTEGER(iwp) ::  j  !< Index along y-direction
    4284     INTEGER(iwp) ::  k  !< Index along z-direction
    4285     INTEGER(iwp) ::  m  !< Running index for surface type
    4286     INTEGER(iwp) ::  n  !< running index for number of chemical species
    4287    
     4538    INTEGER(iwp) ::  i   !< Index along x-direction
     4539    INTEGER(iwp) ::  ib  !< running index for aerosol size bins
     4540    INTEGER(iwp) ::  ic  !< running index for aerosol mass bins
     4541    INTEGER(iwp) ::  ig  !< running index for salsa gases
     4542    INTEGER(iwp) ::  j   !< Index along y-direction
     4543    INTEGER(iwp) ::  k   !< Index along z-direction
     4544    INTEGER(iwp) ::  m   !< Running index for surface type
     4545    INTEGER(iwp) ::  n   !< running index for number of chemical species
     4546
    42884547!
    42894548!-- Set Dirichlet boundary conditions for horizontal velocity components
     
    44334692          ENDDO
    44344693       ENDIF
    4435     ENDIF
     4694    ENDIF
     4695!
     4696!-- Set Neumann boundary conditions for aerosols and salsa gases
     4697    IF ( salsa  .AND.  nest_salsa )  THEN
     4698       IF ( ibc_salsa_b == 1 )  THEN
     4699          DO  m = 1, bc_h(0)%ns
     4700             i = bc_h(0)%i(m)
     4701             j = bc_h(0)%j(m)
     4702             k = bc_h(0)%k(m)
     4703             DO  ib = 1, nbins_aerosol
     4704                aerosol_number(ib)%conc(k-1,j,i) = aerosol_number(ib)%conc(k,j,i)
     4705             ENDDO
     4706             DO  ic = 1, nbins_aerosol * ncomponents_mass
     4707                aerosol_mass(ic)%conc(k-1,j,i) = aerosol_mass(ic)%conc(k,j,i)
     4708             ENDDO
     4709             IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
     4710                DO  ig = 1, ngases_salsa
     4711                   salsa_gas(ig)%conc(k-1,j,i) = salsa_gas(ig)%conc(k,j,i)
     4712                ENDDO
     4713             ENDIF
     4714          ENDDO
     4715          DO  m = 1, bc_h(1)%ns
     4716             i = bc_h(1)%i(m)
     4717             j = bc_h(1)%j(m)
     4718             k = bc_h(1)%k(m)
     4719             DO  ib = 1, nbins_aerosol
     4720                aerosol_number(ib)%conc(k+1,j,i) = aerosol_number(ib)%conc(k,j,i)
     4721             ENDDO
     4722             DO  ic = 1, nbins_aerosol * ncomponents_mass
     4723                aerosol_mass(ic)%conc(k+1,j,i) = aerosol_mass(ic)%conc(k,j,i)
     4724             ENDDO
     4725             IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
     4726                DO  ig = 1, ngases_salsa
     4727                   salsa_gas(ig)%conc(k+1,j,i) = salsa_gas(ig)%conc(k,j,i)
     4728                ENDDO
     4729             ENDIF
     4730          ENDDO
     4731       ENDIF
     4732    ENDIF   
    44364733
    44374734 END SUBROUTINE pmci_boundary_conds
  • palm/trunk/SOURCE/prognostic_equations.f90

    r3840 r3864  
    2525! -----------------
    2626! $Id$
     27! Modifications made for salsa:
     28! - salsa_prognostic_equations moved to salsa_mod (and the call to
     29!   module_interface_mod)
     30! - Renamed nbins --> nbins_aerosol, ncc_tot --> ncomponents_mass and
     31!   ngast --> ngases_salsa and loop indices b, c and sg to ib, ic and ig
     32!
     33! 3840 2019-03-29 10:35:52Z knoop
    2734! added USE chem_gasphase_mod for nvar, nspec and spc_names
    2835!
     
    376383    USE buoyancy_mod,                                                          &
    377384        ONLY:  buoyancy
    378            
     385
    379386    USE chem_modules,                                                          &
    380387        ONLY:  call_chem_at_all_substeps, chem_gasphase_on, cs_name,           &
     
    447454               skip_time_do_radiation
    448455#endif
    449                          
     456
    450457    USE salsa_mod,                                                             &
    451         ONLY:  aerosol_mass, aerosol_number, dt_salsa, last_salsa_time, nbins, &
    452                ncc_tot, ngast, salsa_boundary_conds, salsa_diagnostics,        &
    453                salsa_driver, salsa_gas, salsa_gases_from_chem, salsa_tendency, &
    454                skip_time_do_salsa
    455                
     458        ONLY:  aerosol_mass, aerosol_number, dt_salsa, last_salsa_time,       &
     459               nbins_aerosol, ncomponents_mass, ngases_salsa,                  &
     460               salsa_boundary_conds, salsa_diagnostics, salsa_driver,          &
     461               salsa_gas, salsa_gases_from_chem, skip_time_do_salsa
     462
    456463    USE salsa_util_mod,                                                        &
    457         ONLY:  sums_salsa_ws_l                             
    458    
     464        ONLY:  sums_salsa_ws_l
     465
    459466    USE statistics,                                                            &
    460467        ONLY:  hom
     
    506513
    507514    IMPLICIT NONE
    508    
    509     INTEGER(iwp) ::  b                   !< index for aerosol size bins (salsa)
    510     INTEGER(iwp) ::  c                   !< index for chemical compounds (salsa)
    511     INTEGER(iwp) ::  g                   !< index for gaseous compounds (salsa)
     515
    512516    INTEGER(iwp) ::  i                   !<
    513517    INTEGER(iwp) ::  i_omp_start         !<
     518    INTEGER(iwp) ::  ib                  !< index for aerosol size bins (salsa)
     519    INTEGER(iwp) ::  ic                  !< index for chemical compounds (salsa)
     520    INTEGER(iwp) ::  icc                 !< additional index for chemical compounds (salsa)
     521    INTEGER(iwp) ::  ig                  !< index for gaseous compounds (salsa)
    514522    INTEGER(iwp) ::  j                   !<
    515523    INTEGER(iwp) ::  k                   !<
     
    587595       CALL cpu_log( log_point_s(84), 'chem.exch-horiz', 'stop' )
    588596
    589     ENDIF       
     597    ENDIF
    590598!
    591599!-- Run SALSA and aerosol dynamic processes. SALSA is run with a longer time
     
    593601!-- concentrations of aerosol number and mass
    594602    IF ( salsa )  THEN
    595        
    596        IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do_salsa )  THEN                 
     603
     604       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do_salsa )  THEN
    597605          IF ( ( time_since_reference_point - last_salsa_time ) >= dt_salsa )  &
    598606          THEN
    599607             CALL cpu_log( log_point_s(90), 'salsa processes ', 'start' )
    600              !$OMP PARALLEL PRIVATE (i,j,b,c,g)
     608             !$OMP PARALLEL PRIVATE (i,j,ib,ic,icc,ig)
    601609             !$OMP DO
    602610!
     
    609617                ENDDO
    610618             ENDDO
    611              
     619
    612620             CALL cpu_log( log_point_s(90), 'salsa processes ', 'stop' )
    613621             
     
    615623!
    616624!--          Exchange ghost points and decycle if needed.
    617              DO  b = 1, nbins
    618                 CALL exchange_horiz( aerosol_number(b)%conc, nbgp )
    619                 CALL salsa_boundary_conds( aerosol_number(b)%conc_p,           &
    620                                            aerosol_number(b)%init )
    621                 DO  c = 1, ncc_tot
    622                    CALL exchange_horiz( aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%conc, nbgp )
    623                    CALL salsa_boundary_conds(                                  &
    624                                            aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%conc_p, &
    625                                            aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%init )
    626                 ENDDO
    627              ENDDO
    628              
     625             DO  ib = 1, nbins_aerosol
     626                CALL exchange_horiz( aerosol_number(ib)%conc, nbgp )
     627                CALL salsa_boundary_conds( aerosol_number(ib)%conc,            &
     628                                           aerosol_number(ib)%init )
     629                DO  ic = 1, ncomponents_mass
     630                   icc = ( ic - 1 ) * nbins_aerosol + ib
     631                   CALL exchange_horiz( aerosol_mass(icc)%conc, nbgp )
     632                   CALL salsa_boundary_conds( aerosol_mass(icc)%conc,          &
     633                                              aerosol_mass(icc)%init )
     634                ENDDO
     635             ENDDO
     636
    629637             IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
    630                 DO  g = 1, ngast
    631                    CALL exchange_horiz( salsa_gas(g)%conc, nbgp )
    632                    CALL salsa_boundary_conds( salsa_gas(g)%conc_p,             &
    633                                               salsa_gas(g)%init )
     638                DO  ig = 1, ngases_salsa
     639                   CALL exchange_horiz( salsa_gas(ig)%conc, nbgp )
     640                   CALL salsa_boundary_conds( salsa_gas(ig)%conc,              &
     641                                              salsa_gas(ig)%init )
    634642                ENDDO
    635643             ENDIF
     
    638646             !$OMP END PARALLEL
    639647             last_salsa_time = time_since_reference_point
    640              
    641           ENDIF
    642          
    643        ENDIF
    644        
     648
     649          ENDIF
     650
     651       ENDIF
     652
    645653    ENDIF
    646654
     
    14421450                                     chem_species(lsp)%diss_l_cs )       
    14431451             ENDDO
    1444          
     1452
    14451453          ENDIF   ! Chemical equations
    1446        
    1447           IF ( salsa )  THEN
    1448 !
    1449 !--          Loop over aerosol size bins: number and mass bins
    1450              IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do_salsa )  THEN
    1451              
    1452                 DO  b = 1, nbins               
    1453                    sums_salsa_ws_l = aerosol_number(b)%sums_ws_l
    1454                    CALL salsa_tendency( 'aerosol_number',                      &
    1455                                          aerosol_number(b)%conc_p,             &
    1456                                          aerosol_number(b)%conc,               &
    1457                                          aerosol_number(b)%tconc_m,            &
    1458                                          i, j, i_omp_start, tn, b, b,          &
    1459                                          aerosol_number(b)%flux_s,             &
    1460                                          aerosol_number(b)%diss_s,             &
    1461                                          aerosol_number(b)%flux_l,             &
    1462                                          aerosol_number(b)%diss_l,             &
    1463                                          aerosol_number(b)%init )
    1464                    aerosol_number(b)%sums_ws_l = sums_salsa_ws_l
    1465                    DO  c = 1, ncc_tot
    1466                       sums_salsa_ws_l = aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%sums_ws_l
    1467                       CALL salsa_tendency( 'aerosol_mass',                     &
    1468                                             aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%conc_p,&
    1469                                             aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%conc,  &
    1470                                             aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%tconc_m,&
    1471                                             i, j, i_omp_start, tn, b, c,       &
    1472                                             aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%flux_s,&
    1473                                             aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%diss_s,&
    1474                                             aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%flux_l,&
    1475                                             aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%diss_l,&
    1476                                             aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%init )
    1477                       aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%sums_ws_l = sums_salsa_ws_l
    1478                    ENDDO
    1479                 ENDDO
    1480                 IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
    1481                    DO  g = 1, ngast
    1482                       sums_salsa_ws_l = salsa_gas(g)%sums_ws_l
    1483                       CALL salsa_tendency( 'salsa_gas', salsa_gas(g)%conc_p,   &
    1484                                       salsa_gas(g)%conc, salsa_gas(g)%tconc_m, &
    1485                                       i, j, i_omp_start, tn, g, g,             &
    1486                                       salsa_gas(g)%flux_s, salsa_gas(g)%diss_s,&
    1487                                       salsa_gas(g)%flux_l, salsa_gas(g)%diss_l,&
    1488                                       salsa_gas(g)%init )
    1489                       salsa_gas(g)%sums_ws_l = sums_salsa_ws_l
    1490                    ENDDO
    1491                 ENDIF
    1492              
    1493              ENDIF
    1494              
    1495           ENDIF       
    14961454
    14971455       ENDDO  ! loop over j
     
    15171475    IMPLICIT NONE
    15181476
    1519     INTEGER(iwp) ::  b     !< index for aerosol size bins (salsa)
    1520     INTEGER(iwp) ::  c     !< index for chemical compounds (salsa)
    1521     INTEGER(iwp) ::  g     !< index for gaseous compounds (salsa)
    15221477    INTEGER(iwp) ::  i     !<
     1478    INTEGER(iwp) ::  ib    !< index for aerosol size bins (salsa)
     1479    INTEGER(iwp) ::  ic    !< index for chemical compounds (salsa)
     1480    INTEGER(iwp) ::  icc   !< additional index for chemical compounds (salsa)
     1481    INTEGER(iwp) ::  ig    !< index for gaseous compounds (salsa)
    15231482    INTEGER(iwp) ::  j     !<
    15241483    INTEGER(iwp) ::  k     !<
     
    15321491!-- concentrations of aerosol number and mass
    15331492    IF ( salsa )  THEN
    1534        
    15351493       IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do_salsa )  THEN
    1536        
    15371494          IF ( ( time_since_reference_point - last_salsa_time ) >= dt_salsa )  &
    15381495          THEN
    1539          
    15401496             CALL cpu_log( log_point_s(90), 'salsa processes ', 'start' )
    1541              !$OMP PARALLEL PRIVATE (i,j,b,c,g)
     1497             !$OMP PARALLEL PRIVATE (i,j,ib,ic,icc,ig)
    15421498             !$OMP DO
    15431499!
     
    15501506                ENDDO
    15511507             ENDDO
    1552              
     1508
    15531509             CALL cpu_log( log_point_s(90), 'salsa processes ', 'stop' )
    1554              
    15551510             CALL cpu_log( log_point_s(91), 'salsa exch-horiz ', 'start' )
    15561511!
    15571512!--          Exchange ghost points and decycle if needed.
    1558              DO  b = 1, nbins
    1559                 CALL exchange_horiz( aerosol_number(b)%conc, nbgp )
    1560                 CALL salsa_boundary_conds( aerosol_number(b)%conc_p,           &
    1561                                            aerosol_number(b)%init )
    1562                 DO  c = 1, ncc_tot
    1563                    CALL exchange_horiz( aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%conc, nbgp )
    1564                    CALL salsa_boundary_conds(                                  &
    1565                                            aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%conc_p, &
    1566                                            aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%init )
    1567                 ENDDO
    1568              ENDDO
    1569              
     1513             DO  ib = 1, nbins_aerosol
     1514                CALL exchange_horiz( aerosol_number(ib)%conc, nbgp )
     1515                CALL salsa_boundary_conds( aerosol_number(ib)%conc,            &
     1516                                           aerosol_number(ib)%init )
     1517                DO  ic = 1, ncomponents_mass
     1518                   icc = ( ic - 1 ) * nbins_aerosol + ib
     1519                   CALL exchange_horiz( aerosol_mass(icc)%conc, nbgp )
     1520                   CALL salsa_boundary_conds( aerosol_mass(icc)%conc,          &
     1521                                              aerosol_mass(icc)%init )
     1522                ENDDO
     1523             ENDDO
    15701524             IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
    1571                 DO  g = 1, ngast
    1572                    CALL exchange_horiz( salsa_gas(g)%conc, nbgp )
    1573                    CALL salsa_boundary_conds( salsa_gas(g)%conc_p,             &
    1574                                               salsa_gas(g)%init )
     1525                DO  ig = 1, ngases_salsa
     1526                   CALL exchange_horiz( salsa_gas(ig)%conc, nbgp )
     1527                   CALL salsa_boundary_conds( salsa_gas(ig)%conc,              &
     1528                                              salsa_gas(ig)%init )
    15751529                ENDDO
    15761530             ENDIF
    15771531             CALL cpu_log( log_point_s(91), 'salsa exch-horiz ', 'stop' )
    1578              
    15791532             !$OMP END PARALLEL
    15801533             last_salsa_time = time_since_reference_point
    1581              
    1582           ENDIF
    1583          
    1584        ENDIF
    1585        
     1534          ENDIF
     1535       ENDIF
    15861536    ENDIF
    15871537
     
    26612611       CALL cpu_log( log_point_s(25), 'chem.advec+diff+prog', 'stop' )             
    26622612    ENDIF   ! Chemicals equations
    2663        
    2664     IF ( salsa )  THEN
    2665        CALL cpu_log( log_point_s(92), 'salsa advec+diff+prog ', 'start' )
    2666 !
    2667 !--          Loop over aerosol size bins: number and mass bins
    2668        IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do_salsa )  THEN
    2669        
    2670           DO  b = 1, nbins               
    2671              sums_salsa_ws_l = aerosol_number(b)%sums_ws_l
    2672              CALL salsa_tendency( 'aerosol_number', aerosol_number(b)%conc_p,  &
    2673                                    aerosol_number(b)%conc,                     &
    2674                                    aerosol_number(b)%tconc_m,                  &
    2675                                    b, b, aerosol_number(b)%init )
    2676              aerosol_number(b)%sums_ws_l = sums_salsa_ws_l
    2677              DO  c = 1, ncc_tot
    2678                 sums_salsa_ws_l = aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%sums_ws_l
    2679                 CALL salsa_tendency( 'aerosol_mass',                           &
    2680                                       aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%conc_p,      &
    2681                                       aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%conc,        &
    2682                                       aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%tconc_m,     &
    2683                                       b, c, aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%init )
    2684                 aerosol_mass((c-1)*nbins+b)%sums_ws_l = sums_salsa_ws_l
    2685              ENDDO
    2686           ENDDO
    2687           IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
    2688              DO  g = 1, ngast
    2689                 sums_salsa_ws_l = salsa_gas(g)%sums_ws_l
    2690                 CALL salsa_tendency( 'salsa_gas', salsa_gas(g)%conc_p,         &
    2691                                       salsa_gas(g)%conc, salsa_gas(g)%tconc_m, &
    2692                                       g, g, salsa_gas(g)%init )
    2693                 salsa_gas(g)%sums_ws_l = sums_salsa_ws_l
    2694              ENDDO
    2695           ENDIF
    2696        
    2697        ENDIF
    2698        
    2699        CALL cpu_log( log_point_s(92), 'salsa advec+diff+prog ', 'stop' )
    2700     ENDIF
    2701 
    27022613
    27032614 END SUBROUTINE prognostic_equations_vector
  • palm/trunk/SOURCE/salsa_mod.f90

    r3833 r3864  
    2626! -----------------
    2727! $Id$
     28! Major changes in formatting, performance and data input structure (see branch
     29! the history for details)
     30! - Time-dependent emissions enabled: lod=1 for yearly PM emissions that are
     31!   normalised depending on the time, and lod=2 for preprocessed emissions
     32!   (similar to the chemistry module).
     33! - Additionally, 'uniform' emissions allowed. This emission is set constant on
     34!   all horisontal upward facing surfaces and it is created based on parameters
     35!   surface_aerosol_flux, aerosol_flux_dpg/sigmag/mass_fracs_a/mass_fracs_b.
     36! - All emissions are now implemented as surface fluxes! No 3D sources anymore.
     37! - Update the emission information by calling salsa_emission_update if
     38!   skip_time_do_salsa >= time_since_reference_point and
     39!   next_aero_emission_update <= time_since_reference_point
     40! - Aerosol background concentrations read from PIDS_DYNAMIC. The vertical grid
     41!   must match the one applied in the model.
     42! - Gas emissions and background concentrations can be also read in in salsa_mod
     43!   if the chemistry module is not applied.
     44! - In deposition, information on the land use type can be now imported from
     45!   the land use model
     46! - Use SI units in PARIN, i.e. n_lognorm given in #/m3 and dpg in metres.
     47! - Apply 100 character line limit
     48! - Change all variable names from capital to lowercase letter
     49! - Change real exponents to integer if possible. If not, precalculate the value
     50!   value of exponent
     51! - Rename in1a to start_subrange_1a, fn2a to end_subrange_1a etc.
     52! - Rename nbins --> nbins_aerosol, ncc_tot --> ncomponents_mass and ngast -->
     53!   ngases_salsa
     54! - Rename ibc to index_bc, idu to index_du etc.
     55! - Renamed loop indices b, c and sg to ib, ic and ig
     56! - run_salsa subroutine removed
     57! - Corrected a bud in salsa_driver: falsely applied ino instead of inh
     58! - Call salsa_tendency within salsa_prognostic_equations which is called in
     59!   module_interface_mod instead of prognostic_equations_mod
     60! - Removed tailing white spaces and unused variables
     61! - Change error message to start by PA instead of SA
     62!
     63! 3833 2019-03-28 15:04:04Z forkel
    2864! added USE chem_gasphase_mod for nvar, nspec and spc_names
    2965!
     
    71107! --------
    72108! @author Mona Kurppa (University of Helsinki)
    73 ! 
     109!
    74110!
    75111! Description:
    76112! ------------
    77 !> Sectional aerosol module for large scale applications SALSA 
     113!> Sectional aerosol module for large scale applications SALSA
    78114!> (Kokkola et al., 2008, ACP 8, 2469-2483). Solves the aerosol number and mass
    79 !> concentration as well as chemical composition. Includes aerosol dynamic 
     115!> concentration as well as chemical composition. Includes aerosol dynamic
    80116!> processes: nucleation, condensation/evaporation of vapours, coagulation and
    81 !> deposition on tree leaves, ground and roofs. 
     117!> deposition on tree leaves, ground and roofs.
    82118!> Implementation is based on formulations implemented in UCLALES-SALSA except
    83 !> for deposition which is based on parametrisations by Zhang et al. (2001, 
    84 !> Atmos. Environ. 35, 549-560) or Petroff&Zhang (2010, Geosci. Model Dev. 3, 
     119!> for deposition which is based on parametrisations by Zhang et al. (2001,
     120!> Atmos. Environ. 35, 549-560) or Petroff&Zhang (2010, Geosci. Model Dev. 3,
    85121!> 753-769)
    86122!>
    87 !> @todo Implement turbulent inflow of aerosols in inflow_turbulence.
    88 !> @todo Deposition on subgrid scale vegetation
    89 !> @todo Deposition on vegetation calculated by default for deciduous broadleaf
    90 !>       trees
    91 !> @todo Revise masked data output. There is a potential bug in case of
    92 !>       terrain-following masked output, according to data_output_mask.
    93 !> @todo There are now improved interfaces for NetCDF data input which can be
    94 !>       used instead of get variable etc.
     123!> @todo Apply information from emission_stack_height to lift emission sources
     124!> @todo emission mode "parameterized", i.e. based on street type
    95125!------------------------------------------------------------------------------!
    96126 MODULE salsa_mod
     
    98128    USE basic_constants_and_equations_mod,                                     &
    99129        ONLY:  c_p, g, p_0, pi, r_d
    100  
     130
    101131    USE chem_gasphase_mod,                                                     &
    102132        ONLY:  nspec, nvar, spc_names
     
    113143        ONLY:  nbgp, nx, nxl, nxlg, nxr, nxrg, ny, nyn, nyng, nys, nysg, nzb,  &
    114144               nzb_s_inner, nz, nzt, wall_flags_0
    115      
     145
    116146    USE kinds
    117    
     147
    118148    USE pegrid
    119    
     149
    120150    USE salsa_util_mod
    121151
     
    125155!
    126156!-- Local constants:
    127     INTEGER(iwp), PARAMETER ::  ngast   = 5 !< total number of gaseous tracers:
    128                                             !< 1 = H2SO4, 2 = HNO3, 3 = NH3,
    129                                             !< 4 = OCNV (non-volatile OC),
    130                                             !< 5 = OCSV (semi-volatile) 
    131     INTEGER(iwp), PARAMETER ::  nmod    = 7 !< number of modes for initialising
    132                                             !< the aerosol size distribution                                             
    133     INTEGER(iwp), PARAMETER ::  nreg    = 2 !< Number of main size subranges
    134     INTEGER(iwp), PARAMETER ::  maxspec = 7 !< Max. number of aerosol species
    135 !   
     157    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  luc_urban = 8      !< default landuse type for urban: use desert!
     158    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  ngases_salsa   = 5 !< total number of gaseous tracers:
     159                                                   !< 1 = H2SO4, 2 = HNO3, 3 = NH3, 4 = OCNV
     160                                                   !< (non-volatile OC), 5 = OCSV (semi-volatile)
     161    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  nmod    = 7  !< number of modes for initialising the aerosol size
     162                                             !< distribution
     163    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  nreg    = 2  !< Number of main size subranges
     164    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  maxspec = 7  !< Max. number of aerosol species
     165    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  season = 1   !< For dry depostion by Zhang et al.: 1 = summer,
     166                                             !< 2 = autumn (no harvest yet), 3 = late autumn
     167                                             !< (already frost), 4 = winter, 5 = transitional spring
     168!
    136169!-- Universal constants
    137     REAL(wp), PARAMETER ::  abo    = 1.380662E-23_wp  !< Boltzmann constant (J/K)
    138     REAL(wp), PARAMETER ::  alv    = 2.260E+6_wp      !< latent heat for H2O
    139                                                       !< vaporisation (J/kg)
    140     REAL(wp), PARAMETER ::  alv_d_rv  = 4896.96865_wp !< alv / rv
    141     REAL(wp), PARAMETER ::  am_airmol = 4.8096E-26_wp !< Average mass of one air
    142                                                       !< molecule (Jacobson,
    143                                                       !< 2005, Eq. 2.3)                                                   
    144     REAL(wp), PARAMETER ::  api6   = 0.5235988_wp     !< pi / 6   
    145     REAL(wp), PARAMETER ::  argas  = 8.314409_wp      !< Gas constant (J/(mol K))
    146     REAL(wp), PARAMETER ::  argas_d_cpd = 8.281283865E-3_wp !< argas per cpd
    147     REAL(wp), PARAMETER ::  avo    = 6.02214E+23_wp   !< Avogadro constant (1/mol)
    148     REAL(wp), PARAMETER ::  d_sa   = 5.539376964394570E-10_wp !< diameter of
    149                                                       !< condensing sulphuric
    150                                                       !< acid molecule (m) 
    151     REAL(wp), PARAMETER ::  for_ppm_to_nconc =  7.243016311E+16_wp !<
    152                                                  !< ppm * avo / R (K/(Pa*m3))
     170    REAL(wp), PARAMETER ::  abo    = 1.380662E-23_wp   !< Boltzmann constant (J/K)
     171    REAL(wp), PARAMETER ::  alv    = 2.260E+6_wp       !< latent heat for H2O
     172                                                       !< vaporisation (J/kg)
     173    REAL(wp), PARAMETER ::  alv_d_rv  = 4896.96865_wp  !< alv / rv
     174    REAL(wp), PARAMETER ::  am_airmol = 4.8096E-26_wp  !< Average mass of one air
     175                                                       !< molecule (Jacobson,
     176                                                       !< 2005, Eq. 2.3)
     177    REAL(wp), PARAMETER ::  api6   = 0.5235988_wp      !< pi / 6
     178    REAL(wp), PARAMETER ::  argas  = 8.314409_wp       !< Gas constant (J/(mol K))
     179    REAL(wp), PARAMETER ::  argas_d_cpd = 8.281283865E-3_wp  !< argas per cpd
     180    REAL(wp), PARAMETER ::  avo    = 6.02214E+23_wp    !< Avogadro constant (1/mol)
     181    REAL(wp), PARAMETER ::  d_sa   = 5.539376964394570E-10_wp  !< diameter of condensing sulphuric
     182                                                               !< acid molecule (m)
     183    REAL(wp), PARAMETER ::  for_ppm_to_nconc =  7.243016311E+16_wp !< ppm * avo / R (K/(Pa*m3))
    153184    REAL(wp), PARAMETER ::  epsoc  = 0.15_wp          !< water uptake of organic
    154                                                       !< material     
    155     REAL(wp), PARAMETER ::  mclim  = 1.0E-23_wp    !< mass concentration min
    156                                                    !< limit for aerosols (kg/m3)                                                   
    157     REAL(wp), PARAMETER ::  n3     = 158.79_wp !< Number of H2SO4 molecules in
    158                                                !< 3 nm cluster if d_sa=5.54e-10m
    159     REAL(wp), PARAMETER ::  nclim  = 1.0_wp    !< number concentration min limit
    160                                                !< for aerosols and gases (#/m3)
    161     REAL(wp), PARAMETER ::  surfw0 = 0.073_wp  !< surface tension of pure water
    162                                                !< at ~ 293 K (J/m2)   
    163     REAL(wp), PARAMETER ::  vclim  = 1.0E-24_wp    !< volume concentration min
    164                                                    !< limit for aerosols (m3/m3)                                           
     185                                                      !< material
     186    REAL(wp), PARAMETER ::  mclim  = 1.0E-23_wp       !< mass concentration min limit (kg/m3)
     187    REAL(wp), PARAMETER ::  n3     = 158.79_wp        !< Number of H2SO4 molecules in 3 nm cluster
     188                                                      !< if d_sa=5.54e-10m
     189    REAL(wp), PARAMETER ::  nclim  = 1.0_wp           !< number concentration min limit (#/m3)
     190    REAL(wp), PARAMETER ::  surfw0 = 0.073_wp         !< surface tension of water at 293 K (J/m2)
     191!
    165192!-- Molar masses in kg/mol
    166193    REAL(wp), PARAMETER ::  ambc   = 12.0E-3_wp     !< black carbon (BC)
    167194    REAL(wp), PARAMETER ::  amdair = 28.970E-3_wp   !< dry air
    168     REAL(wp), PARAMETER ::  amdu   = 100.E-3_wp     !< mineral dust 
     195    REAL(wp), PARAMETER ::  amdu   = 100.E-3_wp     !< mineral dust
    169196    REAL(wp), PARAMETER ::  amh2o  = 18.0154E-3_wp  !< H2O
    170197    REAL(wp), PARAMETER ::  amh2so4  = 98.06E-3_wp  !< H2SO4
     
    176203    REAL(wp), PARAMETER ::  amoc   = 150.E-3_wp     !< organic carbon (OC)
    177204    REAL(wp), PARAMETER ::  amss   = 58.44E-3_wp    !< sea salt (NaCl)
     205!
    178206!-- Densities in kg/m3
    179     REAL(wp), PARAMETER ::  arhobc     = 2000.0_wp !< black carbon
    180     REAL(wp), PARAMETER ::  arhodu     = 2650.0_wp !< mineral dust
    181     REAL(wp), PARAMETER ::  arhoh2o    = 1000.0_wp !< H2O
    182     REAL(wp), PARAMETER ::  arhoh2so4  = 1830.0_wp !< SO4
    183     REAL(wp), PARAMETER ::  arhohno3   = 1479.0_wp !< HNO3
    184     REAL(wp), PARAMETER ::  arhonh3    = 1530.0_wp !< NH3
    185     REAL(wp), PARAMETER ::  arhooc     = 2000.0_wp !< organic carbon
    186     REAL(wp), PARAMETER ::  arhoss     = 2165.0_wp !< sea salt (NaCl)
     207    REAL(wp), PARAMETER ::  arhobc     = 2000.0_wp  !< black carbon
     208    REAL(wp), PARAMETER ::  arhodu     = 2650.0_wp  !< mineral dust
     209    REAL(wp), PARAMETER ::  arhoh2o    = 1000.0_wp  !< H2O
     210    REAL(wp), PARAMETER ::  arhoh2so4  = 1830.0_wp  !< SO4
     211    REAL(wp), PARAMETER ::  arhohno3   = 1479.0_wp  !< HNO3
     212    REAL(wp), PARAMETER ::  arhonh3    = 1530.0_wp  !< NH3
     213    REAL(wp), PARAMETER ::  arhooc     = 2000.0_wp  !< organic carbon
     214    REAL(wp), PARAMETER ::  arhoss     = 2165.0_wp  !< sea salt (NaCl)
     215!
    187216!-- Volume of molecule in m3/#
    188217    REAL(wp), PARAMETER ::  amvh2o   = amh2o /avo / arhoh2o      !< H2O
    189218    REAL(wp), PARAMETER ::  amvh2so4 = amh2so4 / avo / arhoh2so4 !< SO4
    190     REAL(wp), PARAMETER ::  amvhno3  = amhno3 / avo / arhohno3   !< HNO3 
    191     REAL(wp), PARAMETER ::  amvnh3   = amnh3 / avo / arhonh3     !< NH3 
     219    REAL(wp), PARAMETER ::  amvhno3  = amhno3 / avo / arhohno3   !< HNO3
     220    REAL(wp), PARAMETER ::  amvnh3   = amnh3 / avo / arhonh3     !< NH3
    192221    REAL(wp), PARAMETER ::  amvoc    = amoc / avo / arhooc       !< OC
    193222    REAL(wp), PARAMETER ::  amvss    = amss / avo / arhoss       !< sea salt
    194    
     223!
     224!-- Constants for the dry deposition model by Petroff and Zhang (2010):
     225!-- obstacle characteristic dimension "L" (cm) (plane obstacle by default) and empirical constants
     226!-- C_B, C_IN, C_IM, beta_IM and C_IT for each land use category (15, as in Zhang et al. (2001))
     227    REAL(wp), DIMENSION(1:15), PARAMETER :: l_p10 = &
     228        (/0.15, 4.0, 0.15, 3.0, 3.0, 0.5, 3.0, -99., 0.5, 2.0, 1.0, -99., -99., -99., 3.0/)
     229    REAL(wp), DIMENSION(1:15), PARAMETER :: c_b_p10 = &
     230        (/0.887, 1.262, 0.887, 1.262, 1.262, 0.996, 0.996, -99., 0.7, 0.93, 0.996, -99., -99., -99., 1.262/)
     231    REAL(wp), DIMENSION(1:15), PARAMETER :: c_in_p10 = &
     232        (/0.81, 0.216, 0.81, 0.216, 0.216, 0.191, 0.162, -99., 0.7, 0.14, 0.162, -99., -99., -99., 0.216/)
     233    REAL(wp), DIMENSION(1:15), PARAMETER :: c_im_p10 = &
     234        (/0.162, 0.13, 0.162, 0.13, 0.13, 0.191, 0.081, -99., 0.191, 0.086, 0.081, -99., -99., -99., 0.13/)
     235    REAL(wp), DIMENSION(1:15), PARAMETER :: beta_im_p10 = &
     236        (/0.6, 0.47, 0.6, 0.47, 0.47, 0.47, 0.47, -99., 0.6, 0.47, 0.47, -99., -99., -99., 0.47/)
     237    REAL(wp), DIMENSION(1:15), PARAMETER :: c_it_p10 = &
     238        (/0.0, 0.056, 0.0, 0.056, 0.056, 0.042, 0.056, -99., 0.042, 0.014, 0.056, -99., -99., -99., 0.056/)
     239!
     240!-- Constants for the dry deposition model by Zhang et al. (2001):
     241!-- empirical constants "alpha" and "gamma" and characteristic radius "A" for
     242!-- each land use category (15) and season (5)
     243    REAL(wp), DIMENSION(1:15), PARAMETER :: alpha_z01 = &
     244        (/1.0, 0.6, 1.1, 0.8, 0.8, 1.2, 1.2, 50.0, 50.0, 1.3, 2.0, 50.0, 100.0, 100.0, 1.5/)
     245    REAL(wp), DIMENSION(1:15), PARAMETER :: gamma_z01 = &
     246        (/0.56, 0.58, 0.56, 0.56, 0.56, 0.54, 0.54, 0.54, 0.54, 0.54, 0.54, 0.54, 0.50, 0.50, 0.56/)
     247    REAL(wp), DIMENSION(1:15,1:5), PARAMETER :: A_z01 =  RESHAPE( (/&
     248         2.0, 5.0, 2.0,  5.0, 5.0, 2.0, 2.0, -99., -99., 10.0, 10.0, -99., -99., -99., 10.0,&  ! SC1
     249         2.0, 5.0, 2.0,  5.0, 5.0, 2.0, 2.0, -99., -99., 10.0, 10.0, -99., -99., -99., 10.0,&  ! SC2
     250         2.0, 5.0, 5.0, 10.0, 5.0, 5.0, 5.0, -99., -99., 10.0, 10.0, -99., -99., -99., 10.0,&  ! SC3
     251         2.0, 5.0, 5.0, 10.0, 5.0, 5.0, 5.0, -99., -99., 10.0, 10.0, -99., -99., -99., 10.0,&  ! SC4
     252         2.0, 5.0, 2.0,  5.0, 5.0, 2.0, 2.0, -99., -99., 10.0, 10.0, -99., -99., -99., 10.0 &  ! SC5
     253                                                           /), (/ 15, 5 /) )
     254!-- Land use categories (based on Z01 but the same applies here also for P10):
     255!-- 1 = evergreen needleleaf trees,
     256!-- 2 = evergreen broadleaf trees,
     257!-- 3 = deciduous needleleaf trees,
     258!-- 4 = deciduous broadleaf trees,
     259!-- 5 = mixed broadleaf and needleleaf trees (deciduous broadleaf trees for P10),
     260!-- 6 = grass (short grass for P10),
     261!-- 7 = crops, mixed farming,
     262!-- 8 = desert,
     263!-- 9 = tundra,
     264!-- 10 = shrubs and interrupted woodlands (thorn shrubs for P10),
     265!-- 11 = wetland with plants (long grass for P10)
     266!-- 12 = ice cap and glacier,
     267!-- 13 = inland water (inland lake for P10)
     268!-- 14 = ocean (water for P10),
     269!-- 15 = urban
     270!
     271!-- SALSA variables:
     272    CHARACTER(LEN=20)  ::  bc_salsa_b = 'neumann'                 !< bottom boundary condition
     273    CHARACTER(LEN=20)  ::  bc_salsa_t = 'neumann'                 !< top boundary condition
     274    CHARACTER(LEN=20)  ::  depo_pcm_par = 'zhang2001'             !< or 'petroff2010'
     275    CHARACTER(LEN=20)  ::  depo_pcm_type = 'deciduous_broadleaf'  !< leaf type
     276    CHARACTER(LEN=20)  ::  depo_surf_par = 'zhang2001'            !< or 'petroff2010'
     277    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_dynamic = 'PIDS_DYNAMIC'    !< file name for dynamic input
     278    CHARACTER(LEN=100) ::  input_file_salsa   = 'PIDS_SALSA'      !< file name for emission data
     279    CHARACTER(LEN=20)  ::  salsa_emission_mode = 'no_emission'    !< 'no_emission', 'uniform',
     280                                                                  !< 'parameterized', 'read_from_file'
     281
     282    CHARACTER(LEN=20), DIMENSION(4) ::  decycle_method =                                           &
     283                                                 (/'dirichlet','dirichlet','dirichlet','dirichlet'/)
     284                                     !< Decycling method at horizontal boundaries
     285                                     !< 1=left, 2=right, 3=south, 4=north
     286                                     !< dirichlet = initial profiles for the ghost and first 3 layers
     287                                     !< neumann = zero gradient
     288
     289    CHARACTER(LEN=3), DIMENSION(maxspec) ::  listspec = &  !< Active aerosols
     290                                   (/'SO4','   ','   ','   ','   ','   ','   '/)
     291
     292    INTEGER(iwp) ::  depo_pcm_type_num = 0  !< index for the dry deposition type on the plant canopy
     293    INTEGER(iwp) ::  dots_salsa = 0         !< starting index for salsa-timeseries
     294    INTEGER(iwp) ::  end_subrange_1a = 1    !< last index for bin subrange 1a
     295    INTEGER(iwp) ::  end_subrange_2a = 1    !< last index for bin subrange 2a
     296    INTEGER(iwp) ::  end_subrange_2b = 1    !< last index for bin subrange 2b
     297    INTEGER(iwp) ::  ibc_salsa_b            !< index for the bottom boundary condition
     298    INTEGER(iwp) ::  ibc_salsa_t            !< index for the top boundary condition
     299    INTEGER(iwp) ::  index_bc  = -1         !< index for black carbon (BC)
     300    INTEGER(iwp) ::  index_du  = -1         !< index for dust
     301    INTEGER(iwp) ::  igctyp = 0             !< Initial gas concentration type
     302                                            !< 0 = uniform (read from PARIN)
     303                                            !< 1 = read vertical profile from an input file
     304    INTEGER(iwp) ::  index_nh  = -1         !< index for NH3
     305    INTEGER(iwp) ::  index_no  = -1         !< index for HNO3
     306    INTEGER(iwp) ::  index_oc  = -1         !< index for organic carbon (OC)
     307    INTEGER(iwp) ::  isdtyp = 0             !< Initial size distribution type
     308                                            !< 0 = uniform (read from PARIN)
     309                                            !< 1 = read vertical profile of the mode number
     310                                            !<     concentration from an input file
     311    INTEGER(iwp) ::  index_so4 = -1         !< index for SO4 or H2SO4
     312    INTEGER(iwp) ::  index_ss  = -1         !< index for sea salt
     313    INTEGER(iwp) ::  lod_gas_emissions = 0  !< level of detail of the gaseous emission data
     314    INTEGER(iwp) ::  nbins_aerosol = 1      !< total number of size bins
     315    INTEGER(iwp) ::  ncc   = 1              !< number of chemical components used
     316    INTEGER(iwp) ::  ncomponents_mass = 1   !< total number of chemical compounds (ncc+1)
     317                                            !< if particle water is advected)
     318    INTEGER(iwp) ::  nj3 = 1                !< J3 parametrization (nucleation)
     319                                            !< 1 = condensational sink (Kerminen&Kulmala, 2002)
     320                                            !< 2 = coagulational sink (Lehtinen et al. 2007)
     321                                            !< 3 = coagS+self-coagulation (Anttila et al. 2010)
     322    INTEGER(iwp) ::  nsnucl = 0             !< Choice of the nucleation scheme:
     323                                            !< 0 = off
     324                                            !< 1 = binary nucleation
     325                                            !< 2 = activation type nucleation
     326                                            !< 3 = kinetic nucleation
     327                                            !< 4 = ternary nucleation
     328                                            !< 5 = nucleation with ORGANICs
     329                                            !< 6 = activation type of nucleation with H2SO4+ORG
     330                                            !< 7 = heteromolecular nucleation with H2SO4*ORG
     331                                            !< 8 = homomolecular nucleation of H2SO4
     332                                            !<     + heteromolecular nucleation with H2SO4*ORG
     333                                            !< 9 = homomolecular nucleation of H2SO4 and ORG
     334                                            !<     + heteromolecular nucleation with H2SO4*ORG
     335    INTEGER(iwp) ::  start_subrange_1a = 1  !< start index for bin subranges: subrange 1a
     336    INTEGER(iwp) ::  start_subrange_2a = 1  !<                                subrange 2a
     337    INTEGER(iwp) ::  start_subrange_2b = 1  !<                                subrange 2b
     338
     339    INTEGER(iwp), DIMENSION(nreg) ::  nbin = (/ 3, 7/)  !< Number of size bins per subrange: 1 & 2
     340
     341    INTEGER(iwp), DIMENSION(ngases_salsa) ::  gas_index_chem = &
     342                                                 (/ 1, 1, 1, 1, 1/)  !< gas indices in chemistry_model_mod
     343                                                 !< 1 = H2SO4, 2 = HNO3, 3 = NH3, 4 = OCNV, 5 = OCSV
     344    INTEGER(iwp), DIMENSION(ngases_salsa) ::  emission_index_chem  !< gas indices in the gas emission file
     345
     346    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  k_topo_top  !< vertical index of the topography top
    195347!
    196348!-- SALSA switches:
    197     INTEGER(iwp) ::  nj3 = 1 !< J3 parametrization (nucleation)
    198                              !< 1 = condensational sink (Kerminen&Kulmala, 2002)
    199                              !< 2 = coagulational sink (Lehtinen et al. 2007)
    200                              !< 3 = coagS+self-coagulation (Anttila et al. 2010)                                       
    201     INTEGER(iwp) ::  nsnucl = 0 !< Choice of the nucleation scheme:
    202                                 !< 0 = off   
    203                                 !< 1 = binary nucleation
    204                                 !< 2 = activation type nucleation
    205                                 !< 3 = kinetic nucleation
    206                                 !< 4 = ternary nucleation
    207                                 !< 5 = nucleation with ORGANICs
    208                                 !< 6 = activation type of nucleation with
    209                                 !<     H2SO4+ORG
    210                                 !< 7 = heteromolecular nucleation with H2SO4*ORG
    211                                 !< 8 = homomolecular nucleation of  H2SO4 +
    212                                 !<     heteromolecular nucleation with H2SO4*ORG
    213                                 !< 9 = homomolecular nucleation of  H2SO4 and ORG
    214                                 !<     +heteromolecular nucleation with H2SO4*ORG
    215     LOGICAL ::  advect_particle_water = .TRUE.  !< advect water concentration of
    216                                                 !< particles                               
    217     LOGICAL ::  decycle_lr            = .FALSE. !< Undo cyclic boundary
    218                                                 !< conditions: left and right
    219     LOGICAL ::  decycle_ns            = .FALSE. !< north and south boundaries
    220     LOGICAL ::  feedback_to_palm      = .FALSE. !< allow feedback due to
    221                                                 !< hydration and/or condensation
    222                                                 !< of H20
    223     LOGICAL ::  no_insoluble          = .FALSE. !< Switch to exclude insoluble 
    224                                                 !< chemical components
    225     LOGICAL ::  read_restart_data_salsa = .FALSE. !< read restart data for salsa
    226     LOGICAL ::  salsa_gases_from_chem = .FALSE.   !< Transfer the gaseous
    227                                                   !< components to SALSA from 
    228                                                   !< from chemistry model
    229     LOGICAL ::  van_der_waals_coagc   = .FALSE.   !< Enhancement of coagulation
    230                                                   !< kernel by van der Waals and
    231                                                   !< viscous forces
    232     LOGICAL ::  write_binary_salsa    = .FALSE.   !< read binary for salsa
     349    LOGICAL ::  advect_particle_water = .TRUE.     !< advect water concentration of particles
     350    LOGICAL ::  decycle_lr            = .FALSE.    !< Undo cyclic boundary conditions: left and right
     351    LOGICAL ::  decycle_ns            = .FALSE.    !< north and south boundaries
     352    LOGICAL ::  feedback_to_palm      = .FALSE.    !< allow feedback due to condensation of H2O
     353    LOGICAL ::  nest_salsa            = .FALSE.    !< apply nesting for salsa
     354    LOGICAL ::  no_insoluble          = .FALSE.    !< Switch to exclude insoluble chemical components
     355    LOGICAL ::  read_restart_data_salsa = .FALSE.  !< read restart data for salsa
     356    LOGICAL ::  salsa_gases_from_chem = .FALSE.    !< Transfer the gaseous components to SALSA from
     357                                                   !< from chemistry model
     358    LOGICAL ::  van_der_waals_coagc   = .FALSE.    !< Enhancement of coagulation kernel by van der
     359                                                   !< Waals and viscous forces
     360    LOGICAL ::  write_binary_salsa    = .FALSE.    !< read binary for salsa
     361!
    233362!-- Process switches: nl* is read from the NAMELIST and is NOT changed.
    234 !--                   ls* is the switch used and will get the value of nl* 
     363!--                   ls* is the switch used and will get the value of nl*
    235364!--                       except for special circumstances (spinup period etc.)
    236     LOGICAL ::  nlcoag       = .FALSE. !< Coagulation master switch
    237     LOGICAL ::  lscoag       = .FALSE. !<
    238     LOGICAL ::  nlcnd        = .FALSE. !< Condensation master switch
    239     LOGICAL ::  lscnd        = .FALSE. !<
    240     LOGICAL ::  nlcndgas     = .FALSE. !< Condensation of precursor gases
    241     LOGICAL ::  lscndgas     = .FALSE. !<
    242     LOGICAL ::  nlcndh2oae   = .FALSE. !< Condensation of H2O on aerosol
    243     LOGICAL ::  lscndh2oae   = .FALSE. !< particles (FALSE -> equilibrium calc.)
    244     LOGICAL ::  nldepo       = .FALSE. !< Deposition master switch
    245     LOGICAL ::  lsdepo       = .FALSE. !<
    246     LOGICAL ::  nldepo_topo  = .FALSE. !< Deposition on vegetation master switch
    247     LOGICAL ::  lsdepo_topo  = .FALSE. !<
    248     LOGICAL ::  nldepo_vege  = .FALSE. !< Deposition on walls master switch
    249     LOGICAL ::  lsdepo_vege  = .FALSE. !<
    250     LOGICAL ::  nldistupdate = .TRUE.  !< Size distribution update master switch                                     
    251     LOGICAL ::  lsdistupdate = .FALSE. !<                                     
    252 !
    253 !-- SALSA variables:
    254     CHARACTER (LEN=20) ::  bc_salsa_b = 'neumann'   !< bottom boundary condition                                     
    255     CHARACTER (LEN=20) ::  bc_salsa_t = 'neumann'   !< top boundary condition
    256     CHARACTER (LEN=20) ::  depo_vege_type = 'zhang2001' !< or 'petroff2010'
    257     CHARACTER (LEN=20) ::  depo_topo_type = 'zhang2001' !< or 'petroff2010'
    258     CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(4) ::  decycle_method = &
    259                              (/'dirichlet','dirichlet','dirichlet','dirichlet'/)
    260                                  !< Decycling method at horizontal boundaries,
    261                                  !< 1=left, 2=right, 3=south, 4=north
    262                                  !< dirichlet = initial size distribution and
    263                                  !< chemical composition set for the ghost and
    264                                  !< first three layers
    265                                  !< neumann = zero gradient
    266     CHARACTER (LEN=3), DIMENSION(maxspec) ::  listspec = &  !< Active aerosols
    267                                    (/'SO4','   ','   ','   ','   ','   ','   '/)
    268     CHARACTER (LEN=20) ::  salsa_source_mode = 'no_source'
    269                                                     !< 'read_from_file',
    270                                                     !< 'constant' or 'no_source'                                   
    271     INTEGER(iwp) ::  dots_salsa = 0  !< starting index for salsa-timeseries
    272     INTEGER(iwp) ::  fn1a = 1    !< last index for bin subranges:  subrange 1a
    273     INTEGER(iwp) ::  fn2a = 1    !<                              subrange 2a
    274     INTEGER(iwp) ::  fn2b = 1    !<                              subrange 2b
    275     INTEGER(iwp), DIMENSION(ngast) ::  gas_index_chem = (/ 1, 1, 1, 1, 1/) !<
    276                                  !< Index of gaseous compounds in the chemistry
    277                                  !< model. In SALSA, 1 = H2SO4, 2 = HNO3,
    278                                  !< 3 = NH3, 4 = OCNV, 5 = OCSV
    279     INTEGER(iwp) ::  ibc_salsa_b !<
    280     INTEGER(iwp) ::  ibc_salsa_t !<
    281     INTEGER(iwp) ::  igctyp = 0  !< Initial gas concentration type
    282                                  !< 0 = uniform (use H2SO4_init, HNO3_init,
    283                                  !<     NH3_init, OCNV_init and OCSV_init)
    284                                  !< 1 = read vertical profile from an input file 
    285     INTEGER(iwp) ::  in1a = 1    !< start index for bin subranges: subrange 1a
    286     INTEGER(iwp) ::  in2a = 1    !<                              subrange 2a
    287     INTEGER(iwp) ::  in2b = 1    !<                              subrange 2b
    288     INTEGER(iwp) ::  isdtyp = 0  !< Initial size distribution type
    289                                  !< 0 = uniform
    290                                  !< 1 = read vertical profile of the mode number
    291                                  !<     concentration from an input file 
    292     INTEGER(iwp) ::  ibc  = -1 !< Indice for: black carbon (BC)
    293     INTEGER(iwp) ::  idu  = -1 !< dust
    294     INTEGER(iwp) ::  inh  = -1 !< NH3
    295     INTEGER(iwp) ::  ino  = -1 !< HNO3   
    296     INTEGER(iwp) ::  ioc  = -1 !< organic carbon (OC)
    297     INTEGER(iwp) ::  iso4 = -1 !< SO4 or H2SO4   
    298     INTEGER(iwp) ::  iss  = -1 !< sea salt
    299     INTEGER(iwp) ::  lod_aero = 0   !< level of detail for aerosol emissions
    300     INTEGER(iwp) ::  lod_gases = 0  !< level of detail for gaseous emissions   
    301     INTEGER(iwp), DIMENSION(nreg) ::  nbin = (/ 3, 7/)    !< Number of size bins
    302                                                !< for each aerosol size subrange
    303     INTEGER(iwp) ::  nbins = 1  !< total number of size bins
    304     INTEGER(iwp) ::  ncc   = 1  !< number of chemical components used     
    305     INTEGER(iwp) ::  ncc_tot = 1!< total number of chemical compounds (ncc+1
    306                                 !< if particle water is advected)
    307     REAL(wp) ::  act_coeff = 1.0E-7_wp     !< Activation coefficient
    308     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) ::  emission_mass_fracs  !< array for
    309                                     !< aerosol composition per emission category
    310                                     !< 1:SO4 2:OC 3:BC 4:DU 5:SS 6:NO 7:NH 
    311     REAL(wp) ::  dt_salsa  = 0.00001_wp    !< Time step of SALSA
    312     REAL(wp) ::  H2SO4_init = nclim        !< Init value for sulphuric acid gas
    313     REAL(wp) ::  HNO3_init  = nclim        !< Init value for nitric acid gas
    314     REAL(wp) ::  last_salsa_time = 0.0_wp  !< time of the previous salsa
    315                                            !< timestep
    316     REAL(wp) ::  nf2a = 1.0_wp             !< Number fraction allocated to a-
    317                                            !< bins in subrange 2
    318                                            !< (b-bins will get 1-nf2a)   
    319     REAL(wp) ::  NH3_init  = nclim         !< Init value for ammonia gas
    320     REAL(wp) ::  OCNV_init = nclim         !< Init value for non-volatile
    321                                            !< organic gases
    322     REAL(wp) ::  OCSV_init = nclim         !< Init value for semi-volatile
    323                                            !< organic gases
     365    LOGICAL ::  nlcoag       = .FALSE.  !< Coagulation master switch
     366    LOGICAL ::  lscoag       = .FALSE.  !<
     367    LOGICAL ::  nlcnd        = .FALSE.  !< Condensation master switch
     368    LOGICAL ::  lscnd        = .FALSE.  !<
     369    LOGICAL ::  nlcndgas     = .FALSE.  !< Condensation of precursor gases
     370    LOGICAL ::  lscndgas     = .FALSE.  !<
     371    LOGICAL ::  nlcndh2oae   = .FALSE.  !< Condensation of H2O on aerosol
     372    LOGICAL ::  lscndh2oae   = .FALSE.  !< particles (FALSE -> equilibrium calc.)
     373    LOGICAL ::  nldepo       = .FALSE.  !< Deposition master switch
     374    LOGICAL ::  lsdepo       = .FALSE.  !<
     375    LOGICAL ::  nldepo_surf  = .FALSE.  !< Deposition on vegetation master switch
     376    LOGICAL ::  lsdepo_surf  = .FALSE.  !<
     377    LOGICAL ::  nldepo_pcm   = .FALSE.  !< Deposition on walls master switch
     378    LOGICAL ::  lsdepo_pcm   = .FALSE.  !<
     379    LOGICAL ::  nldistupdate = .TRUE.   !< Size distribution update master switch
     380    LOGICAL ::  lsdistupdate = .FALSE.  !<
     381    LOGICAL ::  lspartition  = .FALSE.  !< Partition of HNO3 and NH3
     382
     383    REAL(wp) ::  act_coeff = 1.0E-7_wp               !< Activation coefficient
     384    REAL(wp) ::  dt_salsa  = 0.00001_wp              !< Time step of SALSA
     385    REAL(wp) ::  h2so4_init = nclim                  !< Init value for sulphuric acid gas
     386    REAL(wp) ::  hno3_init  = nclim                  !< Init value for nitric acid gas
     387    REAL(wp) ::  last_salsa_time = 0.0_wp            !< previous salsa call
     388    REAL(wp) ::  next_aero_emission_update = 0.0_wp  !< previous emission update
     389    REAL(wp) ::  next_gas_emission_update = 0.0_wp   !< previous emission update
     390    REAL(wp) ::  nf2a = 1.0_wp                       !< Number fraction allocated to 2a-bins
     391    REAL(wp) ::  nh3_init  = nclim                   !< Init value for ammonia gas
     392    REAL(wp) ::  ocnv_init = nclim                   !< Init value for non-volatile organic gases
     393    REAL(wp) ::  ocsv_init = nclim                   !< Init value for semi-volatile organic gases
     394    REAL(wp) ::  rhlim = 1.20_wp                     !< RH limit in %/100. Prevents unrealistical RH
     395    REAL(wp) ::  skip_time_do_salsa = 0.0_wp         !< Starting time of SALSA (s)
     396!
     397!-- Initial log-normal size distribution: mode diameter (dpg, metres),
     398!-- standard deviation (sigmag) and concentration (n_lognorm, #/m3)
     399    REAL(wp), DIMENSION(nmod) ::  dpg   = &
     400                                     (/0.013_wp, 0.054_wp, 0.86_wp, 0.2_wp, 0.2_wp, 0.2_wp, 0.2_wp/)
     401    REAL(wp), DIMENSION(nmod) ::  sigmag  = &
     402                                        (/1.8_wp, 2.16_wp, 2.21_wp, 2.0_wp, 2.0_wp, 2.0_wp, 2.0_wp/)
     403    REAL(wp), DIMENSION(nmod) ::  n_lognorm = &
     404                             (/1.04e+11_wp, 3.23E+10_wp, 5.4E+6_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp/)
     405!
     406!-- Initial mass fractions / chemical composition of the size distribution
     407    REAL(wp), DIMENSION(maxspec) ::  mass_fracs_a = & !< mass fractions between
     408             (/1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0/) !< aerosol species for A bins
     409    REAL(wp), DIMENSION(maxspec) ::  mass_fracs_b = & !< mass fractions between
     410             (/0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0/) !< aerosol species for B bins
    324411    REAL(wp), DIMENSION(nreg+1) ::  reglim = & !< Min&max diameters of size subranges
    325412                                 (/ 3.0E-9_wp, 5.0E-8_wp, 1.0E-5_wp/)
    326     REAL(wp) ::  rhlim = 1.20_wp    !< RH limit in %/100. Prevents
    327                                     !< unrealistically high RH in condensation                           
    328     REAL(wp) ::  skip_time_do_salsa = 0.0_wp !< Starting time of SALSA (s)
    329 !-- Initial log-normal size distribution: mode diameter (dpg, micrometres),
    330 !-- standard deviation (sigmag) and concentration (n_lognorm, #/cm3)
    331     REAL(wp), DIMENSION(nmod) ::  dpg   = (/0.013_wp, 0.054_wp, 0.86_wp,       &
    332                                             0.2_wp, 0.2_wp, 0.2_wp, 0.2_wp/)
    333     REAL(wp), DIMENSION(nmod) ::  sigmag  = (/1.8_wp, 2.16_wp, 2.21_wp,        &
    334                                               2.0_wp, 2.0_wp, 2.0_wp, 2.0_wp/) 
    335     REAL(wp), DIMENSION(nmod) ::  n_lognorm = (/1.04e+5_wp, 3.23E+4_wp, 5.4_wp,&
    336                                                 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp/)
    337 !-- Initial mass fractions / chemical composition of the size distribution   
    338     REAL(wp), DIMENSION(maxspec) ::  mass_fracs_a = & !< mass fractions between
    339              (/1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0/) !< aerosol species for A bins
    340     REAL(wp), DIMENSION(maxspec) ::  mass_fracs_b = & !< mass fractions between
    341              (/0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0/) !< aerosol species for B bins
    342              
    343     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::  bin_low_limits  !< to deliver
    344                                                             !< information about
    345                                                             !< the lower
    346                                                             !< diameters per bin                                       
    347     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::  nsect     !< Background number
    348                                                       !< concentration per bin
    349     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::  massacc   !< Mass accomodation
    350                                                       !< coefficients per bin                                             
    351 !
    352 !-- SALSA derived datatypes:
    353 !
    354 !-- Prognostic variable: Aerosol size bin information (number (#/m3) and
    355 !-- mass (kg/m3) concentration) and the concentration of gaseous tracers (#/m3).
    356 !-- Gas tracers are contained sequentially in dimension 4 as:
    357 !-- 1. H2SO4, 2. HNO3, 3. NH3, 4. OCNV (non-volatile organics),
    358 !-- 5. OCSV (semi-volatile)
     413!
     414!-- Initial log-normal size distribution: mode diameter (dpg, metres), standard deviation (sigmag)
     415!-- concentration (n_lognorm, #/m3) and mass fractions of all chemical components (listed in
     416!-- listspec) for both a (soluble) and b (insoluble) bins.
     417    REAL(wp), DIMENSION(nmod) ::  aerosol_flux_dpg   = &
     418                                     (/0.013_wp, 0.054_wp, 0.86_wp, 0.2_wp, 0.2_wp, 0.2_wp, 0.2_wp/)
     419    REAL(wp), DIMENSION(nmod) ::  aerosol_flux_sigmag  = &
     420                                        (/1.8_wp, 2.16_wp, 2.21_wp, 2.0_wp, 2.0_wp, 2.0_wp, 2.0_wp/)
     421    REAL(wp), DIMENSION(nmod) ::  surface_aerosol_flux = &
     422                             (/1.04e+11_wp, 3.23E+10_wp, 5.4E+6_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp/)
     423    REAL(wp), DIMENSION(maxspec) ::  aerosol_flux_mass_fracs_a = &
     424                                                               (/1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0/)
     425    REAL(wp), DIMENSION(maxspec) ::  aerosol_flux_mass_fracs_b = &
     426                                                               (/0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0/)
     427
     428    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  bin_low_limits     !< to deliver information about
     429                                                               !< the lower diameters per bin
     430    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  bc_am_t_val        !< vertical gradient of: aerosol mass
     431    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  bc_an_t_val        !< of: aerosol number
     432    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  bc_gt_t_val        !< salsa gases near domain top
     433    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  gas_emission_time  !< Time array in gas emission data (s)
     434    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nsect              !< Background number concentrations
     435    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  massacc            !< Mass accomodation coefficients
     436!
     437!-- SALSA derived datatypes:
     438!
     439!-- For matching LSM and the deposition module surface types
     440    TYPE match_lsm_depo
     441       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  match
     442    END TYPE match_lsm_depo
     443!
     444!-- Aerosol emission data attributes
     445    TYPE salsa_emission_attribute_type
     446
     447       CHARACTER(LEN=25) ::   units
     448
     449       CHARACTER(LEN=25), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::   cat_name    !<
     450       CHARACTER(LEN=25), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::   cc_name     !<
     451       CHARACTER(LEN=25), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::   unit_time   !<
     452       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names   !<
     453
     454       INTEGER(iwp) ::  lod = 0            !< level of detail
     455       INTEGER(iwp) ::  nbins = 10         !< number of aerosol size bins
     456       INTEGER(iwp) ::  ncat  = 0          !< number of emission categories
     457       INTEGER(iwp) ::  ncc   = 7          !< number of aerosol chemical components
     458       INTEGER(iwp) ::  nhoursyear = 0     !< number of hours: HOURLY mode
     459       INTEGER(iwp) ::  nmonthdayhour = 0  !< number of month days and hours: MDH mode
     460       INTEGER(iwp) ::  num_vars           !< number of variables
     461       INTEGER(iwp) ::  nt  = 0            !< number of time steps
     462       INTEGER(iwp) ::  nz  = 0            !< number of vertical levels
     463       INTEGER(iwp) ::  tind               !< time index for reference time in salsa emission data
     464
     465       INTEGER(iwp), DIMENSION(maxspec) ::  cc_input_to_model   !<
     466
     467       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  cat_index  !< Index of emission categories
     468       INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  cc_index   !< Index of chemical components
     469
     470       REAL(wp) ::  conversion_factor  !< unit conversion factor for aerosol emissions
     471
     472       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dmid         !< mean diameters of size bins (m)
     473       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  rho          !< average density (kg/m3)
     474       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  time         !< time (s)
     475       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  time_factor  !< emission time factor
     476       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  z            !< height (m)
     477
     478       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  etf  !< emission time factor
     479       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE :: stack_height
     480
     481    END TYPE salsa_emission_attribute_type
     482!
     483!-- The default size distribution and mass composition per emission category:
     484!-- 1 = traffic, 2 = road dust, 3 = wood combustion, 4 = other
     485!-- Mass fractions: H2SO4, OC, BC, DU, SS, HNO3, NH3
     486    TYPE salsa_emission_mode_type
     487
     488       INTEGER(iwp) ::  ndm = 3  !< number of default modes
     489       INTEGER(iwp) ::  ndc = 4  !< number of default categories
     490
     491       CHARACTER(LEN=25), DIMENSION(1:4) ::  cat_name_table = (/'traffic exhaust', &
     492                                                                'road dust      ', &
     493                                                                'wood combustion', &
     494                                                                'other          '/)
     495
     496       INTEGER(iwp), DIMENSION(1:4) ::  cat_input_to_model   !<
     497
     498       REAL(wp), DIMENSION(1:3) ::  dpg_table = (/ 13.5E-9_wp, 1.4E-6_wp, 5.4E-8_wp/)  !<
     499       REAL(wp), DIMENSION(1:3) ::  ntot_table  !<
     500       REAL(wp), DIMENSION(1:3) ::  sigmag_table = (/ 1.6_wp, 1.4_wp, 1.7_wp /)  !<
     501
     502       REAL(wp), DIMENSION(1:maxspec,1:4) ::  mass_frac_table = &  !<
     503          RESHAPE( (/ 0.04_wp, 0.48_wp, 0.48_wp, 0.0_wp,  0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, &
     504                      0.0_wp,  0.05_wp, 0.0_wp,  0.95_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, &
     505                      0.0_wp,  0.5_wp,  0.5_wp,  0.0_wp,  0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, &
     506                      0.0_wp,  0.5_wp,  0.5_wp,  0.0_wp,  0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp  &
     507                   /), (/maxspec,4/) )
     508
     509       REAL(wp), DIMENSION(1:3,1:4) ::  pm_frac_table = & !< rel. mass
     510                                     RESHAPE( (/ 0.016_wp, 0.000_wp, 0.984_wp, &
     511                                                 0.000_wp, 1.000_wp, 0.000_wp, &
     512                                                 0.000_wp, 0.000_wp, 1.000_wp, &
     513                                                 1.000_wp, 0.000_wp, 1.000_wp  &
     514                                              /), (/3,4/) )
     515
     516    END TYPE salsa_emission_mode_type
     517!
     518!-- Aerosol emission data values
     519    TYPE salsa_emission_value_type
     520
     521       REAL(wp) ::  fill  !< fill value
     522
     523       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: preproc_mass_fracs  !< mass fractions
     524
     525       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE :: def_mass_fracs  !< mass fractions per emis. category
     526
     527       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: def_data      !< surface emission values in PM
     528       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: preproc_data  !< surface emission values per bin
     529
     530    END TYPE salsa_emission_value_type
     531!
     532!-- Prognostic variable: Aerosol size bin information (number (#/m3) and mass (kg/m3) concentration)
     533!-- and the concentration of gaseous tracers (#/m3). Gas tracers are contained sequentially in
     534!-- dimension 4 as:
     535!-- 1. H2SO4, 2. HNO3, 3. NH3, 4. OCNV (non-volatile organics), 5. OCSV (semi-volatile)
    359536    TYPE salsa_variable
    360        REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:), CONTIGUOUS     ::  conc
    361        REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:), CONTIGUOUS     ::  conc_p
    362        REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:), CONTIGUOUS     ::  tconc_m
    363        REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::  flux_s, diss_s
    364        REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:) ::  flux_l, diss_l
    365        REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:)     ::  init
    366        REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:) ::  source
    367        REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::  sums_ws_l
     537
     538       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:)     ::  init  !<
     539
     540       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) ::  diss_s     !<
     541       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) ::  flux_s     !<
     542       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) ::  source     !<
     543       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) ::  sums_ws_l  !<
     544
     545       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:) ::  diss_l  !<
     546       REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:) ::  flux_l  !<
     547
     548       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:), CONTIGUOUS ::  conc     !<
     549       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:), CONTIGUOUS ::  conc_p   !<
     550       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:), CONTIGUOUS ::  tconc_m  !<
     551
    368552    END TYPE salsa_variable
    369    
    370 !-- Map bin indices between parallel size distributions   
    371     TYPE t_parallelbin
    372        INTEGER(iwp) ::  cur  ! Index for current distribution
    373        INTEGER(iwp) ::  par  ! Index for corresponding parallel distribution
    374     END TYPE t_parallelbin
    375    
    376 !-- Datatype used to store information about the binned size distributions of
    377 !-- aerosols
     553!
     554!-- Datatype used to store information about the binned size distributions of aerosols
    378555    TYPE t_section
     556
     557       REAL(wp) ::  dmid     !< bin middle diameter (m)
    379558       REAL(wp) ::  vhilim   !< bin volume at the high limit
    380559       REAL(wp) ::  vlolim   !< bin volume at the low limit
    381560       REAL(wp) ::  vratiohi !< volume ratio between the center and high limit
    382561       REAL(wp) ::  vratiolo !< volume ratio between the center and low limit
    383        REAL(wp) ::  dmid     !< bin middle diameter (m)
    384562       !******************************************************
    385563       ! ^ Do NOT change the stuff above after initialization !
    386564       !******************************************************
     565       REAL(wp) ::  core    !< Volume of dry particle
    387566       REAL(wp) ::  dwet    !< Wet diameter or mean droplet diameter (m)
    388        REAL(wp), DIMENSION(maxspec+1) ::  volc !< Volume concentrations
    389                             !< (m^3/m^3) of aerosols + water. Since most of
    390                             !< the stuff in SALSA is hard coded, these *have to
    391                             !< be* in the order
    392                             !< 1:SO4, 2:OC, 3:BC, 4:DU, 5:SS, 6:NO, 7:NH, 8:H2O
     567       REAL(wp) ::  numc    !< Number concentration of particles/droplets (#/m3)
    393568       REAL(wp) ::  veqh2o  !< Equilibrium H2O concentration for each particle
    394        REAL(wp) ::  numc    !< Number concentration of particles/droplets (#/m3)
    395        REAL(wp) ::  core    !< Volume of dry particle
    396     END TYPE t_section 
    397 !
    398 !-- Local aerosol properties in SALSA
    399     TYPE(t_section), ALLOCATABLE ::  aero(:)
    400 !
    401 !-- SALSA tracers:
    402 !-- Tracers as x = x(k,j,i,bin). The 4th dimension contains all the size bins
    403 !-- sequentially for each aerosol species  + water.
    404 !
    405 !-- Prognostic tracers:
    406 !
    407 !-- Number concentration (#/m3)
    408     TYPE(salsa_variable), ALLOCATABLE, DIMENSION(:), TARGET ::  aerosol_number
    409     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  nconc_1
    410     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  nconc_2
    411     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  nconc_3
    412 !
    413 !-- Mass concentration (kg/m3)
    414     TYPE(salsa_variable), ALLOCATABLE, DIMENSION(:), TARGET ::  aerosol_mass
    415     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  mconc_1
    416     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  mconc_2
    417     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  mconc_3
    418 !
    419 !-- Gaseous tracers (#/m3)
    420     TYPE(salsa_variable), ALLOCATABLE, DIMENSION(:), TARGET ::  salsa_gas
    421     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  gconc_1
    422     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  gconc_2
    423     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  gconc_3
     569
     570       REAL(wp), DIMENSION(maxspec+1) ::  volc !< Volume concentrations (m^3/m^3) of aerosols +
     571                                               !< water. Since most of the stuff in SALSA is hard
     572                                               !< coded, these *have to be* in the order
     573                                               !< 1:SO4, 2:OC, 3:BC, 4:DU, 5:SS, 6:NO, 7:NH, 8:H2O
     574    END TYPE t_section
     575
     576    TYPE(salsa_emission_attribute_type) ::  aero_emission_att  !< emission attributes
     577    TYPE(salsa_emission_value_type)     ::  aero_emission      !< emission values
     578    TYPE(salsa_emission_mode_type)      ::  def_modes          !< default emission modes
     579
     580    TYPE(t_section), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  aero  !< local aerosol properties
     581
     582    TYPE(match_lsm_depo) ::  lsm_to_depo_h
     583
     584    TYPE(match_lsm_depo), DIMENSION(0:3) ::  lsm_to_depo_v
     585!
     586!-- SALSA variables: as x = x(k,j,i,bin).
     587!-- The 4th dimension contains all the size bins sequentially for each aerosol species  + water.
     588!
     589!-- Prognostic variables:
     590!
     591!-- Number concentration (#/m3)
     592    TYPE(salsa_variable), ALLOCATABLE, DIMENSION(:), TARGET ::  aerosol_number  !<
     593    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  nconc_1  !<
     594    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  nconc_2  !<
     595    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  nconc_3  !<
     596!
     597!-- Mass concentration (kg/m3)
     598    TYPE(salsa_variable), ALLOCATABLE, DIMENSION(:), TARGET ::  aerosol_mass  !<
     599    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  mconc_1  !<
     600    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  mconc_2  !<
     601    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  mconc_3  !<
     602!
     603!-- Gaseous concentrations (#/m3)
     604    TYPE(salsa_variable), ALLOCATABLE, DIMENSION(:), TARGET ::  salsa_gas  !<
     605    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  gconc_1  !<
     606    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  gconc_2  !<
     607    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  gconc_3  !<
    424608!
    425609!-- Diagnostic tracers
    426     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:) ::  sedim_vd !< sedimentation
    427                                                            !< velocity per size
    428                                                            !< bin (m/s)
    429     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:) ::  Ra_dry !< dry radius (m)
    430    
     610    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:) ::  sedim_vd  !< sedimentation velocity per bin (m/s)
     611    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:) ::  ra_dry    !< aerosol dry radius (m)
     612
    431613!-- Particle component index tables
    432     TYPE(component_index) :: prtcl !< Contains "getIndex" which gives the index
    433                                    !< for a given aerosol component name, i.e.
    434                                    !< 1:SO4, 2:OC, 3:BC, 4:DU,
    435                                    !< 5:SS, 6:NO, 7:NH, 8:H2O 
    436 !                                   
     614    TYPE(component_index) :: prtcl  !< Contains "getIndex" which gives the index for a given aerosol
     615                                    !< component name: 1:SO4, 2:OC, 3:BC, 4:DU, 5:SS, 6:NO, 7:NH, 8:H2O
     616!
    437617!-- Data output arrays:
     618!
    438619!-- Gases:
    439     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  g_H2SO4_av  !< H2SO4
    440     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  g_HNO3_av   !< HNO3
    441     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  g_NH3_av    !< NH3
    442     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  g_OCNV_av   !< non-vola-
    443                                                                     !< tile OC
    444     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  g_OCSV_av   !< semi-vol.
    445                                                                     !< OC
    446 !-- Integrated:                                                                   
    447     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  LDSA_av  !< lung-
    448                                                                  !< deposited
    449                                                                  !< surface area                                                   
    450     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  Ntot_av  !< total number
    451                                                                  !< conc.
    452     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  PM25_av  !< PM2.5
    453     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  PM10_av  !< PM10
    454 !-- In the particle phase:   
    455     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  s_BC_av  !< black carbon
    456     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  s_DU_av  !< dust
    457     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  s_H2O_av !< liquid water
    458     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  s_NH_av  !< ammonia
    459     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  s_NO_av  !< nitrates
    460     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  s_OC_av  !< org. carbon
    461     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  s_SO4_av !< sulphates
    462     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  s_SS_av  !< sea salt
    463 !-- Bins:   
    464     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  mbins_av !< bin mass 
    465     REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  Nbins_av !< bin number
    466 
    467    
     620    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  g_h2so4_av  !< H2SO4
     621    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  g_hno3_av   !< HNO3
     622    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  g_nh3_av    !< NH3
     623    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  g_ocnv_av   !< non-volatile OC
     624    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  g_ocsv_av   !< semi-volatile OC
     625!
     626!-- Integrated:
     627    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  ldsa_av  !< lung-deposited surface area
     628    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  ntot_av  !< total number concentration
     629    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  pm25_av  !< PM2.5
     630    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  pm10_av  !< PM10
     631!
     632!-- In the particle phase:
     633    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  s_bc_av   !< black carbon
     634    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  s_du_av   !< dust
     635    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  s_h2o_av  !< liquid water
     636    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  s_nh_av   !< ammonia
     637    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  s_no_av   !< nitrates
     638    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  s_oc_av   !< org. carbon
     639    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  s_so4_av  !< sulphates
     640    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:), TARGET ::  s_ss_av   !< sea salt
     641!
     642!-- Bin specific mass and number concentrations:
     643    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  mbins_av  !< bin mas
     644    REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:), TARGET ::  nbins_av  !< bin number
     645
    468646!
    469647!-- PALM interfaces:
     
    474652       MODULE PROCEDURE salsa_boundary_conds_decycle
    475653    END INTERFACE salsa_boundary_conds
    476 !   
     654!
    477655!-- Data output checks for 2D/3D data to be done in check_parameters
    478656    INTERFACE salsa_check_data_output
    479657       MODULE PROCEDURE salsa_check_data_output
    480658    END INTERFACE salsa_check_data_output
    481    
    482659!
    483660!-- Input parameter checks to be done in check_parameters
     
    485662       MODULE PROCEDURE salsa_check_parameters
    486663    END INTERFACE salsa_check_parameters
    487 
    488664!
    489665!-- Averaging of 3D data for output
     
    491667       MODULE PROCEDURE salsa_3d_data_averaging
    492668    END INTERFACE salsa_3d_data_averaging
    493 
    494669!
    495670!-- Data output of 2D quantities
     
    497672       MODULE PROCEDURE salsa_data_output_2d
    498673    END INTERFACE salsa_data_output_2d
    499 
    500674!
    501675!-- Data output of 3D data
     
    503677       MODULE PROCEDURE salsa_data_output_3d
    504678    END INTERFACE salsa_data_output_3d
    505    
    506679!
    507680!-- Data output of 3D data
     
    509682       MODULE PROCEDURE salsa_data_output_mask
    510683    END INTERFACE salsa_data_output_mask
    511 
    512684!
    513685!-- Definition of data output quantities
     
    515687       MODULE PROCEDURE salsa_define_netcdf_grid
    516688    END INTERFACE salsa_define_netcdf_grid
    517    
    518689!
    519690!-- Output of information to the header file
     
    521692       MODULE PROCEDURE salsa_header
    522693    END INTERFACE salsa_header
    523  
    524 !
    525 !-- Initialization actions 
     694!
     695!-- Initialization actions
    526696    INTERFACE salsa_init
    527697       MODULE PROCEDURE salsa_init
    528698    END INTERFACE salsa_init
    529  
    530699!
    531700!-- Initialization of arrays
     
    533702       MODULE PROCEDURE salsa_init_arrays
    534703    END INTERFACE salsa_init_arrays
    535 
    536704!
    537705!-- Writing of binary output for restart runs  !!! renaming?!
     
    539707       MODULE PROCEDURE salsa_wrd_local
    540708    END INTERFACE salsa_wrd_local
    541    
    542709!
    543710!-- Reading of NAMELIST parameters
     
    545712       MODULE PROCEDURE salsa_parin
    546713    END INTERFACE salsa_parin
    547 
    548714!
    549715!-- Reading of parameters for restart runs
     
    551717       MODULE PROCEDURE salsa_rrd_local
    552718    END INTERFACE salsa_rrd_local
    553    
    554719!
    555720!-- Swapping of time levels (required for prognostic variables)
     
    557722       MODULE PROCEDURE salsa_swap_timelevel
    558723    END INTERFACE salsa_swap_timelevel
    559 
     724!
     725!-- Interface between PALM and salsa
    560726    INTERFACE salsa_driver
    561727       MODULE PROCEDURE salsa_driver
    562728    END INTERFACE salsa_driver
    563 
     729!
     730!-- Prognostics equations for salsa variables
     731    INTERFACE salsa_prognostic_equations
     732       MODULE PROCEDURE salsa_prognostic_equations
     733       MODULE PROCEDURE salsa_prognostic_equations_ij
     734    END INTERFACE salsa_prognostic_equations
     735!
     736!-- Tendency salsa variables
    564737    INTERFACE salsa_tendency
    565738       MODULE PROCEDURE salsa_tendency
    566739       MODULE PROCEDURE salsa_tendency_ij
    567740    END INTERFACE salsa_tendency
    568    
    569    
    570    
     741
     742
    571743    SAVE
    572744
    573745    PRIVATE
    574746!
    575 !-- Public functions:
    576     PUBLIC salsa_boundary_conds, salsa_check_data_output,                      &
    577            salsa_check_parameters, salsa_3d_data_averaging,                    &
    578            salsa_data_output_2d, salsa_data_output_3d, salsa_data_output_mask, &
    579            salsa_define_netcdf_grid, salsa_diagnostics, salsa_driver,          &
    580            salsa_header, salsa_init, salsa_init_arrays, salsa_parin,           &
    581            salsa_rrd_local, salsa_swap_timelevel, salsa_tendency,              &
    582            salsa_wrd_local
     747!-- Public functions:
     748    PUBLIC salsa_boundary_conds, salsa_check_data_output, salsa_check_parameters,                  &
     749           salsa_3d_data_averaging, salsa_data_output_2d, salsa_data_output_3d,                    &
     750           salsa_data_output_mask, salsa_define_netcdf_grid, salsa_diagnostics, salsa_driver,      &
     751           salsa_emission_update, salsa_header, salsa_init, salsa_init_arrays, salsa_parin,        &
     752           salsa_rrd_local, salsa_swap_timelevel, salsa_prognostic_equations, salsa_wrd_local
    583753!
    584754!-- Public parameters, constants and initial values
    585     PUBLIC dots_salsa, dt_salsa, last_salsa_time, lsdepo, salsa,               &
    586            salsa_gases_from_chem, skip_time_do_salsa
     755    PUBLIC bc_am_t_val, bc_an_t_val, bc_gt_t_val, dots_salsa, dt_salsa,                            &
     756           ibc_salsa_b, last_salsa_time, lsdepo, nest_salsa, salsa, salsa_gases_from_chem,         &
     757           skip_time_do_salsa
    587758!
    588759!-- Public prognostic variables
    589     PUBLIC aerosol_mass, aerosol_number, fn2a, fn2b, gconc_2, in1a, in2b,      &
    590            mconc_2, nbins, ncc, ncc_tot, nclim, nconc_2, ngast, prtcl, Ra_dry, &
    591            salsa_gas, sedim_vd
    592            
     760    PUBLIC aerosol_mass, aerosol_number, gconc_2, mconc_2, nbins_aerosol, ncc, ncomponents_mass,   &
     761           nclim, nconc_2, ngases_salsa, prtcl, ra_dry, salsa_gas, sedim_vd
     762
    593763
    594764 CONTAINS
     
    603773    IMPLICIT NONE
    604774
    605     CHARACTER (LEN=80) ::  line   !< dummy string that contains the current line
    606                                   !< of the parameter file
    607                                  
    608     NAMELIST /salsa_parameters/             &
    609                           advect_particle_water, & ! Switch for advecting
    610                                                 ! particle water. If .FALSE.,
    611                                                 ! equilibration is called at
    612                                                 ! each time step.       
    613                           bc_salsa_b,       &   ! bottom boundary condition
    614                           bc_salsa_t,       &   ! top boundary condition
    615                           decycle_lr,       &   ! decycle SALSA components
    616                           decycle_method,   &   ! decycle method applied:
    617                                                 ! 1=left 2=right 3=south 4=north
    618                           decycle_ns,       &   ! decycle SALSA components
    619                           depo_vege_type,   &   ! Parametrisation type
    620                           depo_topo_type,   &   ! Parametrisation type
    621                           dpg,              &   ! Mean diameter for the initial
    622                                                 ! log-normal modes
    623                           dt_salsa,         &   ! SALSA timestep in seconds
    624                           feedback_to_palm, &   ! allow feedback due to
    625                                                 ! hydration / condensation
    626                           H2SO4_init,       &   ! Init value for sulphuric acid
    627                           HNO3_init,        &   ! Init value for nitric acid
    628                           igctyp,           &   ! Initial gas concentration type
    629                           isdtyp,           &   ! Initial size distribution type                                               
    630                           listspec,         &   ! List of actived aerosols
    631                                                 ! (string list)
    632                           mass_fracs_a,     &   ! Initial relative contribution 
    633                                                 ! of each species to particle 
    634                                                 ! volume in a-bins, 0 for unused
    635                           mass_fracs_b,     &   ! Initial relative contribution 
    636                                                 ! of each species to particle
    637                                                 ! volume in b-bins, 0 for unused
    638                           n_lognorm,        &   ! Number concentration for the
    639                                                 ! log-normal modes                                               
    640                           nbin,             &   ! Number of size bins for
    641                                                 ! aerosol size subranges 1 & 2
    642                           nf2a,             &   ! Number fraction of particles
    643                                                 ! allocated to a-bins in
    644                                                 ! subrange 2 b-bins will get
    645                                                 ! 1-nf2a                         
    646                           NH3_init,         &   ! Init value for ammonia
    647                           nj3,              &   ! J3 parametrization
    648                                                 ! 1 = condensational sink
    649                                                 !     (Kerminen&Kulmala, 2002)
    650                                                 ! 2 = coagulational sink
    651                                                 !     (Lehtinen et al. 2007)
    652                                                 ! 3 = coagS+self-coagulation
    653                                                 !     (Anttila et al. 2010)                                                   
    654                           nlcnd,            &   ! Condensation master switch
    655                           nlcndgas,         &   ! Condensation of gases
    656                           nlcndh2oae,       &   ! Condensation of H2O                           
    657                           nlcoag,           &   ! Coagulation master switch
    658                           nldepo,           &   ! Deposition master switch
    659                           nldepo_vege,      &   ! Deposition on vegetation
    660                                                 ! master switch
    661                           nldepo_topo,      &   ! Deposition on topo master
    662                                                 ! switch                         
    663                           nldistupdate,     &   ! Size distribution update
    664                                                 ! master switch
    665                           nsnucl,           &   ! Nucleation scheme:
    666                                                 ! 0 = off,
    667                                                 ! 1 = binary nucleation
    668                                                 ! 2 = activation type nucleation
    669                                                 ! 3 = kinetic nucleation
    670                                                 ! 4 = ternary nucleation
    671                                                 ! 5 = nucleation with organics
    672                                                 ! 6 = activation type of
    673                                                 !     nucleation with H2SO4+ORG
    674                                                 ! 7 = heteromolecular nucleation
    675                                                 !     with H2SO4*ORG
    676                                                 ! 8 = homomolecular nucleation 
    677                                                 !     of H2SO4 + heteromolecular
    678                                                 !     nucleation with H2SO4*ORG
    679                                                 ! 9 = homomolecular nucleation
    680                                                 !     of H2SO4 and ORG + hetero-
    681                                                 !     molecular nucleation with
    682                                                 !     H2SO4*ORG
    683                           OCNV_init,        &   ! Init value for non-volatile
    684                                                 ! organic gases
    685                           OCSV_init,        &   ! Init value for semi-volatile
    686                                                 ! organic gases
    687                           read_restart_data_salsa, & ! read restart data for
    688                                                      ! salsa
    689                           reglim,           &   ! Min&max diameter limits of
    690                                                 ! size subranges
    691                           salsa,            &   ! Master switch for SALSA
    692                           salsa_source_mode,&   ! 'read_from_file' or 'constant'
    693                                                 ! or 'no_source'
    694                           sigmag,           &   ! stdev for the initial log-
    695                                                 ! normal modes                                               
    696                           skip_time_do_salsa, & ! Starting time of SALSA (s)
    697                           van_der_waals_coagc,& ! include van der Waals forces
    698                           write_binary_salsa    ! Write binary for salsa
    699                            
    700        
     775    CHARACTER(LEN=80) ::  line   !< dummy string that contains the current line
     776                                  !< of the parameter file
     777
     778    NAMELIST /salsa_parameters/      aerosol_flux_dpg, aerosol_flux_mass_fracs_a,                  &
     779                                     aerosol_flux_mass_fracs_b, aerosol_flux_sigmag,               &
     780                                     advect_particle_water, bc_salsa_b, bc_salsa_t, decycle_lr,    &
     781                                     decycle_method, decycle_ns, depo_pcm_par, depo_pcm_type,      &
     782                                     depo_surf_par, dpg, dt_salsa, feedback_to_palm, h2so4_init,   &
     783                                     hno3_init, igctyp, isdtyp, listspec, mass_fracs_a,            &
     784                                     mass_fracs_b, n_lognorm, nbin, nest_salsa, nf2a, nh3_init,    &
     785                                     nj3, nlcnd, nlcndgas, nlcndh2oae, nlcoag, nldepo, nldepo_pcm, &
     786                                     nldepo_surf, nldistupdate, nsnucl, ocnv_init, ocsv_init,      &
     787                                     read_restart_data_salsa, reglim, salsa, salsa_emission_mode,  &
     788                                     sigmag, skip_time_do_salsa, surface_aerosol_flux,             &
     789                                     van_der_waals_coagc, write_binary_salsa
     790
    701791    line = ' '
    702        
    703792!
    704793!-- Try to find salsa package
     
    709798    ENDDO
    710799    BACKSPACE ( 11 )
    711 
    712800!
    713801!-- Read user-defined namelist
    714802    READ ( 11, salsa_parameters )
    715 
    716803!
    717804!-- Enable salsa (salsa switch in modules.f90)
     
    719806
    720807 10 CONTINUE
    721        
     808
    722809 END SUBROUTINE salsa_parin
    723810
    724  
    725811!------------------------------------------------------------------------------!
    726812! Description:
     
    730816 SUBROUTINE salsa_check_parameters
    731817
    732     USE control_parameters,                                                    &
     818    USE control_parameters,                                                                        &
    733819        ONLY:  message_string
    734        
     820
    735821    IMPLICIT NONE
    736    
     822
    737823!
    738824!-- Checks go here (cf. check_parameters.f90).
    739825    IF ( salsa  .AND.  .NOT.  humidity )  THEN
    740        WRITE( message_string, * ) 'salsa = ', salsa, ' is ',                   &
    741               'not allowed with humidity = ', humidity
    742        CALL message( 'check_parameters', 'SA0009', 1, 2, 0, 6, 0 )
     826       WRITE( message_string, * ) 'salsa = ', salsa, ' is not allowed with humidity = ', humidity
     827       CALL message( 'salsa_check_parameters', 'PA0594', 1, 2, 0, 6, 0 )
    743828    ENDIF
    744    
     829
    745830    IF ( bc_salsa_b == 'dirichlet' )  THEN
    746831       ibc_salsa_b = 0
     
    748833       ibc_salsa_b = 1
    749834    ELSE
    750        message_string = 'unknown boundary condition: bc_salsa_b = "'           &
    751                          // TRIM( bc_salsa_t ) // '"'
    752        CALL message( 'check_parameters', 'SA0011', 1, 2, 0, 6, 0 )                 
     835       message_string = 'unknown boundary condition: bc_salsa_b = "' // TRIM( bc_salsa_t ) // '"'
     836       CALL message( 'salsa_check_parameters', 'PA0595', 1, 2, 0, 6, 0 )
    753837    ENDIF
    754    
     838
    755839    IF ( bc_salsa_t == 'dirichlet' )  THEN
    756840       ibc_salsa_t = 0
    757841    ELSEIF ( bc_salsa_t == 'neumann' )  THEN
    758842       ibc_salsa_t = 1
     843    ELSEIF ( bc_salsa_t == 'nested' )  THEN
     844       ibc_salsa_t = 2
    759845    ELSE
    760        message_string = 'unknown boundary condition: bc_salsa_t = "'           &
    761                          // TRIM( bc_salsa_t ) // '"'
    762        CALL message( 'check_parameters', 'SA0012', 1, 2, 0, 6, 0 )                 
     846       message_string = 'unknown boundary condition: bc_salsa_t = "' // TRIM( bc_salsa_t ) // '"'
     847       CALL message( 'salsa_check_parameters', 'PA0596', 1, 2, 0, 6, 0 )
    763848    ENDIF
    764    
     849
    765850    IF ( nj3 < 1  .OR.  nj3 > 3 )  THEN
    766851       message_string = 'unknown nj3 (must be 1-3)'
    767        CALL message( 'check_parameters', 'SA0044', 1, 2, 0, 6, 0 )
     852       CALL message( 'salsa_check_parameters', 'PA0597', 1, 2, 0, 6, 0 )
    768853    ENDIF
    769            
     854
     855    IF ( salsa_emission_mode == 'read_from_file'  .AND.  ibc_salsa_b  == 0 ) THEN
     856       message_string = 'salsa_emission_mode == read_from_file requires bc_salsa_b = "Neumann"'
     857       CALL message( 'salsa_check_parameters','PA0598', 1, 2, 0, 6, 0 )
     858    ENDIF
     859
    770860 END SUBROUTINE salsa_check_parameters
    771861
     
    775865! ------------
    776866!> Subroutine defining appropriate grid for netcdf variables.
    777 !> It is called out from subroutine netcdf. 
     867!> It is called out from subroutine netcdf.
    778868!> Same grid as for other scalars (see netcdf_interface_mod.f90)
    779869!------------------------------------------------------------------------------!
    780870 SUBROUTINE salsa_define_netcdf_grid( var, found, grid_x, grid_y, grid_z )
    781    
     871
    782872    IMPLICIT NONE
    783873
    784     CHARACTER (LEN=*), INTENT(OUT) ::  grid_x   !<
    785     CHARACTER (LEN=*), INTENT(OUT) ::  grid_y   !<
    786     CHARACTER (LEN=*), INTENT(OUT) ::  grid_z   !<
    787     CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)  ::  var      !<
    788    
     874    CHARACTER(LEN=*), INTENT(OUT) ::  grid_x   !<
     875    CHARACTER(LEN=*), INTENT(OUT) ::  grid_y   !<
     876    CHARACTER(LEN=*), INTENT(OUT) ::  grid_z   !<
     877    CHARACTER(LEN=*), INTENT(IN)  ::  var      !<
     878
    789879    LOGICAL, INTENT(OUT) ::  found   !<
    790    
     880
    791881    found  = .TRUE.
    792882!
     
    794884
    795885    IF ( var(1:2) == 'g_' )  THEN
    796        grid_x = 'x' 
    797        grid_y = 'y' 
    798        grid_z = 'zu'   
     886       grid_x = 'x'
     887       grid_y = 'y'
     888       grid_z = 'zu'
    799889    ELSEIF ( var(1:4) == 'LDSA' )  THEN
    800        grid_x = 'x' 
    801        grid_y = 'y' 
     890       grid_x = 'x'
     891       grid_y = 'y'
    802892       grid_z = 'zu'
    803893    ELSEIF ( var(1:5) == 'm_bin' )  THEN
    804        grid_x = 'x' 
    805        grid_y = 'y' 
     894       grid_x = 'x'
     895       grid_y = 'y'
    806896       grid_z = 'zu'
    807897    ELSEIF ( var(1:5) == 'N_bin' )  THEN
    808        grid_x = 'x' 
    809        grid_y = 'y' 
     898       grid_x = 'x'
     899       grid_y = 'y'
    810900       grid_z = 'zu'
    811901    ELSEIF ( var(1:4) == 'Ntot' ) THEN
    812        grid_x = 'x' 
    813        grid_y = 'y' 
     902       grid_x = 'x'
     903       grid_y = 'y'
    814904       grid_z = 'zu'
    815905    ELSEIF ( var(1:2) == 'PM' )  THEN
    816        grid_x = 'x' 
    817        grid_y = 'y' 
     906       grid_x = 'x'
     907       grid_y = 'y'
    818908       grid_z = 'zu'
    819909    ELSEIF ( var(1:2) == 's_' )  THEN
    820        grid_x = 'x' 
    821        grid_y = 'y' 
     910       grid_x = 'x'
     911       grid_y = 'y'
    822912       grid_z = 'zu'
    823913    ELSE
     
    830920 END SUBROUTINE salsa_define_netcdf_grid
    831921
    832  
    833922!------------------------------------------------------------------------------!
    834923! Description:
     
    846935    WRITE( io, 2 ) skip_time_do_salsa
    847936    WRITE( io, 3 ) dt_salsa
    848     WRITE( io, 12 )  SHAPE( aerosol_number(1)%conc ), nbins
     937    WRITE( io, 4 )  SHAPE( aerosol_number(1)%conc ), nbins_aerosol
    849938    IF ( advect_particle_water )  THEN
    850        WRITE( io, 16 )  SHAPE( aerosol_mass(1)%conc ), ncc_tot*nbins,          &
     939       WRITE( io, 5 )  SHAPE( aerosol_mass(1)%conc ), ncomponents_mass*nbins_aerosol,             &
    851940                        advect_particle_water
    852941    ELSE
    853        WRITE( io, 16 )  SHAPE( aerosol_mass(1)%conc ), ncc*nbins,              &
    854                         advect_particle_water
     942       WRITE( io, 5 )  SHAPE( aerosol_mass(1)%conc ), ncc*nbins_aerosol, advect_particle_water
    855943    ENDIF
    856944    IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
    857        WRITE( io, 17 )  SHAPE( aerosol_mass(1)%conc ), ngast,                  &
    858                         salsa_gases_from_chem
     945       WRITE( io, 6 )  SHAPE( aerosol_mass(1)%conc ), ngases_salsa, salsa_gases_from_chem
    859946    ENDIF
    860     WRITE( io, 4 )
     947    WRITE( io, 7 )
    861948    IF ( nsnucl > 0 )  THEN
    862        WRITE( io, 5 ) nsnucl, nj3
     949       WRITE( io, 8 ) nsnucl, nj3
    863950    ENDIF
    864951    IF ( nlcoag )  THEN
    865        WRITE( io, 6 )
     952       WRITE( io, 9 )
    866953    ENDIF
    867954    IF ( nlcnd )  THEN
    868        WRITE( io, 7 ) nlcndgas, nlcndh2oae
     955       WRITE( io, 10 ) nlcndgas, nlcndh2oae
     956    ENDIF
     957    IF ( lspartition )  THEN
     958       WRITE( io, 11 )
    869959    ENDIF
    870960    IF ( nldepo )  THEN
    871        WRITE( io, 14 ) nldepo_vege, nldepo_topo
     961       WRITE( io, 12 ) nldepo_pcm, nldepo_surf
    872962    ENDIF
    873     WRITE( io, 8 )  reglim, nbin, bin_low_limits
    874     WRITE( io, 15 ) nsect
    875     WRITE( io, 13 ) ncc, listspec, mass_fracs_a, mass_fracs_b
     963    WRITE( io, 13 )  reglim, nbin, bin_low_limits
     964    IF ( isdtyp == 0 )  WRITE( io, 14 ) nsect
     965    WRITE( io, 15 ) ncc, listspec, mass_fracs_a, mass_fracs_b
    876966    IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
    877        WRITE( io, 18 ) ngast, H2SO4_init, HNO3_init, NH3_init, OCNV_init,      &
    878                        OCSV_init
     967       WRITE( io, 16 ) ngases_salsa, h2so4_init, hno3_init, nh3_init, ocnv_init, ocsv_init
    879968    ENDIF
    880     WRITE( io, 9 )  isdtyp, igctyp
     969    WRITE( io, 17 )  isdtyp, igctyp
    881970    IF ( isdtyp == 0 )  THEN
    882        WRITE( io, 10 )  dpg, sigmag, n_lognorm
     971       WRITE( io, 18 )  dpg, sigmag, n_lognorm
    883972    ELSE
    884        WRITE( io, 11 )
     973       WRITE( io, 19 )
    885974    ENDIF
    886    
    887 
    888 1   FORMAT (//' SALSA information:'/                                           &
     975    IF ( nest_salsa )  WRITE( io, 20 )  nest_salsa
     976    WRITE( io, 21 ) salsa_emission_mode
     977
     978
     9791   FORMAT (//' SALSA information:'/                                                               &
    889980              ' ------------------------------'/)
    8909812   FORMAT   ('    Starts at: skip_time_do_salsa = ', F10.2, '  s')
    8919823   FORMAT  (/'    Timestep: dt_salsa = ', F6.2, '  s')
    892 12  FORMAT  (/'    Array shape (z,y,x,bins):'/                                 &
     9834   FORMAT  (/'    Array shape (z,y,x,bins):'/                                                     &
    893984              '       aerosol_number:  ', 4(I3))
    894 16  FORMAT  (/'       aerosol_mass:    ', 4(I3),/                              &
     9855   FORMAT  (/'       aerosol_mass:    ', 4(I3),/                                                  &
    895986              '       (advect_particle_water = ', L1, ')')
    896 17  FORMAT   ('       salsa_gas: ', 4(I3),/                                    &
     9876   FORMAT   ('       salsa_gas: ', 4(I3),/                                                        &
    897988              '       (salsa_gases_from_chem = ', L1, ')')
    898 4   FORMAT  (/'    Aerosol dynamic processes included: ')
    899 5   FORMAT  (/'       nucleation (scheme = ', I1, ' and J3 parametrization = ',&
    900                I1, ')')
    901 6   FORMAT  (/'       coagulation')
    902 7   FORMAT  (/'       condensation (of precursor gases = ', L1,                &
    903               '          and water vapour = ', L1, ')' )
    904 14  FORMAT  (/'       dry deposition (on vegetation = ', L1,                   &
    905               '          and on topography = ', L1, ')')             
    906 8   FORMAT  (/'    Aerosol bin subrange limits (in metres): ',  3(ES10.2E3), / &
    907               '    Number of size bins for each aerosol subrange: ', 2I3,/     &
     9897   FORMAT  (/'    Aerosol dynamic processes included: ')
     9908   FORMAT  (/'       nucleation (scheme = ', I1, ' and J3 parametrization = ', I1, ')')
     9919   FORMAT  (/'       coagulation')
     99210  FORMAT  (/'       condensation (of precursor gases = ', L1, ' and water vapour = ', L1, ')' )
     99311  FORMAT  (/'       dissolutional growth by HNO3 and NH3')
     99412  FORMAT  (/'       dry deposition (on vegetation = ', L1, ' and on topography = ', L1, ')')
     99513  FORMAT  (/'    Aerosol bin subrange limits (in metres): ',  3(ES10.2E3), /                     &
     996              '    Number of size bins for each aerosol subrange: ', 2I3,/                         &
    908997              '    Aerosol bin limits (in metres): ', 9(ES10.2E3))
    909 15  FORMAT   ('    Initial number concentration in bins at the lowest level',  &
    910               ' (#/m**3):', 9(ES10.2E3))       
    911 13  FORMAT  (/'    Number of chemical components used: ', I1,/                 &
    912               '       Species: ',7(A6),/                                       &
    913               '    Initial relative contribution of each species to particle', &
    914               ' volume in:',/                                                  &
    915               '       a-bins: ', 7(F6.3),/                                     &
     99814  FORMAT   ('    Initial number concentration in bins at the lowest level (#/m**3):', 9(ES10.2E3))
     99915  FORMAT  (/'    Number of chemical components used: ', I1,/                                     &
     1000              '       Species: ',7(A6),/                                                           &
     1001              '    Initial relative contribution of each species to particle volume in:',/         &
     1002              '       a-bins: ', 7(F6.3),/                                                         &
    9161003              '       b-bins: ', 7(F6.3))
    917 18  FORMAT  (/'    Number of gaseous tracers used: ', I1,/                     &
    918               '    Initial gas concentrations:',/                              &
    919               '       H2SO4: ',ES12.4E3, ' #/m**3',/                           &
    920               '       HNO3:  ',ES12.4E3, ' #/m**3',/                           &
    921               '       NH3:   ',ES12.4E3, ' #/m**3',/                           &
    922               '       OCNV:  ',ES12.4E3, ' #/m**3',/                           &
     100416  FORMAT  (/'    Number of gaseous tracers used: ', I1,/                                         &
     1005              '    Initial gas concentrations:',/                                                  &
     1006              '       H2SO4: ',ES12.4E3, ' #/m**3',/                                               &
     1007              '       HNO3:  ',ES12.4E3, ' #/m**3',/                                               &
     1008              '       NH3:   ',ES12.4E3, ' #/m**3',/                                               &
     1009              '       OCNV:  ',ES12.4E3, ' #/m**3',/                                               &
    9231010              '       OCSV:  ',ES12.4E3, ' #/m**3')
    924 9    FORMAT (/'   Initialising concentrations: ', /                            &
    925               '      Aerosol size distribution: isdtyp = ', I1,/               &
     101117   FORMAT (/'   Initialising concentrations: ', /                                                &
     1012              '      Aerosol size distribution: isdtyp = ', I1,/                                   &
    9261013              '      Gas concentrations: igctyp = ', I1 )
    927 10   FORMAT ( '      Mode diametres: dpg(nmod) = ', 7(F7.3),/                  &
    928               '      Standard deviation: sigmag(nmod) = ', 7(F7.2),/           &
    929               '      Number concentration: n_lognorm(nmod) = ', 7(ES12.4E3) )
    930 11   FORMAT (/'      Size distribution read from a file.')
     101418   FORMAT ( '      Mode diametres: dpg(nmod) = ', 7(F7.3), ' (m)', /                             &
     1015              '      Standard deviation: sigmag(nmod) = ', 7(F7.2),/                               &
     1016              '      Number concentration: n_lognorm(nmod) = ', 7(ES12.4E3), ' (#/m3)' )
     101719   FORMAT (/'      Size distribution read from a file.')
     101820   FORMAT (/'   Nesting for salsa variables: ', L1 )
     101921   FORMAT (/'   Emissions: salsa_emission_mode = ', A )
    9311020
    9321021 END SUBROUTINE salsa_header
     
    9381027!------------------------------------------------------------------------------!
    9391028 SUBROUTINE salsa_init_arrays
    940  
    941     USE surface_mod,                                                           &
    942         ONLY:  surf_def_h, surf_def_v, surf_lsm_h, surf_lsm_v, surf_usm_h,     &
    943                surf_usm_v
     1029
     1030    USE chem_gasphase_mod,                                                                         &
     1031        ONLY:  nvar
     1032
     1033    USE surface_mod,                                                                               &
     1034        ONLY:  surf_def_h, surf_def_v, surf_lsm_h, surf_lsm_v, surf_usm_h, surf_usm_v
    9441035
    9451036    IMPLICIT NONE
    946    
    947     INTEGER(iwp) ::  gases_available !< Number of available gas components in
    948                                      !< the chemistry model
    949     INTEGER(iwp) ::  i   !< loop index for allocating
    950     INTEGER(iwp) ::  l   !< loop index for allocating: surfaces
    951     INTEGER(iwp) ::  lsp !< loop index for chem species in the chemistry model
    952    
     1037
     1038    INTEGER(iwp) ::  gases_available !< Number of available gas components in the chemistry model
     1039    INTEGER(iwp) ::  i               !< loop index for allocating
     1040    INTEGER(iwp) ::  l               !< loop index for allocating: surfaces
     1041    INTEGER(iwp) ::  lsp             !< loop index for chem species in the chemistry model
     1042
    9531043    gases_available = 0
    954 
    9551044!
    9561045!-- Allocate prognostic variables (see salsa_swap_timelevel)
    957 
    9581046!
    9591047!-- Set derived indices:
    960 !-- (This does the same as the subroutine salsa_initialize in SALSA/
    961 !-- UCLALES-SALSA)       
    962     in1a = 1                ! 1st index of subrange 1a
    963     in2a = in1a + nbin(1)   ! 1st index of subrange 2a
    964     fn1a = in2a - 1         ! last index of subrange 1a
    965     fn2a = fn1a + nbin(2)   ! last index of subrange 2a
    966    
    967 !   
    968 !-- If the fraction of insoluble aerosols in subrange 2 is zero: do not allocate
    969 !-- arrays for them
     1048!-- (This does the same as the subroutine salsa_initialize in SALSA/UCLALES-SALSA)
     1049    start_subrange_1a = 1  ! 1st index of subrange 1a
     1050    start_subrange_2a = start_subrange_1a + nbin(1)  ! 1st index of subrange 2a
     1051    end_subrange_1a   = start_subrange_2a - 1        ! last index of subrange 1a
     1052    end_subrange_2a   = end_subrange_1a + nbin(2)    ! last index of subrange 2a
     1053
     1054!
     1055!-- If the fraction of insoluble aerosols in subrange 2 is zero: do not allocate arrays for them
    9701056    IF ( nf2a > 0.999999_wp  .AND.  SUM( mass_fracs_b ) < 0.00001_wp )  THEN
    9711057       no_insoluble = .TRUE.
    972        in2b = fn2a+1    ! 1st index of subrange 2b
    973        fn2b = fn2a      ! last index of subrange 2b
     1058       start_subrange_2b = end_subrange_2a+1  ! 1st index of subrange 2b
     1059       end_subrange_2b   = end_subrange_2a    ! last index of subrange 2b
    9741060    ELSE
    975        in2b = in2a + nbin(2)   ! 1st index of subrange 2b
    976        fn2b = fn2a + nbin(2)   ! last index of subrange 2b
     1061       start_subrange_2b = start_subrange_2a + nbin(2)  ! 1st index of subrange 2b
     1062       end_subrange_2b   = end_subrange_2a + nbin(2)    ! last index of subrange 2b
    9771063    ENDIF
    978    
    979    
    980     nbins = fn2b   ! total number of aerosol size bins
    981 !   
     1064
     1065    nbins_aerosol = end_subrange_2b   ! total number of aerosol size bins
     1066!
    9821067!-- Create index tables for different aerosol components
    9831068    CALL component_index_constructor( prtcl, ncc, maxspec, listspec )
    984    
    985     ncc_tot = ncc
    986     IF ( advect_particle_water )  ncc_tot = ncc + 1  ! Add water
    987    
     1069
     1070    ncomponents_mass = ncc
     1071    IF ( advect_particle_water )  ncomponents_mass = ncc + 1  ! Add water
     1072
    9881073!
    9891074!-- Allocate:
    990     ALLOCATE( aero(nbins), bin_low_limits(nbins), nsect(nbins), massacc(nbins) )
    991     IF ( nldepo ) ALLOCATE( sedim_vd(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,nbins) )         
    992     ALLOCATE( Ra_dry(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,nbins) )
    993    
    994 !   
     1075    ALLOCATE( aero(nbins_aerosol), bc_am_t_val(nbins_aerosol*ncomponents_mass),                    &
     1076              bc_an_t_val(ngases_salsa), bc_gt_t_val(nbins_aerosol), bin_low_limits(nbins_aerosol),&
     1077              nsect(nbins_aerosol), massacc(nbins_aerosol) )
     1078    ALLOCATE( k_topo_top(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
     1079    IF ( nldepo ) ALLOCATE( sedim_vd(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,nbins_aerosol) )
     1080    ALLOCATE( ra_dry(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,nbins_aerosol) )
     1081
     1082!
    9951083!-- Aerosol number concentration
    996     ALLOCATE( aerosol_number(nbins) )
    997     ALLOCATE( nconc_1(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,nbins),                    &
    998               nconc_2(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,nbins),                    &
    999               nconc_3(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,nbins) )
     1084    ALLOCATE( aerosol_number(nbins_aerosol) )
     1085    ALLOCATE( nconc_1(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,nbins_aerosol),                                &
     1086              nconc_2(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,nbins_aerosol),                                &
     1087              nconc_3(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,nbins_aerosol) )
    10001088    nconc_1 = 0.0_wp
    10011089    nconc_2 = 0.0_wp
    10021090    nconc_3 = 0.0_wp
    1003    
    1004     DO i = 1, nbins
     1091
     1092    DO i = 1, nbins_aerosol
    10051093       aerosol_number(i)%conc(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)    => nconc_1(:,:,:,i)
    10061094       aerosol_number(i)%conc_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)  => nconc_2(:,:,:,i)
     
    10121100                 aerosol_number(i)%init(nzb:nzt+1),                            &
    10131101                 aerosol_number(i)%sums_ws_l(nzb:nzt+1,0:threads_per_task-1) )
    1014     ENDDO     
    1015    
    1016 !   
    1017 !-- Aerosol mass concentration   
    1018     ALLOCATE( aerosol_mass(ncc_tot*nbins) )
    1019     ALLOCATE( mconc_1(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,ncc_tot*nbins),            &
    1020               mconc_2(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,ncc_tot*nbins),            &
    1021               mconc_3(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,ncc_tot*nbins) )
     1102    ENDDO
     1103
     1104!
     1105!-- Aerosol mass concentration
     1106    ALLOCATE( aerosol_mass(ncomponents_mass*nbins_aerosol) )
     1107    ALLOCATE( mconc_1(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,ncomponents_mass*nbins_aerosol),               &
     1108              mconc_2(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,ncomponents_mass*nbins_aerosol),               &
     1109              mconc_3(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,ncomponents_mass*nbins_aerosol) )
    10221110    mconc_1 = 0.0_wp
    10231111    mconc_2 = 0.0_wp
    10241112    mconc_3 = 0.0_wp
    1025    
    1026     DO i = 1, ncc_tot*nbins
     1113
     1114    DO i = 1, ncomponents_mass*nbins_aerosol
    10271115       aerosol_mass(i)%conc(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)    => mconc_1(:,:,:,i)
    10281116       aerosol_mass(i)%conc_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)  => mconc_2(:,:,:,i)
    1029        aerosol_mass(i)%tconc_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) => mconc_3(:,:,:,i)       
    1030        ALLOCATE( aerosol_mass(i)%flux_s(nzb+1:nzt,0:threads_per_task-1),       &
    1031                  aerosol_mass(i)%diss_s(nzb+1:nzt,0:threads_per_task-1),       &
    1032                  aerosol_mass(i)%flux_l(nzb+1:nzt,nys:nyn,0:threads_per_task-1),&
    1033                  aerosol_mass(i)%diss_l(nzb+1:nzt,nys:nyn,0:threads_per_task-1),&
    1034                  aerosol_mass(i)%init(nzb:nzt+1),                              &
     1117       aerosol_mass(i)%tconc_m(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) => mconc_3(:,:,:,i)
     1118       ALLOCATE( aerosol_mass(i)%flux_s(nzb+1:nzt,0:threads_per_task-1),                           &
     1119                 aerosol_mass(i)%diss_s(nzb+1:nzt,0:threads_per_task-1),                           &
     1120                 aerosol_mass(i)%flux_l(nzb+1:nzt,nys:nyn,0:threads_per_task-1),                   &
     1121                 aerosol_mass(i)%diss_l(nzb+1:nzt,nys:nyn,0:threads_per_task-1),                   &
     1122                 aerosol_mass(i)%init(nzb:nzt+1),                                                  &
    10351123                 aerosol_mass(i)%sums_ws_l(nzb:nzt+1,0:threads_per_task-1)  )
    10361124    ENDDO
    1037    
    1038 !
    1039 !-- Surface fluxes: answs = aerosol number, amsws = aerosol mass 
     1125
     1126!
     1127!-- Surface fluxes: answs = aerosol number, amsws = aerosol mass
    10401128!
    10411129!-- Horizontal surfaces: default type
    10421130    DO  l = 0, 2   ! upward (l=0), downward (l=1) and model top (l=2)
    1043        ALLOCATE( surf_def_h(l)%answs( 1:surf_def_h(l)%ns, nbins ) )
    1044        ALLOCATE( surf_def_h(l)%amsws( 1:surf_def_h(l)%ns, nbins*ncc_tot ) )
     1131       ALLOCATE( surf_def_h(l)%answs( 1:surf_def_h(l)%ns, nbins_aerosol ) )
     1132       ALLOCATE( surf_def_h(l)%amsws( 1:surf_def_h(l)%ns, nbins_aerosol*ncomponents_mass ) )
    10451133       surf_def_h(l)%answs = 0.0_wp
    10461134       surf_def_h(l)%amsws = 0.0_wp
    10471135    ENDDO
    1048 !-- Horizontal surfaces: natural type   
    1049     IF ( land_surface )  THEN
    1050        ALLOCATE( surf_lsm_h%answs( 1:surf_lsm_h%ns, nbins ) )
    1051        ALLOCATE( surf_lsm_h%amsws( 1:surf_lsm_h%ns, nbins*ncc_tot ) )
    1052        surf_lsm_h%answs = 0.0_wp
    1053        surf_lsm_h%amsws = 0.0_wp
    1054     ENDIF
    1055 !-- Horizontal surfaces: urban type
    1056     IF ( urban_surface )  THEN
    1057        ALLOCATE( surf_usm_h%answs( 1:surf_usm_h%ns, nbins ) )
    1058        ALLOCATE( surf_usm_h%amsws( 1:surf_usm_h%ns, nbins*ncc_tot ) )
    1059        surf_usm_h%answs = 0.0_wp
    1060        surf_usm_h%amsws = 0.0_wp
    1061     ENDIF
    1062 !
    1063 !-- Vertical surfaces: northward (l=0), southward (l=1), eastward (l=2) and
    1064 !-- westward (l=3) facing
    1065     DO  l = 0, 3   
    1066        ALLOCATE( surf_def_v(l)%answs( 1:surf_def_v(l)%ns, nbins ) )
     1136!
     1137!-- Horizontal surfaces: natural type
     1138    ALLOCATE( surf_lsm_h%answs( 1:surf_lsm_h%ns, nbins_aerosol ) )
     1139    ALLOCATE( surf_lsm_h%amsws( 1:surf_lsm_h%ns, nbins_aerosol*ncomponents_mass ) )
     1140    surf_lsm_h%answs = 0.0_wp
     1141    surf_lsm_h%amsws = 0.0_wp
     1142!
     1143!-- Horizontal surfaces: urban type
     1144    ALLOCATE( surf_usm_h%answs( 1:surf_usm_h%ns, nbins_aerosol ) )
     1145    ALLOCATE( surf_usm_h%amsws( 1:surf_usm_h%ns, nbins_aerosol*ncomponents_mass ) )
     1146    surf_usm_h%answs = 0.0_wp
     1147    surf_usm_h%amsws = 0.0_wp
     1148
     1149!
     1150!-- Vertical surfaces: northward (l=0), southward (l=1), eastward (l=2) and westward (l=3) facing
     1151    DO  l = 0, 3
     1152       ALLOCATE( surf_def_v(l)%answs( 1:surf_def_v(l)%ns, nbins_aerosol ) )
    10671153       surf_def_v(l)%answs = 0.0_wp
    1068        ALLOCATE( surf_def_v(l)%amsws( 1:surf_def_v(l)%ns, nbins*ncc_tot ) )
     1154       ALLOCATE( surf_def_v(l)%amsws( 1:surf_def_v(l)%ns, nbins_aerosol*ncomponents_mass ) )
    10691155       surf_def_v(l)%amsws = 0.0_wp
    1070        
    1071        IF ( land_surface)  THEN
    1072           ALLOCATE( surf_lsm_v(l)%answs( 1:surf_lsm_v(l)%ns, nbins ) )
    1073           surf_lsm_v(l)%answs = 0.0_wp
    1074           ALLOCATE( surf_lsm_v(l)%amsws( 1:surf_lsm_v(l)%ns, nbins*ncc_tot ) )
    1075           surf_lsm_v(l)%amsws = 0.0_wp
    1076        ENDIF
    1077        
    1078        IF ( urban_surface )  THEN
    1079           ALLOCATE( surf_usm_v(l)%answs( 1:surf_usm_v(l)%ns, nbins ) )
    1080           surf_usm_v(l)%answs = 0.0_wp
    1081           ALLOCATE( surf_usm_v(l)%amsws( 1:surf_usm_v(l)%ns, nbins*ncc_tot ) )
    1082           surf_usm_v(l)%amsws = 0.0_wp
    1083        ENDIF
    1084     ENDDO   
    1085    
     1156
     1157       ALLOCATE( surf_lsm_v(l)%answs( 1:surf_lsm_v(l)%ns, nbins_aerosol ) )
     1158       surf_lsm_v(l)%answs = 0.0_wp
     1159       ALLOCATE( surf_lsm_v(l)%amsws( 1:surf_lsm_v(l)%ns, nbins_aerosol*ncomponents_mass ) )
     1160       surf_lsm_v(l)%amsws = 0.0_wp
     1161
     1162       ALLOCATE( surf_usm_v(l)%answs( 1:surf_usm_v(l)%ns, nbins_aerosol ) )
     1163       surf_usm_v(l)%answs = 0.0_wp
     1164       ALLOCATE( surf_usm_v(l)%amsws( 1:surf_usm_v(l)%ns, nbins_aerosol*ncomponents_mass ) )
     1165       surf_usm_v(l)%amsws = 0.0_wp
     1166
     1167    ENDDO
     1168
    10861169!
    10871170!-- Concentration of gaseous tracers (1. SO4, 2. HNO3, 3. NH3, 4. OCNV, 5. OCSV)
     
    10911174!-- allocate salsa_gas array.
    10921175
    1093     IF ( air_chemistry )  THEN   
     1176    IF ( air_chemistry )  THEN
    10941177       DO  lsp = 1, nvar
    1095           IF ( TRIM( chem_species(lsp)%name ) == 'H2SO4' )  THEN
    1096              gases_available = gases_available + 1
    1097              gas_index_chem(1) = lsp
    1098           ELSEIF ( TRIM( chem_species(lsp)%name ) == 'HNO3' )  THEN
    1099              gases_available = gases_available + 1 
    1100              gas_index_chem(2) = lsp
    1101           ELSEIF ( TRIM( chem_species(lsp)%name ) == 'NH3' )  THEN
    1102              gases_available = gases_available + 1
    1103              gas_index_chem(3) = lsp
    1104           ELSEIF ( TRIM( chem_species(lsp)%name ) == 'OCNV' )  THEN
    1105              gases_available = gases_available + 1
    1106              gas_index_chem(4) = lsp
    1107           ELSEIF ( TRIM( chem_species(lsp)%name ) == 'OCSV' )  THEN
    1108              gases_available = gases_available + 1
    1109              gas_index_chem(5) = lsp
    1110           ENDIF
     1178          SELECT CASE ( TRIM( chem_species(lsp)%name ) )
     1179             CASE ( 'H2SO4', 'h2so4' )
     1180                gases_available = gases_available + 1
     1181                gas_index_chem(1) = lsp
     1182             CASE ( 'HNO3', 'hno3' )
     1183                gases_available = gases_available + 1
     1184                gas_index_chem(2) = lsp
     1185             CASE ( 'NH3', 'nh3' )
     1186                gases_available = gases_available + 1
     1187                gas_index_chem(3) = lsp
     1188             CASE ( 'OCNV', 'ocnv' )
     1189                gases_available = gases_available + 1
     1190                gas_index_chem(4) = lsp
     1191             CASE ( 'OCSV', 'ocsv' )
     1192                gases_available = gases_available + 1
     1193                gas_index_chem(5) = lsp
     1194          END SELECT
    11111195       ENDDO
    11121196
    1113        IF ( gases_available == ngast )  THEN
     1197       IF ( gases_available == ngases_salsa )  THEN
    11141198          salsa_gases_from_chem = .TRUE.
    11151199       ELSE
    1116           WRITE( message_string, * ) 'SALSA is run together with chemistry '// &
    1117                                      'but not all gaseous components are '//   &
    1118                                      'provided by kpp (H2SO4, HNO3, NH3, '//   &
    1119                                      'OCNV, OCSC)'
    1120        CALL message( 'check_parameters', 'SA0024', 1, 2, 0, 6, 0 )
     1200          WRITE( message_string, * ) 'SALSA is run together with chemistry but not all gaseous '// &
     1201                                     'components are provided by kpp (H2SO4, HNO3, NH3, OCNV, OCSV)'
     1202       CALL message( 'check_parameters', 'PA0599', 1, 2, 0, 6, 0 )
    11211203       ENDIF
    11221204
    11231205    ELSE
    11241206
    1125        ALLOCATE( salsa_gas(ngast) )
    1126        ALLOCATE( gconc_1(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,ngast),                 &
    1127                  gconc_2(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,ngast),                 &
    1128                  gconc_3(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,ngast) )
     1207       ALLOCATE( salsa_gas(ngases_salsa) )
     1208       ALLOCATE( gconc_1(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,ngases_salsa),                 &
     1209                 gconc_2(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,ngases_salsa),                 &
     1210                 gconc_3(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg,ngases_salsa) )
    11291211       gconc_1 = 0.0_wp
    11301212       gconc_2 = 0.0_wp
    11311213       gconc_3 = 0.0_wp
    1132        
    1133        DO i = 1, ngast
     1214
     1215       DO i = 1, ngases_salsa
    11341216          salsa_gas(i)%conc(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)    => gconc_1(:,:,:,i)
    11351217          salsa_gas(i)%conc_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)  => gconc_2(:,:,:,i)
     
    11411223                    salsa_gas(i)%init(nzb:nzt+1),                              &
    11421224                    salsa_gas(i)%sums_ws_l(nzb:nzt+1,0:threads_per_task-1) )
    1143        ENDDO       
     1225       ENDDO
    11441226!
    11451227!--    Surface fluxes: gtsws = gaseous tracer flux
     
    11471229!--    Horizontal surfaces: default type
    11481230       DO  l = 0, 2   ! upward (l=0), downward (l=1) and model top (l=2)
    1149           ALLOCATE( surf_def_h(l)%gtsws( 1:surf_def_h(l)%ns, ngast ) )
     1231          ALLOCATE( surf_def_h(l)%gtsws( 1:surf_def_h(l)%ns, ngases_salsa ) )
    11501232          surf_def_h(l)%gtsws = 0.0_wp
    11511233       ENDDO
    1152 !--    Horizontal surfaces: natural type   
    1153        IF ( land_surface )  THEN
    1154           ALLOCATE( surf_lsm_h%gtsws( 1:surf_lsm_h%ns, ngast ) )
    1155           surf_lsm_h%gtsws = 0.0_wp
    1156        ENDIF
    1157 !--    Horizontal surfaces: urban type         
    1158        IF ( urban_surface )  THEN
    1159           ALLOCATE( surf_usm_h%gtsws( 1:surf_usm_h%ns, ngast ) )
    1160           surf_usm_h%gtsws = 0.0_wp
    1161        ENDIF
     1234!--    Horizontal surfaces: natural type
     1235       ALLOCATE( surf_lsm_h%gtsws( 1:surf_lsm_h%ns, ngases_salsa ) )
     1236       surf_lsm_h%gtsws = 0.0_wp
     1237!--    Horizontal surfaces: urban type
     1238       ALLOCATE( surf_usm_h%gtsws( 1:surf_usm_h%ns, ngases_salsa ) )
     1239       surf_usm_h%gtsws = 0.0_wp
    11621240!
    11631241!--    Vertical surfaces: northward (l=0), southward (l=1), eastward (l=2) and
    11641242!--    westward (l=3) facing
    1165        DO  l = 0, 3     
    1166           ALLOCATE( surf_def_v(l)%gtsws( 1:surf_def_v(l)%ns, ngast ) )
     1243       DO  l = 0, 3
     1244          ALLOCATE( surf_def_v(l)%gtsws( 1:surf_def_v(l)%ns, ngases_salsa ) )
    11671245          surf_def_v(l)%gtsws = 0.0_wp
    1168           IF ( land_surface )  THEN
    1169              ALLOCATE( surf_lsm_v(l)%gtsws( 1:surf_lsm_v(l)%ns, ngast ) )
    1170              surf_lsm_v(l)%gtsws = 0.0_wp
    1171           ENDIF
    1172           IF ( urban_surface )  THEN
    1173              ALLOCATE( surf_usm_v(l)%gtsws( 1:surf_usm_v(l)%ns, ngast ) )
    1174              surf_usm_v(l)%gtsws = 0.0_wp
    1175           ENDIF
     1246          ALLOCATE( surf_lsm_v(l)%gtsws( 1:surf_lsm_v(l)%ns, ngases_salsa ) )
     1247          surf_lsm_v(l)%gtsws = 0.0_wp
     1248          ALLOCATE( surf_usm_v(l)%gtsws( 1:surf_usm_v(l)%ns, ngases_salsa ) )
     1249          surf_usm_v(l)%gtsws = 0.0_wp
    11761250       ENDDO
    11771251    ENDIF
    1178    
     1252
    11791253 END SUBROUTINE salsa_init_arrays
    11801254
     
    11821256! Description:
    11831257! ------------
    1184 !> Initialization of SALSA. Based on salsa_initialize in UCLALES-SALSA. 
     1258!> Initialization of SALSA. Based on salsa_initialize in UCLALES-SALSA.
    11851259!> Subroutines salsa_initialize, SALSAinit and DiagInitAero in UCLALES-SALSA are
    11861260!> also merged here.
     
    11891263
    11901264    IMPLICIT NONE
    1191    
    1192     INTEGER(iwp) :: b
    1193     INTEGER(iwp) :: c
    1194     INTEGER(iwp) :: g
    1195     INTEGER(iwp) :: i
    1196     INTEGER(iwp) :: j
    1197    
    1198     CALL location_message( 'initializing SALSA model', .TRUE. )
    1199    
     1265
     1266    INTEGER(iwp) :: i   !<
     1267    INTEGER(iwp) :: ib  !< loop index for aerosol number bins
     1268    INTEGER(iwp) :: ic  !< loop index for aerosol mass bins
     1269    INTEGER(iwp) :: ig  !< loop index for gases
     1270    INTEGER(iwp) :: ii  !< index for indexing
     1271    INTEGER(iwp) :: j   !<
     1272
     1273    CALL location_message( 'initializing salsa (sectional aerosol module )', .TRUE. )
     1274
    12001275    bin_low_limits = 0.0_wp
     1276    k_topo_top     = 0
    12011277    nsect          = 0.0_wp
    1202     massacc        = 1.0_wp 
    1203    
     1278    massacc        = 1.0_wp
     1279
    12041280!
    12051281!-- Indices for chemical components used (-1 = not used)
    1206     i = 0
     1282    ii = 0
    12071283    IF ( is_used( prtcl, 'SO4' ) )  THEN
    1208        iso4 = get_index( prtcl,'SO4' )
    1209        i = i + 1
     1284       index_so4 = get_index( prtcl,'SO4' )
     1285       ii = ii + 1
    12101286    ENDIF
    12111287    IF ( is_used( prtcl,'OC' ) )  THEN
    1212        ioc = get_index(prtcl, 'OC')
    1213        i = i + 1
     1288       index_oc = get_index(prtcl, 'OC')
     1289       ii = ii + 1
    12141290    ENDIF
    12151291    IF ( is_used( prtcl, 'BC' ) )  THEN
    1216        ibc = get_index( prtcl, 'BC' )
    1217        i = i + 1
     1292       index_bc = get_index( prtcl, 'BC' )
     1293       ii = ii + 1
    12181294    ENDIF
    12191295    IF ( is_used( prtcl, 'DU' ) )  THEN
    1220        idu = get_index( prtcl, 'DU' )
    1221        i = i + 1
     1296       index_du = get_index( prtcl, 'DU' )
     1297       ii = ii + 1
    12221298    ENDIF
    12231299    IF ( is_used( prtcl, 'SS' ) )  THEN
    1224        iss = get_index( prtcl, 'SS' )
    1225        i = i + 1
     1300       index_ss = get_index( prtcl, 'SS' )
     1301       ii = ii + 1
    12261302    ENDIF
    12271303    IF ( is_used( prtcl, 'NO' ) )  THEN
    1228        ino = get_index( prtcl, 'NO' )
    1229        i = i + 1
     1304       index_no = get_index( prtcl, 'NO' )
     1305       ii = ii + 1
    12301306    ENDIF
    12311307    IF ( is_used( prtcl, 'NH' ) )  THEN
    1232        inh = get_index( prtcl, 'NH' )
    1233        i = i + 1
     1308       index_nh = get_index( prtcl, 'NH' )
     1309       ii = ii + 1
    12341310    ENDIF
    1235 !   
     1311!
    12361312!-- All species must be known
    1237     IF ( i /= ncc )  THEN
    1238        message_string = 'Unknown aerosol species/component(s) given in the' // &
    1239                         ' initialization'
    1240        CALL message( 'salsa_mod: salsa_init', 'SA0020', 1, 2, 0, 6, 0 )
     1313    IF ( ii /= ncc )  THEN
     1314       message_string = 'Unknown aerosol species/component(s) given in the initialization'
     1315       CALL message( 'salsa_mod: salsa_init', 'PA0600', 1, 2, 0, 6, 0 )
    12411316    ENDIF
    1242    
     1317!
     1318!-- Partition and dissolutional growth by gaseous HNO3 and NH3
     1319    IF ( index_no > 0  .AND.  index_nh > 0  .AND.  index_so4 > 0 )  lspartition = .TRUE.
    12431320!
    12441321!-- Initialise
     
    12491326    aero(:)%numc     = nclim
    12501327    aero(:)%core     = 1.0E-10_wp
    1251     DO c = 1, maxspec+1    ! 1:SO4, 2:OC, 3:BC, 4:DU, 5:SS, 6:NO, 7:NH, 8:H2O
    1252        aero(:)%volc(c) = 0.0_wp
     1328    DO ic = 1, maxspec+1    ! 1:SO4, 2:OC, 3:BC, 4:DU, 5:SS, 6:NO, 7:NH, 8:H2O
     1329       aero(:)%volc(ic) = 0.0_wp
    12531330    ENDDO
    1254    
    1255     IF ( nldepo )  sedim_vd = 0.0_wp 
    1256    
    1257     DO  b = 1, nbins
    1258        IF ( .NOT. read_restart_data_salsa )  aerosol_number(b)%conc = nclim
    1259        aerosol_number(b)%conc_p    = 0.0_wp
    1260        aerosol_number(b)%tconc_m   = 0.0_wp
    1261        aerosol_number(b)%flux_s    = 0.0_wp
    1262        aerosol_number(b)%diss_s    = 0.0_wp
    1263        aerosol_number(b)%flux_l    = 0.0_wp
    1264        aerosol_number(b)%diss_l    = 0.0_wp
    1265        aerosol_number(b)%init      = nclim
    1266        aerosol_number(b)%sums_ws_l = 0.0_wp
     1331
     1332    IF ( nldepo )  sedim_vd = 0.0_wp
     1333
     1334    DO  ib = 1, nbins_aerosol
     1335       IF ( .NOT. read_restart_data_salsa )  aerosol_number(ib)%conc = nclim
     1336       aerosol_number(ib)%conc_p    = 0.0_wp
     1337       aerosol_number(ib)%tconc_m   = 0.0_wp
     1338       aerosol_number(ib)%flux_s    = 0.0_wp
     1339       aerosol_number(ib)%diss_s    = 0.0_wp
     1340       aerosol_number(ib)%flux_l    = 0.0_wp
     1341       aerosol_number(ib)%diss_l    = 0.0_wp
     1342       aerosol_number(ib)%init      = nclim
     1343       aerosol_number(ib)%sums_ws_l = 0.0_wp
    12671344    ENDDO
    1268     DO  c = 1, ncc_tot*nbins
    1269        IF ( .NOT. read_restart_data_salsa )  aerosol_mass(c)%conc = mclim
    1270        aerosol_mass(c)%conc_p    = 0.0_wp
    1271        aerosol_mass(c)%tconc_m   = 0.0_wp
    1272        aerosol_mass(c)%flux_s    = 0.0_wp
    1273        aerosol_mass(c)%diss_s    = 0.0_wp
    1274        aerosol_mass(c)%flux_l    = 0.0_wp
    1275        aerosol_mass(c)%diss_l    = 0.0_wp
    1276        aerosol_mass(c)%init      = mclim
    1277        aerosol_mass(c)%sums_ws_l = 0.0_wp
     1345    DO  ic = 1, ncomponents_mass*nbins_aerosol
     1346       IF ( .NOT. read_restart_data_salsa )  aerosol_mass(ic)%conc = mclim
     1347       aerosol_mass(ic)%conc_p    = 0.0_wp
     1348       aerosol_mass(ic)%tconc_m   = 0.0_wp
     1349       aerosol_mass(ic)%flux_s    = 0.0_wp
     1350       aerosol_mass(ic)%diss_s    = 0.0_wp
     1351       aerosol_mass(ic)%flux_l    = 0.0_wp
     1352       aerosol_mass(ic)%diss_l    = 0.0_wp
     1353       aerosol_mass(ic)%init      = mclim
     1354       aerosol_mass(ic)%sums_ws_l = 0.0_wp
    12781355    ENDDO
    1279    
     1356
    12801357    IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
    1281        DO  g = 1, ngast
    1282           salsa_gas(g)%conc_p    = 0.0_wp
    1283           salsa_gas(g)%tconc_m   = 0.0_wp
    1284           salsa_gas(g)%flux_s    = 0.0_wp
    1285           salsa_gas(g)%diss_s    = 0.0_wp
    1286           salsa_gas(g)%flux_l    = 0.0_wp
    1287           salsa_gas(g)%diss_l    = 0.0_wp
    1288           salsa_gas(g)%sums_ws_l = 0.0_wp
     1358       DO  ig = 1, ngases_salsa
     1359          salsa_gas(ig)%conc_p    = 0.0_wp
     1360          salsa_gas(ig)%tconc_m   = 0.0_wp
     1361          salsa_gas(ig)%flux_s    = 0.0_wp
     1362          salsa_gas(ig)%diss_s    = 0.0_wp
     1363          salsa_gas(ig)%flux_l    = 0.0_wp
     1364          salsa_gas(ig)%diss_l    = 0.0_wp
     1365          salsa_gas(ig)%sums_ws_l = 0.0_wp
    12891366       ENDDO
    12901367       IF ( .NOT. read_restart_data_salsa )  THEN
    1291           salsa_gas(1)%conc = H2SO4_init
    1292           salsa_gas(2)%conc = HNO3_init
    1293           salsa_gas(3)%conc = NH3_init
    1294           salsa_gas(4)%conc = OCNV_init
    1295           salsa_gas(5)%conc = OCSV_init
     1368          salsa_gas(1)%conc = h2so4_init
     1369          salsa_gas(2)%conc = hno3_init
     1370          salsa_gas(3)%conc = nh3_init
     1371          salsa_gas(4)%conc = ocnv_init
     1372          salsa_gas(5)%conc = ocsv_init
    12961373       ENDIF
    12971374!
    12981375!--    Set initial value for gas compound tracers and initial values
    1299        salsa_gas(1)%init = H2SO4_init
    1300        salsa_gas(2)%init = HNO3_init
    1301        salsa_gas(3)%init = NH3_init
    1302        salsa_gas(4)%init = OCNV_init
    1303        salsa_gas(5)%init = OCSV_init     
     1376       salsa_gas(1)%init = h2so4_init
     1377       salsa_gas(2)%init = hno3_init
     1378       salsa_gas(3)%init = nh3_init
     1379       salsa_gas(4)%init = ocnv_init
     1380       salsa_gas(5)%init = ocsv_init
    13041381    ENDIF
    13051382!
    13061383!-- Aerosol radius in each bin: dry and wet (m)
    1307     Ra_dry = 1.0E-10_wp
    1308 !   
    1309 !-- Initialise aerosol tracers   
     1384    ra_dry = 1.0E-10_wp
     1385!
     1386!-- Initialise aerosol tracers
    13101387    aero(:)%vhilim   = 0.0_wp
    13111388    aero(:)%vlolim   = 0.0_wp
     
    13151392!
    13161393!-- Initialise the sectional particle size distribution
    1317     CALL set_sizebins()
    1318 !
    1319 !-- Initialise location-dependent aerosol size distributions and
    1320 !-- chemical compositions:
    1321     CALL aerosol_init
    1322 !
    1323 !-- Initalisation run of SALSA
     1394    CALL set_sizebins
     1395!
     1396!-- Initialise location-dependent aerosol size distributions and chemical compositions:
     1397    CALL aerosol_init
     1398!
     1399!-- Initalisation run of SALSA + calculate the vertical top index of the topography
    13241400    DO  i = nxl, nxr
    13251401       DO  j = nys, nyn
     1402
     1403          k_topo_top(j,i) = MAXLOC( MERGE( 1, 0, BTEST( wall_flags_0(:,j,i), 12 ) ), DIM = 1 ) - 1
     1404
    13261405          CALL salsa_driver( i, j, 1 )
    13271406          CALL salsa_diagnostics( i, j )
    13281407       ENDDO
    1329     ENDDO
    1330 !
    1331 !-- Set the aerosol and gas sources
    1332     IF ( salsa_source_mode == 'read_from_file' )  THEN
    1333        CALL salsa_set_source
     1408    ENDDO
     1409!
     1410!-- Initialise the deposition scheme and surface types
     1411    IF ( nldepo )  CALL init_deposition
     1412
     1413    IF ( salsa_emission_mode /= 'no_emission' )  THEN
     1414!
     1415!--    Read in and initialize emissions
     1416       CALL salsa_emission_setup( .TRUE. )
     1417       IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem  .AND.  salsa_emission_mode == 'read_from_file' )  THEN
     1418          CALL salsa_gas_emission_setup( .TRUE. )
     1419       ENDIF
    13341420    ENDIF
    1335    
     1421
    13361422    CALL location_message( 'finished', .TRUE. )
    1337    
     1423
    13381424 END SUBROUTINE salsa_init
    13391425
     
    13631449!------------------------------------------------------------------------------!
    13641450 SUBROUTINE set_sizebins
    1365                
     1451
    13661452    IMPLICIT NONE
    1367 !   
    1368 !-- Local variables
    1369     INTEGER(iwp) ::  cc
    1370     INTEGER(iwp) ::  dd
    1371     REAL(wp) ::  ratio_d !< ratio of the upper and lower diameter of subranges
    1372 !
    1373 !-- vlolim&vhilim: min & max *dry* volumes [fxm] 
     1453
     1454    INTEGER(iwp) ::  cc  !< running index
     1455    INTEGER(iwp) ::  dd  !< running index
     1456
     1457    REAL(wp) ::  ratio_d  !< ratio of the upper and lower diameter of subranges
     1458!
     1459!-- vlolim&vhilim: min & max *dry* volumes [fxm]
    13741460!-- dmid: bin mid *dry* diameter (m)
    13751461!-- vratiolo&vratiohi: volume ratio between the center and low/high limit
     
    13771463!-- 1) Size subrange 1:
    13781464    ratio_d = reglim(2) / reglim(1)   ! section spacing (m)
    1379     DO  cc = in1a,fn1a
    1380        aero(cc)%vlolim = api6 * ( reglim(1) * ratio_d **                       &
    1381                                 ( REAL( cc-1 ) / nbin(1) ) ) ** 3.0_wp
    1382        aero(cc)%vhilim = api6 * ( reglim(1) * ratio_d **                       &
    1383                                 ( REAL( cc ) / nbin(1) ) ) ** 3.0_wp
    1384        aero(cc)%dmid = SQRT( ( aero(cc)%vhilim / api6 ) ** ( 1.0_wp / 3.0_wp ) &
    1385                            * ( aero(cc)%vlolim / api6 ) ** ( 1.0_wp / 3.0_wp ) )
    1386        aero(cc)%vratiohi = aero(cc)%vhilim / ( api6 * aero(cc)%dmid ** 3.0_wp )
    1387        aero(cc)%vratiolo = aero(cc)%vlolim / ( api6 * aero(cc)%dmid ** 3.0_wp )
     1465    DO  cc = start_subrange_1a, end_subrange_1a
     1466       aero(cc)%vlolim = api6 * ( reglim(1) * ratio_d**( REAL( cc-1 ) / nbin(1) ) )**3
     1467       aero(cc)%vhilim = api6 * ( reglim(1) * ratio_d**( REAL( cc ) / nbin(1) ) )**3
     1468       aero(cc)%dmid = SQRT( ( aero(cc)%vhilim / api6 )**0.33333333_wp *                           &
     1469                             ( aero(cc)%vlolim / api6 )**0.33333333_wp )
     1470       aero(cc)%vratiohi = aero(cc)%vhilim / ( api6 * aero(cc)%dmid**3 )
     1471       aero(cc)%vratiolo = aero(cc)%vlolim / ( api6 * aero(cc)%dmid**3 )
    13881472    ENDDO
    13891473!
    1390 !-- 2) Size subrange 2: 
     1474!-- 2) Size subrange 2:
    13911475!-- 2.1) Sub-subrange 2a: high hygroscopicity
    13921476    ratio_d = reglim(3) / reglim(2)   ! section spacing
    1393     DO  dd = in2a, fn2a
    1394        cc = dd - in2a
    1395        aero(dd)%vlolim = api6 * ( reglim(2) * ratio_d **                       &
    1396                                   ( REAL( cc ) / nbin(2) ) ) ** 3.0_wp
    1397        aero(dd)%vhilim = api6 * ( reglim(2) * ratio_d **                       &
    1398                                   ( REAL( cc+1 ) / nbin(2) ) ) ** 3.0_wp
    1399        aero(dd)%dmid = SQRT( ( aero(dd)%vhilim / api6 ) ** ( 1.0_wp / 3.0_wp ) &
    1400                            * ( aero(dd)%vlolim / api6 ) ** ( 1.0_wp / 3.0_wp ) )
    1401        aero(dd)%vratiohi = aero(dd)%vhilim / ( api6 * aero(dd)%dmid ** 3.0_wp )
    1402        aero(dd)%vratiolo = aero(dd)%vlolim / ( api6 * aero(dd)%dmid ** 3.0_wp )
     1477    DO  dd = start_subrange_2a, end_subrange_2a
     1478       cc = dd - start_subrange_2a
     1479       aero(dd)%vlolim = api6 * ( reglim(2) * ratio_d**( REAL( cc ) / nbin(2) ) )**3
     1480       aero(dd)%vhilim = api6 * ( reglim(2) * ratio_d**( REAL( cc+1 ) / nbin(2) ) )**3
     1481       aero(dd)%dmid = SQRT( ( aero(dd)%vhilim / api6 )**0.33333333_wp *                           &
     1482                             ( aero(dd)%vlolim / api6 )**0.33333333_wp )
     1483       aero(dd)%vratiohi = aero(dd)%vhilim / ( api6 * aero(dd)%dmid**3 )
     1484       aero(dd)%vratiolo = aero(dd)%vlolim / ( api6 * aero(dd)%dmid**3 )
    14031485    ENDDO
    1404 !         
     1486!
    14051487!-- 2.2) Sub-subrange 2b: low hygroscopicity
    14061488    IF ( .NOT. no_insoluble )  THEN
    1407        aero(in2b:fn2b)%vlolim   = aero(in2a:fn2a)%vlolim
    1408        aero(in2b:fn2b)%vhilim   = aero(in2a:fn2a)%vhilim
    1409        aero(in2b:fn2b)%dmid     = aero(in2a:fn2a)%dmid
    1410        aero(in2b:fn2b)%vratiohi = aero(in2a:fn2a)%vratiohi
    1411        aero(in2b:fn2b)%vratiolo = aero(in2a:fn2a)%vratiolo
     1489       aero(start_subrange_2b:end_subrange_2b)%vlolim   = aero(start_subrange_2a:end_subrange_2a)%vlolim
     1490       aero(start_subrange_2b:end_subrange_2b)%vhilim   = aero(start_subrange_2a:end_subrange_2a)%vhilim
     1491       aero(start_subrange_2b:end_subrange_2b)%dmid     = aero(start_subrange_2a:end_subrange_2a)%dmid
     1492       aero(start_subrange_2b:end_subrange_2b)%vratiohi = aero(start_subrange_2a:end_subrange_2a)%vratiohi
     1493       aero(start_subrange_2b:end_subrange_2b)%vratiolo = aero(start_subrange_2a:end_subrange_2a)%vratiolo
    14121494    ENDIF
    1413 !         
    1414 !-- Initialize the wet diameter with the bin dry diameter to avoid numerical
    1415 !-- problems later
     1495!
     1496!-- Initialize the wet diameter with the bin dry diameter to avoid numerical problems later
    14161497    aero(:)%dwet = aero(:)%dmid
    14171498!
    1418 !-- Save bin limits (lower diameter) to be delivered to the host model if needed
    1419     DO cc = 1, nbins
    1420        bin_low_limits(cc) = ( aero(cc)%vlolim / api6 )**( 1.0_wp / 3.0_wp )
    1421     ENDDO   
    1422    
     1499!-- Save bin limits (lower diameter) to be delivered to PALM if needed
     1500    DO cc = 1, nbins_aerosol
     1501       bin_low_limits(cc) = ( aero(cc)%vlolim / api6 )**0.33333333_wp
     1502    ENDDO
     1503
    14231504 END SUBROUTINE set_sizebins
    1424  
     1505
    14251506!------------------------------------------------------------------------------!
    14261507! Description:
     
    14341515!------------------------------------------------------------------------------!
    14351516 SUBROUTINE aerosol_init
    1436  
    1437     USE arrays_3d,                                                             &
    1438         ONLY:  zu
    1439  
    1440 !    USE NETCDF
    1441    
    1442     USE netcdf_data_input_mod,                                                 &
    1443         ONLY:  get_attribute, get_variable,                                    &
    1444                netcdf_data_input_get_dimension_length, open_read_file
    1445    
     1517
     1518    USE netcdf_data_input_mod,                                                                     &
     1519        ONLY:  get_attribute, get_variable, netcdf_data_input_get_dimension_length, open_read_file
     1520
    14461521    IMPLICIT NONE
    1447    
    1448     INTEGER(iwp) ::  b          !< loop index: size bins
    1449     INTEGER(iwp) ::  c          !< loop index: chemical components
    1450     INTEGER(iwp) ::  ee         !< index: end
    1451     INTEGER(iwp) ::  g          !< loop index: gases
    1452     INTEGER(iwp) ::  i          !< loop index: x-direction
    1453     INTEGER(iwp) ::  id_faero   !< NetCDF id of PIDS_SALSA
    1454     INTEGER(iwp) ::  id_fchem   !< NetCDF id of PIDS_CHEM
    1455     INTEGER(iwp) ::  j          !< loop index: y-direction
    1456     INTEGER(iwp) ::  k          !< loop index: z-direction
    1457     INTEGER(iwp) ::  kk         !< loop index: z-direction
    1458     INTEGER(iwp) ::  nz_file    !< Number of grid-points in file (heights)                           
    1459     INTEGER(iwp) ::  prunmode
    1460     INTEGER(iwp) ::  ss !< index: start
    1461     LOGICAL  ::  netcdf_extend = .FALSE. !< Flag indicating wether netcdf
    1462                                          !< topography input file or not
    1463     REAL(wp), DIMENSION(nbins) ::  core  !< size of the bin mid aerosol particle,
    1464     REAL(wp) ::  flag           !< flag to mask topography grid points
    1465     REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  pr_gas !< gas profiles
    1466     REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  pr_mass_fracs_a !< mass fraction
    1467                                                               !< profiles: a
    1468     REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  pr_mass_fracs_b !< and b
    1469     REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  pr_nsect !< sectional size
    1470                                                        !< distribution profile
    1471     REAL(wp), DIMENSION(nbins)            ::  nsect  !< size distribution (#/m3)
    1472     REAL(wp), DIMENSION(0:nz+1,nbins)     ::  pndist !< size dist as a function
    1473                                                      !< of height (#/m3)
    1474     REAL(wp), DIMENSION(0:nz+1)           ::  pnf2a  !< number fraction: bins 2a
    1475     REAL(wp), DIMENSION(0:nz+1,maxspec)   ::  pvf2a  !< mass distributions of 
    1476                                                      !< aerosol species for a 
    1477     REAL(wp), DIMENSION(0:nz+1,maxspec)   ::  pvf2b  !< and b-bins     
    1478     REAL(wp), DIMENSION(0:nz+1)           ::  pvfOC1a !< mass fraction between
    1479                                                      !< SO4 and OC in 1a
    1480     REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  pr_z
    1481 
     1522
     1523    CHARACTER(LEN=25), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: cc_name  !< chemical component name
     1524
     1525    INTEGER(iwp) ::  ee        !< index: end
     1526    INTEGER(iwp) ::  i         !< loop index: x-direction
     1527    INTEGER(iwp) ::  ib        !< loop index: size bins
     1528    INTEGER(iwp) ::  ic        !< loop index: chemical components
     1529    INTEGER(iwp) ::  id_dyn    !< NetCDF id of PIDS_DYNAMIC_SALSA
     1530    INTEGER(iwp) ::  ig        !< loop index: gases
     1531    INTEGER(iwp) ::  j         !< loop index: y-direction
     1532    INTEGER(iwp) ::  k         !< loop index: z-direction
     1533    INTEGER(iwp) ::  lod_aero  !< level of detail of inital aerosol concentrations
     1534    INTEGER(iwp) ::  pr_nbins  !< Number of aerosol size bins in file
     1535    INTEGER(iwp) ::  pr_ncc    !< Number of aerosol chemical components in file
     1536    INTEGER(iwp) ::  pr_nz     !< Number of vertical grid-points in file
     1537    INTEGER(iwp) ::  prunmode  !< running mode of SALSA
     1538    INTEGER(iwp) ::  ss        !< index: start
     1539
     1540    INTEGER(iwp), DIMENSION(maxspec) ::  cc_input_to_model
     1541
     1542    LOGICAL  ::  netcdf_extend = .FALSE. !< Flag: netcdf file exists
     1543
     1544    REAL(wp) ::  flag  !< flag to mask topography grid points
     1545
     1546    REAL(wp), DIMENSION(nbins_aerosol) ::  core   !< size of the bin mid aerosol particle
     1547    REAL(wp), DIMENSION(nbins_aerosol) ::  nsect  !< size distribution (#/m3)
     1548
     1549    REAL(wp), DIMENSION(0:nz+1) ::  pnf2a   !< number fraction in 2a
     1550    REAL(wp), DIMENSION(0:nz+1) ::  pmfoc1a !< mass fraction of OC in 1a
     1551
     1552    REAL(wp), DIMENSION(0:nz+1,nbins_aerosol)   ::  pndist  !< size dist as a function of height (#/m3)
     1553    REAL(wp), DIMENSION(0:nz+1,maxspec)         ::  pmf2a   !< mass distributions in subrange 2a
     1554    REAL(wp), DIMENSION(0:nz+1,maxspec)         ::  pmf2b   !< mass distributions in subrange 2b
     1555
     1556    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  pr_dmid  !< vertical profile of aerosol bin diameters
     1557    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  pr_z     !< z levels of profiles
     1558
     1559    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  pr_mass_fracs_a  !< mass fraction: a
     1560    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  pr_mass_fracs_b  !< and b
     1561
     1562    cc_input_to_model = 0
    14821563    prunmode = 1
    14831564!
    14841565!-- Bin mean aerosol particle volume (m3)
    14851566    core(:) = 0.0_wp
    1486     core(1:nbins) = api6 * aero(1:nbins)%dmid ** 3.0_wp
    1487 !   
    1488 !-- Set concentrations to zero 
     1567    core(1:nbins_aerosol) = api6 * aero(1:nbins_aerosol)%dmid**3
     1568!
     1569!-- Set concentrations to zero
    14891570    nsect(:)     = 0.0_wp
    14901571    pndist(:,:)  = 0.0_wp
    1491     pnf2a(:)     = nf2a   
    1492     pvf2a(:,:)   = 0.0_wp
    1493     pvf2b(:,:)   = 0.0_wp
    1494     pvfOC1a(:)   = 0.0_wp
     1572    pnf2a(:)     = nf2a
     1573    pmf2a(:,:)   = 0.0_wp
     1574    pmf2b(:,:)   = 0.0_wp
     1575    pmfoc1a(:)   = 0.0_wp
    14951576
    14961577    IF ( isdtyp == 1 )  THEN
    14971578!
    1498 !--    Read input profiles from PIDS_SALSA   
     1579!--    Read input profiles from PIDS_DYNAMIC_SALSA
    14991580#if defined( __netcdf )
    1500 !   
    1501 !--    Location-dependent size distributions and compositions.     
    1502        INQUIRE( FILE='PIDS_SALSA'// TRIM( coupling_char ), EXIST=netcdf_extend )
     1581!
     1582!--    Location-dependent size distributions and compositions.
     1583       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_dynamic ) //  TRIM( coupling_char ), EXIST = netcdf_extend )
    15031584       IF ( netcdf_extend )  THEN
    15041585!
    1505 !--       Open file in read-only mode 
    1506           CALL open_read_file( 'PIDS_SALSA' // TRIM( coupling_char ), id_faero )
    1507 !
    1508 !--       Input heights   
    1509           CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_faero, nz_file,      &
    1510                                                        "profile_z" )
    1511          
    1512           ALLOCATE( pr_z(nz_file), pr_mass_fracs_a(maxspec,nz_file),           &
    1513                     pr_mass_fracs_b(maxspec,nz_file), pr_nsect(nbins,nz_file) )
    1514           CALL get_variable( id_faero, 'profile_z', pr_z )
    1515 !       
    1516 !--       Mass fracs profile: 1: H2SO4 (sulphuric acid), 2: OC (organic carbon),
    1517 !--                           3: BC (black carbon),      4: DU (dust), 
    1518 !--                           5: SS (sea salt),          6: HNO3 (nitric acid),
    1519 !--                           7: NH3 (ammonia)         
    1520           CALL get_variable( id_faero, "profile_mass_fracs_a", pr_mass_fracs_a,&
    1521                              0, nz_file-1, 0, maxspec-1 )
    1522           CALL get_variable( id_faero, "profile_mass_fracs_b", pr_mass_fracs_b,&
    1523                              0, nz_file-1, 0, maxspec-1 )
    1524           CALL get_variable( id_faero, "profile_nsect", pr_nsect, 0, nz_file-1,&
    1525                              0, nbins-1 )                   
    1526          
    1527           kk = 1
    1528           DO  k = nzb, nz+1
    1529              IF ( kk < nz_file )  THEN
    1530                 DO  WHILE ( pr_z(kk+1) <= zu(k) )
    1531                    kk = kk + 1
    1532                    IF ( kk == nz_file )  EXIT
    1533                 ENDDO
     1586!--       Open file in read-only mode
     1587          CALL open_read_file( input_file_dynamic // TRIM( coupling_char ), id_dyn )
     1588!
     1589!--       Inquire dimensions:
     1590          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dyn, pr_nz, 'z' )
     1591          IF ( pr_nz /= nz )  THEN
     1592             WRITE( message_string, * ) 'Number of inifor horizontal grid points does not match '//&
     1593                                        'the number of numeric grid points.'
     1594             CALL message( 'aerosol_init', 'PA0601', 1, 2, 0, 6, 0 )
     1595          ENDIF
     1596          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dyn, pr_ncc, 'composition_index' )
     1597!
     1598!--       Allocate memory
     1599          ALLOCATE( pr_z(1:pr_nz), pr_mass_fracs_a(nzb:nzt+1,pr_ncc),                            &
     1600                    pr_mass_fracs_b(nzb:nzt+1,pr_ncc) )
     1601          pr_mass_fracs_a = 0.0_wp
     1602          pr_mass_fracs_b = 0.0_wp
     1603!
     1604!--       Read vertical levels
     1605          CALL get_variable( id_dyn, 'z', pr_z )
     1606!
     1607!--       Read name and index of chemical components
     1608          CALL get_variable( id_dyn, 'composition_name', cc_name, pr_ncc )
     1609          DO  ic = 1, pr_ncc
     1610             SELECT CASE ( TRIM( cc_name(ic) ) )
     1611                CASE ( 'H2SO4', 'SO4', 'h2so4', 'so4' )
     1612                   cc_input_to_model(1) = ic
     1613                CASE ( 'OC', 'oc' )
     1614                   cc_input_to_model(2) = ic
     1615                CASE ( 'BC', 'bc' )
     1616                   cc_input_to_model(3) = ic
     1617                CASE ( 'DU', 'du' )
     1618                   cc_input_to_model(4) = ic
     1619                CASE ( 'SS', 'ss' )
     1620                   cc_input_to_model(5) = ic
     1621                CASE ( 'HNO3', 'hno3', 'NO', 'no' )
     1622                   cc_input_to_model(6) = ic
     1623                CASE ( 'NH3', 'nh3', 'NH', 'nh' )
     1624                   cc_input_to_model(7) = ic
     1625             END SELECT
     1626          ENDDO
     1627
     1628          IF ( SUM( cc_input_to_model ) == 0 )  THEN
     1629             message_string = 'None of the aerosol chemical components in ' // TRIM(               &
     1630                              input_file_dynamic ) // ' correspond to ones applied in SALSA.'
     1631             CALL message( 'salsa_mod: aerosol_init', 'PA0602', 2, 2, 0, 6, 0 )
     1632          ENDIF
     1633!
     1634!--       Vertical profiles of mass fractions of different chemical components:
     1635          CALL get_variable( id_dyn, 'init_atmosphere_mass_fracs_a', pr_mass_fracs_a,              &
     1636                             0, pr_ncc-1, 0, pr_nz-1 )
     1637          CALL get_variable( id_dyn, 'init_atmosphere_mass_fracs_b', pr_mass_fracs_b,              &
     1638                             0, pr_ncc-1, 0, pr_nz-1  )
     1639!
     1640!--       Match the input data with the chemical composition applied in the model
     1641          DO  ic = 1, maxspec
     1642             ss = cc_input_to_model(ic)
     1643             IF ( ss == 0 )  CYCLE
     1644             pmf2a(nzb+1:nzt+1,ic) = pr_mass_fracs_a(nzb:nzt,ss)
     1645             pmf2b(nzb+1:nzt+1,ic) = pr_mass_fracs_b(nzb:nzt,ss)
     1646          ENDDO
     1647!
     1648!--       Aerosol concentrations: lod=1 (total PM) or lod=2 (sectional number size distribution)
     1649          CALL get_attribute( id_dyn, 'lod', lod_aero, .FALSE., 'init_atmosphere_aerosol' )
     1650          IF ( lod_aero /= 2 )  THEN
     1651             message_string = 'Currently only lod=2 accepted for init_atmosphere_aerosol'
     1652             CALL message( 'salsa_mod: aerosol_init', 'PA0603', 2, 2, 0, 6, 0 )
     1653          ELSE
     1654!
     1655!--          Bin mean diameters in the input file
     1656             CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dyn, pr_nbins, 'Dmid')
     1657             IF ( pr_nbins /= nbins_aerosol )  THEN
     1658                message_string = 'Number of size bins in init_atmosphere_aerosol does not match '  &
     1659                                 // 'with that applied in the model'
     1660                CALL message( 'salsa_mod: aerosol_init', 'PA0604', 2, 2, 0, 6, 0 )
    15341661             ENDIF
    1535              IF ( kk < nz_file )  THEN
    1536 !             
    1537 !--             Set initial value for gas compound tracers and initial values
    1538                 pvf2a(k,:) = pr_mass_fracs_a(:,kk) + ( zu(k) - pr_z(kk) ) / (  &
    1539                             pr_z(kk+1) - pr_z(kk) ) * ( pr_mass_fracs_a(:,kk+1)&
    1540                             - pr_mass_fracs_a(:,kk) )   
    1541                 pvf2b(k,:) = pr_mass_fracs_b(:,kk) + ( zu(k) - pr_z(kk) ) / (  &
    1542                             pr_z(kk+1) - pr_z(kk) ) * ( pr_mass_fracs_b(:,kk+1)&
    1543                             - pr_mass_fracs_b(:,kk) )             
    1544                 pndist(k,:) = pr_nsect(:,kk) + ( zu(k) - pr_z(kk) ) / (        &
    1545                               pr_z(kk+1) - pr_z(kk) ) * ( pr_nsect(:,kk+1) -   &
    1546                               pr_nsect(:,kk) )
    1547              ELSE
    1548                 pvf2a(k,:) = pr_mass_fracs_a(:,kk)       
    1549                 pvf2b(k,:) = pr_mass_fracs_b(:,kk)
    1550                 pndist(k,:) = pr_nsect(:,kk)
     1662
     1663             ALLOCATE( pr_dmid(pr_nbins) )
     1664             pr_dmid    = 0.0_wp
     1665
     1666             CALL get_variable( id_dyn, 'Dmid', pr_dmid )
     1667!
     1668!--          Check whether the sectional representation conform to the one
     1669!--          applied in the model
     1670             IF ( ANY( ABS( ( aero(1:nbins_aerosol)%dmid - pr_dmid ) /                             &
     1671                              aero(1:nbins_aerosol)%dmid )  > 0.1_wp )  ) THEN
     1672                message_string = 'Mean diameters of the aerosol size bins ' // TRIM(               &
     1673                                 input_file_dynamic ) // ' in do not conform to the sectional '//  &
     1674                                 'representation of the model.'
     1675                CALL message( 'salsa_mod: aerosol_init', 'PA0605', 2, 2, 0, 6, 0 )
    15511676             ENDIF
    1552              IF ( iso4 < 0 )  THEN
    1553                 pvf2a(k,1) = 0.0_wp
    1554                 pvf2b(k,1) = 0.0_wp
    1555              ENDIF
    1556              IF ( ioc < 0 )  THEN
    1557                 pvf2a(k,2) = 0.0_wp
    1558                 pvf2b(k,2) = 0.0_wp
    1559              ENDIF
    1560              IF ( ibc < 0 )  THEN
    1561                 pvf2a(k,3) = 0.0_wp
    1562                 pvf2b(k,3) = 0.0_wp
    1563              ENDIF
    1564              IF ( idu < 0 )  THEN
    1565                 pvf2a(k,4) = 0.0_wp
    1566                 pvf2b(k,4) = 0.0_wp
    1567              ENDIF
    1568              IF ( iss < 0 )  THEN
    1569                 pvf2a(k,5) = 0.0_wp
    1570                 pvf2b(k,5) = 0.0_wp
    1571              ENDIF
    1572              IF ( ino < 0 )  THEN
    1573                 pvf2a(k,6) = 0.0_wp
    1574                 pvf2b(k,6) = 0.0_wp
    1575              ENDIF
    1576              IF ( inh < 0 )  THEN
    1577                 pvf2a(k,7) = 0.0_wp
    1578                 pvf2b(k,7) = 0.0_wp
    1579              ENDIF
    1580 !
    1581 !--          Then normalise the mass fraction so that SUM = 1
    1582              pvf2a(k,:) = pvf2a(k,:) / SUM( pvf2a(k,:) )
    1583              IF ( SUM( pvf2b(k,:) ) > 0.0_wp ) pvf2b(k,:) = pvf2b(k,:) /       &
    1584                                                             SUM( pvf2b(k,:) )
    1585           ENDDO         
    1586           DEALLOCATE( pr_z, pr_mass_fracs_a, pr_mass_fracs_b, pr_nsect )
     1677!
     1678!--          Inital aerosol concentrations
     1679             CALL get_variable( id_dyn, 'init_atmosphere_aerosol', pndist(nzb+1:nzt,:),            &
     1680                                0, pr_nbins-1, 0, pr_nz-1 )
     1681          ENDIF
     1682!
     1683!--       Set bottom and top boundary condition (Neumann)
     1684          pmf2a(nzb,:)    = pmf2a(nzb+1,:)
     1685          pmf2a(nzt+1,:)  = pmf2a(nzt,:)
     1686          pmf2b(nzb,:)    = pmf2b(nzb+1,:)
     1687          pmf2b(nzt+1,:)  = pmf2b(nzt,:)
     1688          pndist(nzb,:)   = pndist(nzb+1,:)
     1689          pndist(nzt+1,:) = pndist(nzt,:)
     1690
     1691          IF ( index_so4 < 0 )  THEN
     1692             pmf2a(:,1) = 0.0_wp
     1693             pmf2b(:,1) = 0.0_wp
     1694          ENDIF
     1695          IF ( index_oc < 0 )  THEN
     1696             pmf2a(:,2) = 0.0_wp
     1697             pmf2b(:,2) = 0.0_wp
     1698          ENDIF
     1699          IF ( index_bc < 0 )  THEN
     1700             pmf2a(:,3) = 0.0_wp
     1701             pmf2b(:,3) = 0.0_wp
     1702          ENDIF
     1703          IF ( index_du < 0 )  THEN
     1704             pmf2a(:,4) = 0.0_wp
     1705             pmf2b(:,4) = 0.0_wp
     1706          ENDIF
     1707          IF ( index_ss < 0 )  THEN
     1708             pmf2a(:,5) = 0.0_wp
     1709             pmf2b(:,5) = 0.0_wp
     1710          ENDIF
     1711          IF ( index_no < 0 )  THEN
     1712             pmf2a(:,6) = 0.0_wp
     1713             pmf2b(:,6) = 0.0_wp
     1714          ENDIF
     1715          IF ( index_nh < 0 )  THEN
     1716             pmf2a(:,7) = 0.0_wp
     1717             pmf2b(:,7) = 0.0_wp
     1718          ENDIF
     1719
     1720          IF ( SUM( pmf2a ) < 0.00001_wp  .AND.  SUM( pmf2b ) < 0.00001_wp )  THEN
     1721             message_string = 'Error in initialising mass fractions of chemical components. ' //   &
     1722                              'Check that all chemical components are included in parameter file!'
     1723             CALL message( 'salsa_mod: aerosol_init', 'PA0606', 2, 2, 0, 6, 0 )
     1724          ENDIF
     1725!
     1726!--       Then normalise the mass fraction so that SUM = 1
     1727          DO  k = nzb, nzt+1
     1728             pmf2a(k,:) = pmf2a(k,:) / SUM( pmf2a(k,:) )
     1729             IF ( SUM( pmf2b(k,:) ) > 0.0_wp )  pmf2b(k,:) = pmf2b(k,:) / SUM( pmf2b(k,:) )
     1730          ENDDO
     1731
     1732          DEALLOCATE( pr_z, pr_mass_fracs_a, pr_mass_fracs_b )
     1733
    15871734       ELSE
    1588           message_string = 'Input file '// TRIM( 'PIDS_SALSA' ) //             &
    1589                            TRIM( coupling_char ) // ' for SALSA missing!'
    1590           CALL message( 'salsa_mod: aerosol_init', 'SA0032', 1, 2, 0, 6, 0 )               
    1591        ENDIF   ! netcdf_extend   
     1735          message_string = 'Input file '// TRIM( input_file_dynamic ) // TRIM( coupling_char ) //  &
     1736                           ' for SALSA missing!'
     1737          CALL message( 'salsa_mod: aerosol_init', 'PA0607', 1, 2, 0, 6, 0 )
     1738
     1739       ENDIF   ! netcdf_extend
     1740
     1741#else
     1742       message_string = 'isdtyp = 1 but preprocessor directive __netcdf is not used in compiling!'
     1743       CALL message( 'salsa_mod: aerosol_init', 'PA0608', 1, 2, 0, 6, 0 )
     1744
    15921745#endif
    1593  
     1746
    15941747    ELSEIF ( isdtyp == 0 )  THEN
    15951748!
    15961749!--    Mass fractions for species in a and b-bins
    1597        IF ( iso4 > 0 )  THEN
    1598           pvf2a(:,1) = mass_fracs_a(iso4)
    1599           pvf2b(:,1) = mass_fracs_b(iso4)
    1600        ENDIF
    1601        IF ( ioc > 0 )  THEN
    1602           pvf2a(:,2) = mass_fracs_a(ioc)
    1603           pvf2b(:,2) = mass_fracs_b(ioc)
    1604        ENDIF
    1605        IF ( ibc > 0 )  THEN
    1606           pvf2a(:,3) = mass_fracs_a(ibc)
    1607           pvf2b(:,3) = mass_fracs_b(ibc)
    1608        ENDIF
    1609        IF ( idu > 0 )  THEN
    1610           pvf2a(:,4) = mass_fracs_a(idu)
    1611           pvf2b(:,4) = mass_fracs_b(idu)
    1612        ENDIF
    1613        IF ( iss > 0 )  THEN
    1614           pvf2a(:,5) = mass_fracs_a(iss)
    1615           pvf2b(:,5) = mass_fracs_b(iss)
    1616        ENDIF
    1617        IF ( ino > 0 )  THEN
    1618           pvf2a(:,6) = mass_fracs_a(ino)
    1619           pvf2b(:,6) = mass_fracs_b(ino)
    1620        ENDIF
    1621        IF ( inh > 0 )  THEN
    1622           pvf2a(:,7) = mass_fracs_a(inh)
    1623           pvf2b(:,7) = mass_fracs_b(inh)
    1624        ENDIF
    1625        DO  k = nzb, nz+1
    1626           pvf2a(k,:) = pvf2a(k,:) / SUM( pvf2a(k,:) )
    1627           IF ( SUM( pvf2b(k,:) ) > 0.0_wp ) pvf2b(k,:) = pvf2b(k,:) /          &
    1628                                                          SUM( pvf2b(k,:) )
     1750       IF ( index_so4 > 0 )  THEN
     1751          pmf2a(:,1) = mass_fracs_a(index_so4)
     1752          pmf2b(:,1) = mass_fracs_b(index_so4)
     1753       ENDIF
     1754       IF ( index_oc > 0 )  THEN
     1755          pmf2a(:,2) = mass_fracs_a(index_oc)
     1756          pmf2b(:,2) = mass_fracs_b(index_oc)
     1757       ENDIF
     1758       IF ( index_bc > 0 )  THEN
     1759          pmf2a(:,3) = mass_fracs_a(index_bc)
     1760          pmf2b(:,3) = mass_fracs_b(index_bc)
     1761       ENDIF
     1762       IF ( index_du > 0 )  THEN
     1763          pmf2a(:,4) = mass_fracs_a(index_du)
     1764          pmf2b(:,4) = mass_fracs_b(index_du)
     1765       ENDIF
     1766       IF ( index_ss > 0 )  THEN
     1767          pmf2a(:,5) = mass_fracs_a(index_ss)
     1768          pmf2b(:,5) = mass_fracs_b(index_ss)
     1769       ENDIF
     1770       IF ( index_no > 0 )  THEN
     1771          pmf2a(:,6) = mass_fracs_a(index_no)
     1772          pmf2b(:,6) = mass_fracs_b(index_no)
     1773       ENDIF
     1774       IF ( index_nh > 0 )  THEN
     1775          pmf2a(:,7) = mass_fracs_a(index_nh)
     1776          pmf2b(:,7) = mass_fracs_b(index_nh)
     1777       ENDIF
     1778       DO  k = nzb, nzt+1
     1779          pmf2a(k,:) = pmf2a(k,:) / SUM( pmf2a(k,:) )
     1780          IF ( SUM( pmf2b(k,:) ) > 0.0_wp ) pmf2b(k,:) = pmf2b(k,:) / SUM( pmf2b(k,:) )
    16291781       ENDDO
    1630        
     1782
    16311783       CALL size_distribution( n_lognorm, dpg, sigmag, nsect )
    16321784!
    16331785!--    Normalize by the given total number concentration
    1634        nsect = nsect * SUM( n_lognorm ) * 1.0E+6_wp / SUM( nsect )     
    1635        DO  b = in1a, fn2b
    1636           pndist(:,b) = nsect(b)
     1786       nsect = nsect * SUM( n_lognorm ) / SUM( nsect )
     1787       DO  ib = start_subrange_1a, end_subrange_2b
     1788          pndist(:,ib) = nsect(ib)
    16371789       ENDDO
    16381790    ENDIF
    1639    
     1791
    16401792    IF ( igctyp == 1 )  THEN
    16411793!
    1642 !--    Read input profiles from PIDS_CHEM   
     1794!--    Read input profiles from PIDS_CHEM
    16431795#if defined( __netcdf )
    1644 !   
    1645 !--    Location-dependent size distributions and compositions.     
    1646        INQUIRE( FILE='PIDS_CHEM' // TRIM( coupling_char ), EXIST=netcdf_extend )
     1796!
     1797!--    Location-dependent size distributions and compositions.
     1798       INQUIRE( FILE = TRIM( input_file_dynamic ) //  TRIM( coupling_char ), EXIST = netcdf_extend )
    16471799       IF ( netcdf_extend  .AND.  .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
    16481800!
    1649 !--       Open file in read-only mode     
    1650           CALL open_read_file( 'PIDS_CHEM' // TRIM( coupling_char ), id_fchem )
    1651 !
    1652 !--       Input heights   
    1653           CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_fchem, nz_file,      &
    1654                                                        "profile_z" )
    1655           ALLOCATE( pr_z(nz_file), pr_gas(ngast,nz_file) )
    1656           CALL get_variable( id_fchem, 'profile_z', pr_z )
    1657 !       
    1658 !--       Gases:
    1659           CALL get_variable( id_fchem, "profile_H2SO4", pr_gas(1,:) )
    1660           CALL get_variable( id_fchem, "profile_HNO3", pr_gas(2,:) )
    1661           CALL get_variable( id_fchem, "profile_NH3", pr_gas(3,:) )
    1662           CALL get_variable( id_fchem, "profile_OCNV", pr_gas(4,:) )
    1663           CALL get_variable( id_fchem, "profile_OCSV", pr_gas(5,:) )
    1664          
    1665           kk = 1
    1666           DO  k = nzb, nz+1
    1667              IF ( kk < nz_file )  THEN
    1668                 DO  WHILE ( pr_z(kk+1) <= zu(k) )
    1669                    kk = kk + 1
    1670                    IF ( kk == nz_file )  EXIT
    1671                 ENDDO
    1672              ENDIF
    1673              IF ( kk < nz_file )  THEN
    1674 !             
    1675 !--             Set initial value for gas compound tracers and initial values
    1676                 DO  g = 1, ngast
    1677                    salsa_gas(g)%init(k) =  pr_gas(g,kk) + ( zu(k) - pr_z(kk) ) &
    1678                                            / ( pr_z(kk+1) - pr_z(kk) ) *       &
    1679                                            ( pr_gas(g,kk+1) - pr_gas(g,kk) )
    1680                    salsa_gas(g)%conc(k,:,:) = salsa_gas(g)%init(k)
    1681                 ENDDO
    1682              ELSE
    1683                 DO  g = 1, ngast
    1684                    salsa_gas(g)%init(k) =  pr_gas(g,kk)
    1685                    salsa_gas(g)%conc(k,:,:) = salsa_gas(g)%init(k)
    1686                 ENDDO
    1687              ENDIF
     1801!--       Open file in read-only mode
     1802          CALL open_read_file( input_file_dynamic // TRIM( coupling_char ), id_dyn )
     1803!
     1804!--       Inquire dimensions:
     1805          CALL netcdf_data_input_get_dimension_length( id_dyn, pr_nz, 'z' )
     1806          IF ( pr_nz /= nz )  THEN
     1807             WRITE( message_string, * ) 'Number of inifor horizontal grid points does not match '//&
     1808                                        'the number of numeric grid points.'
     1809             CALL message( 'aerosol_init', 'PA0609', 1, 2, 0, 6, 0 )
     1810          ENDIF
     1811!
     1812!--       Read vertical profiles of gases:
     1813          CALL get_variable( id_dyn, 'init_atmosphere_h2so4', salsa_gas(1)%init(nzb+1:nzt) )
     1814          CALL get_variable( id_dyn, 'init_atmosphere_hno3',  salsa_gas(2)%init(nzb+1:nzt) )
     1815          CALL get_variable( id_dyn, 'init_atmosphere_nh3',   salsa_gas(3)%init(nzb+1:nzt) )
     1816          CALL get_variable( id_dyn, 'init_atmosphere_ocnv',  salsa_gas(4)%init(nzb+1:nzt) )
     1817          CALL get_variable( id_dyn, 'init_atmosphere_ocsv',  salsa_gas(5)%init(nzb+1:nzt) )
     1818!
     1819!--       Set Neumann top and surface boundary condition for initial + initialise concentrations
     1820          DO  ig = 1, ngases_salsa
     1821             salsa_gas(ig)%init(nzb)   =  salsa_gas(ig)%init(nzb+1)
     1822             salsa_gas(ig)%init(nzt+1) =  salsa_gas(ig)%init(nzt)
     1823             DO  k = nzb, nzt+1
     1824                salsa_gas(ig)%conc(k,:,:) = salsa_gas(ig)%init(k)
     1825             ENDDO
    16881826          ENDDO
    1689          
    1690           DEALLOCATE( pr_z, pr_gas )
     1827
    16911828       ELSEIF ( .NOT. netcdf_extend  .AND.  .NOT.  salsa_gases_from_chem )  THEN
    1692           message_string = 'Input file '// TRIM( 'PIDS_CHEM' ) //              &
    1693                            TRIM( coupling_char ) // ' for SALSA missing!'
    1694           CALL message( 'salsa_mod: aerosol_init', 'SA0033', 1, 2, 0, 6, 0 )               
    1695        ENDIF   ! netcdf_extend     
     1829          message_string = 'Input file '// TRIM( input_file_dynamic ) // TRIM( coupling_char ) //  &
     1830                           ' for SALSA missing!'
     1831          CALL message( 'salsa_mod: aerosol_init', 'PA0610', 1, 2, 0, 6, 0 )
     1832       ENDIF   ! netcdf_extend
     1833#else
     1834       message_string = 'igctyp = 1 but preprocessor directive __netcdf is not used in compiling!'
     1835       CALL message( 'salsa_mod: aerosol_init', 'PA0611', 1, 2, 0, 6, 0 )
     1836
    16961837#endif
    16971838
    16981839    ENDIF
    1699 
    1700     IF ( ioc > 0  .AND.  iso4 > 0 )  THEN     
    1701 !--    Both are there, so use the given "massDistrA"
    1702        pvfOC1a(:) = pvf2a(:,2) / ( pvf2a(:,2) + pvf2a(:,1) )  ! Normalize
    1703     ELSEIF ( ioc > 0 )  THEN
    1704 !--    Pure organic carbon
    1705        pvfOC1a(:) = 1.0_wp
    1706     ELSEIF ( iso4 > 0 )  THEN
    1707 !--    Pure SO4
    1708        pvfOC1a(:) = 0.0_wp   
     1840!
     1841!-- Both SO4 and OC are included, so use the given mass fractions
     1842    IF ( index_oc > 0  .AND.  index_so4 > 0 )  THEN
     1843       pmfoc1a(:) = pmf2a(:,2) / ( pmf2a(:,2) + pmf2a(:,1) )  ! Normalize
     1844!
     1845!-- Pure organic carbon
     1846    ELSEIF ( index_oc > 0 )  THEN
     1847       pmfoc1a(:) = 1.0_wp
     1848!
     1849!-- Pure SO4
     1850    ELSEIF ( index_so4 > 0 )  THEN
     1851       pmfoc1a(:) = 0.0_wp
     1852
    17091853    ELSE
    17101854       message_string = 'Either OC or SO4 must be active for aerosol region 1a!'
    1711        CALL message( 'salsa_mod: aerosol_init', 'SA0021', 1, 2, 0, 6, 0 )
    1712     ENDIF   
    1713    
     1855       CALL message( 'salsa_mod: aerosol_init', 'PA0612', 1, 2, 0, 6, 0 )
     1856    ENDIF
     1857
    17141858!
    17151859!-- Initialize concentrations
    1716     DO  i = nxlg, nxrg 
     1860    DO  i = nxlg, nxrg
    17171861       DO  j = nysg, nyng
    17181862          DO  k = nzb, nzt+1
    17191863!
    1720 !--          Predetermine flag to mask topography         
     1864!--          Predetermine flag to mask topography
    17211865             flag = MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 ) )
    1722 !         
     1866!
    17231867!--          a) Number concentrations
    1724 !--           Region 1:
    1725              DO  b = in1a, fn1a
    1726                 aerosol_number(b)%conc(k,j,i) = pndist(k,b) * flag
     1868!--          Region 1:
     1869             DO  ib = start_subrange_1a, end_subrange_1a
     1870                aerosol_number(ib)%conc(k,j,i) = pndist(k,ib) * flag
    17271871                IF ( prunmode == 1 )  THEN
    1728                    aerosol_number(b)%init = pndist(:,b)
     1872                   aerosol_number(ib)%init = pndist(:,ib)
    17291873                ENDIF
    17301874             ENDDO
    1731 !             
    1732 !--           Region 2:
     1875!
     1876!--          Region 2:
    17331877             IF ( nreg > 1 )  THEN
    1734                 DO  b = in2a, fn2a
    1735                    aerosol_number(b)%conc(k,j,i) = MAX( 0.0_wp, pnf2a(k) ) *   &
    1736                                                     pndist(k,b) * flag
     1878                DO  ib = start_subrange_2a, end_subrange_2a
     1879                   aerosol_number(ib)%conc(k,j,i) = MAX( 0.0_wp, pnf2a(k) ) * pndist(k,ib) * flag
    17371880                   IF ( prunmode == 1 )  THEN
    1738                       aerosol_number(b)%init = MAX( 0.0_wp, nf2a ) * pndist(:,b)
     1881                      aerosol_number(ib)%init = MAX( 0.0_wp, nf2a ) * pndist(:,ib)
    17391882                   ENDIF
    17401883                ENDDO
    17411884                IF ( .NOT. no_insoluble )  THEN
    1742                    DO  b = in2b, fn2b
    1743                       IF ( pnf2a(k) < 1.0_wp )  THEN             
    1744                          aerosol_number(b)%conc(k,j,i) = MAX( 0.0_wp, 1.0_wp   &
    1745                                                - pnf2a(k) ) * pndist(k,b) * flag
     1885                   DO  ib = start_subrange_2b, end_subrange_2b
     1886                      IF ( pnf2a(k) < 1.0_wp )  THEN
     1887                         aerosol_number(ib)%conc(k,j,i) = MAX( 0.0_wp, 1.0_wp - pnf2a(k) ) *       &
     1888                                                          pndist(k,ib) * flag
    17461889                         IF ( prunmode == 1 )  THEN
    1747                             aerosol_number(b)%init = MAX( 0.0_wp, 1.0_wp -     &
    1748                                                           nf2a ) * pndist(:,b)
     1890                            aerosol_number(ib)%init = MAX( 0.0_wp, 1.0_wp - nf2a ) * pndist(:,ib)
    17491891                         ENDIF
    17501892                      ENDIF
     
    17551897!--          b) Aerosol mass concentrations
    17561898!--             bin subrange 1: done here separately due to the SO4/OC convention
     1899!
    17571900!--          SO4:
    1758              IF ( iso4 > 0 )  THEN
    1759                 ss = ( iso4 - 1 ) * nbins + in1a !< start
    1760                 ee = ( iso4 - 1 ) * nbins + fn1a !< end
    1761                 b = in1a
    1762                 DO  c = ss, ee
    1763                    aerosol_mass(c)%conc(k,j,i) = MAX( 0.0_wp, 1.0_wp -         &
    1764                                                   pvfOC1a(k) ) * pndist(k,b) * &
    1765                                                   core(b) * arhoh2so4 * flag
     1901             IF ( index_so4 > 0 )  THEN
     1902                ss = ( index_so4 - 1 ) * nbins_aerosol + start_subrange_1a !< start
     1903                ee = ( index_so4 - 1 ) * nbins_aerosol + end_subrange_1a !< end
     1904                ib = start_subrange_1a
     1905                DO  ic = ss, ee
     1906                   aerosol_mass(ic)%conc(k,j,i) = MAX( 0.0_wp, 1.0_wp - pmfoc1a(k) ) * pndist(k,ib)&
     1907                                                  * core(ib) * arhoh2so4 * flag
    17661908                   IF ( prunmode == 1 )  THEN
    1767                       aerosol_mass(c)%init = MAX( 0.0_wp, 1.0_wp - MAXVAL(     &
    1768                                              pvfOC1a ) ) * pndist(:,b) *       &
    1769                                              core(b) * arhoh2so4
     1909                      aerosol_mass(ic)%init(k) = MAX( 0.0_wp, 1.0_wp - pmfoc1a(k) ) * pndist(k,ib) &
     1910                                                 * core(ib) * arhoh2so4
    17701911                   ENDIF
    1771                    b = b+1
     1912                   ib = ib+1
    17721913                ENDDO
    17731914             ENDIF
     1915!
    17741916!--          OC:
    1775              IF ( ioc > 0 ) THEN
    1776                 ss = ( ioc - 1 ) * nbins + in1a !< start
    1777                 ee = ( ioc - 1 ) * nbins + fn1a !< end
    1778                 b = in1a
    1779                 DO  c = ss, ee
    1780                    aerosol_mass(c)%conc(k,j,i) = MAX( 0.0_wp, pvfOC1a(k) ) *   &
    1781                                            pndist(k,b) * core(b) * arhooc * flag
     1917             IF ( index_oc > 0 ) THEN
     1918                ss = ( index_oc - 1 ) * nbins_aerosol + start_subrange_1a !< start
     1919                ee = ( index_oc - 1 ) * nbins_aerosol + end_subrange_1a !< end
     1920                ib = start_subrange_1a
     1921                DO  ic = ss, ee
     1922                   aerosol_mass(ic)%conc(k,j,i) = MAX( 0.0_wp, pmfoc1a(k) ) * pndist(k,ib) *       &
     1923                                                  core(ib) * arhooc * flag
    17821924                   IF ( prunmode == 1 )  THEN
    1783                       aerosol_mass(c)%init = MAX( 0.0_wp, MAXVAL( pvfOC1a ) )  &
    1784                                              * pndist(:,b) *  core(b) * arhooc
     1925                      aerosol_mass(ic)%init(k) = MAX( 0.0_wp, pmfoc1a(k) ) * pndist(k,ib) *        &
     1926                                                 core(ib) * arhooc
    17851927                   ENDIF
    1786                    b = b+1
     1928                   ib = ib+1
    17871929                ENDDO
    17881930             ENDIF
    1789              
    1790              prunmode = 3  ! Init only once
    1791  
    17921931          ENDDO !< k
     1932
     1933          prunmode = 3  ! Init only once
     1934
    17931935       ENDDO !< j
    17941936    ENDDO !< i
    1795    
     1937
    17961938!
    17971939!-- c) Aerosol mass concentrations
    17981940!--    bin subrange 2:
    17991941    IF ( nreg > 1 ) THEN
    1800    
    1801        IF ( iso4 > 0 ) THEN
    1802           CALL set_aero_mass( iso4, pvf2a(:,1), pvf2b(:,1), pnf2a, pndist,     &
    1803                               core, arhoh2so4 )
    1804        ENDIF
    1805        IF ( ioc > 0 ) THEN
    1806           CALL set_aero_mass( ioc, pvf2a(:,2), pvf2b(:,2), pnf2a, pndist, core,&
    1807                               arhooc )
    1808        ENDIF
    1809        IF ( ibc > 0 ) THEN
    1810           CALL set_aero_mass( ibc, pvf2a(:,3), pvf2b(:,3), pnf2a, pndist, core,&
    1811                               arhobc )
    1812        ENDIF
    1813        IF ( idu > 0 ) THEN
    1814           CALL set_aero_mass( idu, pvf2a(:,4), pvf2b(:,4), pnf2a, pndist, core,&
    1815                               arhodu )
    1816        ENDIF
    1817        IF ( iss > 0 ) THEN
    1818           CALL set_aero_mass( iss, pvf2a(:,5), pvf2b(:,5), pnf2a, pndist, core,&
    1819                               arhoss )
    1820        ENDIF
    1821        IF ( ino > 0 ) THEN
    1822           CALL set_aero_mass( ino, pvf2a(:,6), pvf2b(:,6), pnf2a, pndist, core,&
    1823                               arhohno3 )
    1824        ENDIF
    1825        IF ( inh > 0 ) THEN
    1826           CALL set_aero_mass( inh, pvf2a(:,7), pvf2b(:,7), pnf2a, pndist, core,&
    1827                               arhonh3 )
     1942
     1943       IF ( index_so4 > 0 ) THEN
     1944          CALL set_aero_mass( index_so4, pmf2a(:,1), pmf2b(:,1), pnf2a, pndist, core, arhoh2so4 )
     1945       ENDIF
     1946       IF ( index_oc > 0 ) THEN
     1947          CALL set_aero_mass( index_oc, pmf2a(:,2), pmf2b(:,2), pnf2a, pndist, core, arhooc )
     1948       ENDIF
     1949       IF ( index_bc > 0 ) THEN
     1950          CALL set_aero_mass( index_bc, pmf2a(:,3), pmf2b(:,3), pnf2a, pndist, core, arhobc )
     1951       ENDIF
     1952       IF ( index_du > 0 ) THEN
     1953          CALL set_aero_mass( index_du, pmf2a(:,4), pmf2b(:,4), pnf2a, pndist, core, arhodu )
     1954       ENDIF
     1955       IF ( index_ss > 0 ) THEN
     1956          CALL set_aero_mass( index_ss, pmf2a(:,5), pmf2b(:,5), pnf2a, pndist, core, arhoss )
     1957       ENDIF
     1958       IF ( index_no > 0 ) THEN
     1959          CALL set_aero_mass( index_no, pmf2a(:,6), pmf2b(:,6), pnf2a, pndist, core, arhohno3 )
     1960       ENDIF
     1961       IF ( index_nh > 0 ) THEN
     1962          CALL set_aero_mass( index_nh, pmf2a(:,7), pmf2b(:,7), pnf2a, pndist, core, arhonh3 )
    18281963       ENDIF
    18291964
    18301965    ENDIF
    1831    
     1966
    18321967 END SUBROUTINE aerosol_init
    1833  
     1968
    18341969!------------------------------------------------------------------------------!
    18351970! Description:
     
    18391974!------------------------------------------------------------------------------!
    18401975 SUBROUTINE size_distribution( in_ntot, in_dpg, in_sigma, psd_sect )
    1841    
     1976
    18421977    IMPLICIT NONE
    1843    
    1844 !-- Log-normal size distribution: modes   
    1845     REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(in) ::  in_dpg    !< geometric mean diameter
    1846                                                      !< (micrometres)
    1847     REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(in) ::  in_ntot   !< number conc. (#/cm3)
     1978
     1979    INTEGER(iwp) ::  ib         !< running index: bin
     1980    INTEGER(iwp) ::  iteration  !< running index: iteration
     1981
     1982    REAL(wp) ::  d1         !< particle diameter (m, dummy)
     1983    REAL(wp) ::  d2         !< particle diameter (m, dummy)
     1984    REAL(wp) ::  delta_d    !< (d2-d1)/10
     1985    REAL(wp) ::  deltadp    !< bin width
     1986    REAL(wp) ::  dmidi      !< ( d1 + d2 ) / 2
     1987
     1988    REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(in) ::  in_dpg    !< geometric mean diameter (m)
     1989    REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(in) ::  in_ntot   !< number conc. (#/m3)
    18481990    REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(in) ::  in_sigma  !< standard deviation
    1849     REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(inout) ::  psd_sect !< sectional size
    1850                                                        !< distribution
    1851     INTEGER(iwp) ::  b          !< running index: bin
    1852     INTEGER(iwp) ::  ib         !< running index: iteration
    1853     REAL(wp) ::  d1             !< particle diameter (m, dummy)
    1854     REAL(wp) ::  d2             !< particle diameter (m, dummy)
    1855     REAL(wp) ::  delta_d        !< (d2-d1)/10                                                     
    1856     REAL(wp) ::  deltadp        !< bin width
    1857     REAL(wp) ::  dmidi          !< ( d1 + d2 ) / 2
    1858    
    1859     DO  b = in1a, fn2b !< aerosol size bins
    1860        psd_sect(b) = 0.0_wp
     1991
     1992    REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(inout) ::  psd_sect  !< sectional size distribution
     1993
     1994    DO  ib = start_subrange_1a, end_subrange_2b
     1995       psd_sect(ib) = 0.0_wp
     1996!
    18611997!--    Particle diameter at the low limit (largest in the bin) (m)
    1862        d1 = ( aero(b)%vlolim / api6 ) ** ( 1.0_wp / 3.0_wp )
     1998       d1 = ( aero(ib)%vlolim / api6 )**0.33333333_wp
     1999!
    18632000!--    Particle diameter at the high limit (smallest in the bin) (m)
    1864        d2 = ( aero(b)%vhilim / api6 ) ** ( 1.0_wp / 3.0_wp )
     2001       d2 = ( aero(ib)%vhilim / api6 )**0.33333333_wp
     2002!
    18652003!--    Span of particle diameter in a bin (m)
    1866        delta_d = ( d2 - d1 ) / 10.0_wp
    1867 !--    Iterate:             
    1868        DO  ib = 1, 10
    1869           d1 = ( aero(b)%vlolim / api6 ) ** ( 1.0_wp / 3.0_wp ) + ( ib - 1)    &
    1870               * delta_d
     2004       delta_d = 0.1_wp * ( d2 - d1 )
     2005!
     2006!--    Iterate:
     2007       DO  iteration = 1, 10
     2008          d1 = ( aero(ib)%vlolim / api6 )**0.33333333_wp + ( ib - 1) * delta_d
    18712009          d2 = d1 + delta_d
    1872           dmidi = ( d1 + d2 ) / 2.0_wp
     2010          dmidi = 0.5_wp * ( d1 + d2 )
    18732011          deltadp = LOG10( d2 / d1 )
    1874          
     2012!
    18752013!--       Size distribution
    18762014!--       in_ntot = total number, total area, or total volume concentration
    18772015!--       in_dpg = geometric-mean number, area, or volume diameter
    18782016!--       n(k) = number, area, or volume concentration in a bin
    1879 !--       n_lognorm and dpg converted to units of #/m3 and m
    1880           psd_sect(b) = psd_sect(b) + SUM( in_ntot * 1.0E+6_wp * deltadp /     &
    1881                      ( SQRT( 2.0_wp * pi ) * LOG10( in_sigma ) ) *             &
    1882                      EXP( -LOG10( dmidi / ( 1.0E-6_wp * in_dpg ) )**2.0_wp /   &
    1883                      ( 2.0_wp * LOG10( in_sigma ) ** 2.0_wp ) ) )
    1884  
     2017          psd_sect(ib) = psd_sect(ib) + SUM( in_ntot * deltadp / ( SQRT( 2.0_wp * pi ) *           &
     2018                        LOG10( in_sigma ) ) * EXP( -LOG10( dmidi / in_dpg )**2.0_wp /              &
     2019                        ( 2.0_wp * LOG10( in_sigma ) ** 2.0_wp ) ) )
     2020
    18852021       ENDDO
    18862022    ENDDO
    1887    
     2023
    18882024 END SUBROUTINE size_distribution
    18892025
     
    18952031!> Tomi Raatikainen, FMI, 29.2.2016
    18962032!------------------------------------------------------------------------------!
    1897  SUBROUTINE set_aero_mass( ispec, ppvf2a, ppvf2b, ppnf2a, ppndist, pcore, prho )
    1898    
     2033 SUBROUTINE set_aero_mass( ispec, pmf2a, pmf2b, pnf2a, pndist, pcore, prho )
     2034
    18992035    IMPLICIT NONE
    19002036
     2037    INTEGER(iwp) ::  ee        !< index: end
     2038    INTEGER(iwp) ::  i         !< loop index
     2039    INTEGER(iwp) ::  ib        !< loop index
     2040    INTEGER(iwp) ::  ic        !< loop index
     2041    INTEGER(iwp) ::  j         !< loop index
     2042    INTEGER(iwp) ::  k         !< loop index
     2043    INTEGER(iwp) ::  prunmode  !< 1 = initialise
     2044    INTEGER(iwp) ::  ss        !< index: start
     2045
    19012046    INTEGER(iwp), INTENT(in) :: ispec  !< Aerosol species index
    1902     REAL(wp), INTENT(in) ::  pcore(nbins) !< Aerosol bin mid core volume   
    1903     REAL(wp), INTENT(in) ::  ppndist(0:nz+1,nbins) !< Aerosol size distribution
    1904     REAL(wp), INTENT(in) ::  ppnf2a(0:nz+1) !< Number fraction for 2a   
    1905     REAL(wp), INTENT(in) ::  ppvf2a(0:nz+1) !< Mass distributions for a
    1906     REAL(wp), INTENT(in) ::  ppvf2b(0:nz+1) !< and b bins   
     2047
     2048    REAL(wp) ::  flag   !< flag to mask topography grid points
     2049
    19072050    REAL(wp), INTENT(in) ::  prho !< Aerosol density
    1908     INTEGER(iwp) ::  b  !< loop index
    1909     INTEGER(iwp) ::  c  !< loop index       
    1910     INTEGER(iwp) ::  ee !< index: end
    1911     INTEGER(iwp) ::  i  !< loop index
    1912     INTEGER(iwp) ::  j  !< loop index
    1913     INTEGER(iwp) ::  k  !< loop index
    1914     INTEGER(iwp) ::  prunmode  !< 1 = initialise
    1915     INTEGER(iwp) ::  ss !< index: start
    1916     REAL(wp) ::  flag   !< flag to mask topography grid points
    1917    
     2051
     2052    REAL(wp), DIMENSION(nbins_aerosol), INTENT(in) ::  pcore !< Aerosol bin mid core volume
     2053    REAL(wp), DIMENSION(0:nz+1), INTENT(in)        ::  pnf2a !< Number fraction for 2a
     2054    REAL(wp), DIMENSION(0:nz+1), INTENT(in)        ::  pmf2a !< Mass distributions for a
     2055    REAL(wp), DIMENSION(0:nz+1), INTENT(in)        ::  pmf2b !< and b bins
     2056
     2057    REAL(wp), DIMENSION(0:nz+1,nbins_aerosol), INTENT(in) ::  pndist !< Aerosol size distribution
     2058
    19182059    prunmode = 1
    1919    
    1920     DO i = nxlg, nxrg 
     2060
     2061    DO i = nxlg, nxrg
    19212062       DO j = nysg, nyng
    1922           DO k = nzb, nzt+1 
     2063          DO k = nzb, nzt+1
    19232064!
    19242065!--          Predetermine flag to mask topography
    19252066             flag = MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 ) )
    1926 !             
     2067!
    19272068!--          Regime 2a:
    1928              ss = ( ispec - 1 ) * nbins + in2a
    1929              ee = ( ispec - 1 ) * nbins + fn2a
    1930              b = in2a
    1931              DO c = ss, ee
    1932                 aerosol_mass(c)%conc(k,j,i) = MAX( 0.0_wp, ppvf2a(k) ) *      &
    1933                                ppnf2a(k) * ppndist(k,b) * pcore(b) * prho * flag
     2069             ss = ( ispec - 1 ) * nbins_aerosol + start_subrange_2a
     2070             ee = ( ispec - 1 ) * nbins_aerosol + end_subrange_2a
     2071             ib = start_subrange_2a
     2072             DO ic = ss, ee
     2073                aerosol_mass(ic)%conc(k,j,i) = MAX( 0.0_wp, pmf2a(k) ) * pnf2a(k) * pndist(k,ib) * &
     2074                                              pcore(ib) * prho * flag
    19342075                IF ( prunmode == 1 )  THEN
    1935                    aerosol_mass(c)%init = MAX( 0.0_wp, MAXVAL( ppvf2a(:) ) ) * &
    1936                                           MAXVAL( ppnf2a ) * pcore(b) * prho * &
    1937                                           MAXVAL( ppndist(:,b) )
     2076                   aerosol_mass(ic)%init(k) = MAX( 0.0_wp, pmf2a(k) ) * pnf2a(k) * pndist(k,ib) *  &
     2077                                              pcore(ib) * prho
    19382078                ENDIF
    1939                 b = b+1
     2079                ib = ib + 1
    19402080             ENDDO
     2081!
    19412082!--          Regime 2b:
    19422083             IF ( .NOT. no_insoluble )  THEN
    1943                 ss = ( ispec - 1 ) * nbins + in2b
    1944                 ee = ( ispec - 1 ) * nbins + fn2b
    1945                 b = in2a
    1946                 DO c = ss, ee
    1947                    aerosol_mass(c)%conc(k,j,i) = MAX( 0.0_wp, ppvf2b(k) ) * (  &
    1948                                          1.0_wp - ppnf2a(k) ) * ppndist(k,b) * &
    1949                                          pcore(b) * prho * flag
     2084                ss = ( ispec - 1 ) * nbins_aerosol + start_subrange_2b
     2085                ee = ( ispec - 1 ) * nbins_aerosol + end_subrange_2b
     2086                ib = start_subrange_2a
     2087                DO ic = ss, ee
     2088                   aerosol_mass(ic)%conc(k,j,i) = MAX( 0.0_wp, pmf2b(k) ) * ( 1.0_wp - pnf2a(k) ) *&
     2089                                                  pndist(k,ib) * pcore(ib) * prho * flag
    19502090                   IF ( prunmode == 1 )  THEN
    1951                       aerosol_mass(c)%init = MAX( 0.0_wp, MAXVAL( ppvf2b(:) ) )&
    1952                                         * ( 1.0_wp - MAXVAL( ppnf2a ) ) *      &
    1953                                         MAXVAL( ppndist(:,b) ) * pcore(b) * prho
     2091                      aerosol_mass(ic)%init(k) = MAX( 0.0_wp, pmf2b(k) ) * ( 1.0_wp - pnf2a(k) ) * &
     2092                                                 pndist(k,ib) * pcore(ib) * prho
    19542093                   ENDIF
    1955                    b = b+1
    1956                 ENDDO
     2094                   ib = ib + 1
     2095                ENDDO  ! c
     2096
    19572097             ENDIF
    1958              prunmode = 3  ! Init only once
    1959           ENDDO
     2098          ENDDO   ! k
     2099
     2100          prunmode = 3  ! Init only once
     2101
     2102       ENDDO   ! j
     2103    ENDDO   ! i
     2104
     2105 END SUBROUTINE set_aero_mass
     2106
     2107!------------------------------------------------------------------------------!
     2108! Description:
     2109! ------------
     2110!> Initialise the matching between surface types in LSM and deposition models.
     2111!> Do the matching based on Zhang et al. (2001). Atmos. Environ. 35, 549-560
     2112!> (here referred as Z01).
     2113!------------------------------------------------------------------------------!
     2114 SUBROUTINE init_deposition
     2115
     2116    USE surface_mod,                                                                               &
     2117        ONLY:  surf_lsm_h, surf_lsm_v
     2118
     2119    IMPLICIT NONE
     2120
     2121    INTEGER(iwp) ::  l  !< loop index for vertical surfaces
     2122
     2123    IF ( nldepo_surf  .AND.  land_surface )  THEN
     2124
     2125       ALLOCATE( lsm_to_depo_h%match(1:surf_lsm_h%ns) )
     2126       lsm_to_depo_h%match = 0
     2127       CALL match_lsm_zhang( surf_lsm_h, lsm_to_depo_h%match )
     2128
     2129       DO  l = 0, 3
     2130          ALLOCATE( lsm_to_depo_v(l)%match(1:surf_lsm_v(l)%ns) )
     2131          lsm_to_depo_v(l)%match = 0
     2132          CALL match_lsm_zhang( surf_lsm_v(l), lsm_to_depo_v(l)%match )
    19602133       ENDDO
     2134    ENDIF
     2135
     2136    IF ( nldepo_pcm )  THEN
     2137       SELECT CASE ( depo_pcm_type )
     2138          CASE ( 'evergreen_needleleaf' )
     2139             depo_pcm_type_num = 1
     2140          CASE ( 'evergreen_broadleaf' )
     2141             depo_pcm_type_num = 2
     2142          CASE ( 'deciduous_needleleaf' )
     2143             depo_pcm_type_num = 3
     2144          CASE ( 'deciduous_broadleaf' )
     2145             depo_pcm_type_num = 4
     2146          CASE DEFAULT
     2147             message_string = 'depo_pcm_type not set correctly.'
     2148             CALL message( 'salsa_mod: init_deposition', 'PA0613', 1, 2, 0, 6, 0 )
     2149       END SELECT
     2150    ENDIF
     2151
     2152 END SUBROUTINE init_deposition
     2153
     2154!------------------------------------------------------------------------------!
     2155! Description:
     2156! ------------
     2157!> Match the surface types in PALM and Zhang et al. 2001 deposition module
     2158!------------------------------------------------------------------------------!
     2159 SUBROUTINE match_lsm_zhang( surf, match_array )
     2160
     2161    USE surface_mod,                                                           &
     2162        ONLY:  ind_pav_green, ind_veg_wall, ind_wat_win, surf_type
     2163
     2164    IMPLICIT NONE
     2165
     2166    INTEGER(iwp) ::  m                !< index for surface elements
     2167    INTEGER(iwp) ::  pav_type_palm    !< pavement type in PALM
     2168    INTEGER(iwp) ::  vege_type_palm   !< vegetation type in PALM
     2169    INTEGER(iwp) ::  water_type_palm  !< water type in PALM
     2170
     2171    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), INTENT(inout) ::  match_array !< array matching
     2172                                                              !< the surface types
     2173    TYPE(surf_type), INTENT(in) :: surf  !< respective surface type
     2174
     2175    DO  m = 1, surf%ns
     2176
     2177       IF ( surf%frac(ind_veg_wall,m) > 0 )  THEN
     2178          vege_type_palm = surf%vegetation_type(m)
     2179          SELECT CASE ( vege_type_palm )
     2180             CASE ( 0 )
     2181                message_string = 'No vegetation type defined.'
     2182                CALL message( 'salsa_mod: init_depo_surfaces', 'PA0614', 1, 2, 0, 6, 0 )
     2183             CASE ( 1 )  ! bare soil
     2184                match_array(m) = 6  ! grass in Z01
     2185             CASE ( 2 )  ! crops, mixed farming
     2186                match_array(m) = 7  !  crops, mixed farming Z01
     2187             CASE ( 3 )  ! short grass
     2188                match_array(m) = 6  ! grass in Z01
     2189             CASE ( 4 )  ! evergreen needleleaf trees
     2190                 match_array(m) = 1  ! evergreen needleleaf trees in Z01
     2191             CASE ( 5 )  ! deciduous needleleaf trees
     2192                match_array(m) = 3  ! deciduous needleleaf trees in Z01
     2193             CASE ( 6 )  ! evergreen broadleaf trees
     2194                match_array(m) = 2  ! evergreen broadleaf trees in Z01
     2195             CASE ( 7 )  ! deciduous broadleaf trees
     2196                match_array(m) = 4  ! deciduous broadleaf trees in Z01
     2197             CASE ( 8 )  ! tall grass
     2198                match_array(m) = 6  ! grass in Z01
     2199             CASE ( 9 )  ! desert
     2200                match_array(m) = 8  ! desert in Z01
     2201             CASE ( 10 )  ! tundra
     2202                match_array(m) = 9  ! tundra in Z01
     2203             CASE ( 11 )  ! irrigated crops
     2204                match_array(m) = 7  !  crops, mixed farming Z01
     2205             CASE ( 12 )  ! semidesert
     2206                match_array(m) = 8  ! desert in Z01
     2207             CASE ( 13 )  ! ice caps and glaciers
     2208                match_array(m) = 12  ! ice cap and glacier in Z01
     2209             CASE ( 14 )  ! bogs and marshes
     2210                match_array(m) = 11  ! wetland with plants in Z01
     2211             CASE ( 15 )  ! evergreen shrubs
     2212                match_array(m) = 10  ! shrubs and interrupted woodlands in Z01
     2213             CASE ( 16 )  ! deciduous shrubs
     2214                match_array(m) = 10  ! shrubs and interrupted woodlands in Z01
     2215             CASE ( 17 )  ! mixed forest/woodland
     2216                match_array(m) = 5  ! mixed broadleaf and needleleaf trees in Z01
     2217             CASE ( 18 )  ! interrupted forest
     2218                match_array(m) = 10  ! shrubs and interrupted woodlands in Z01
     2219          END SELECT
     2220       ENDIF
     2221
     2222       IF ( surf%frac(ind_pav_green,m) > 0 )  THEN
     2223          pav_type_palm = surf%pavement_type(m)
     2224          IF ( pav_type_palm == 0 )  THEN  ! error
     2225             message_string = 'No pavement type defined.'
     2226             CALL message( 'salsa_mod: match_lsm_zhang', 'PA0615', 1, 2, 0, 6, 0 )
     2227          ELSEIF ( pav_type_palm > 0  .AND.  pav_type_palm <= 15 )  THEN
     2228             match_array(m) = 15  ! urban in Z01
     2229          ENDIF
     2230       ENDIF
     2231
     2232       IF ( surf%frac(ind_wat_win,m) > 0 )  THEN
     2233          water_type_palm = surf%water_type(m)
     2234          IF ( water_type_palm == 0 )  THEN  ! error
     2235             message_string = 'No water type defined.'
     2236             CALL message( 'salsa_mod: match_lsm_zhang', 'PA0616', 1, 2, 0, 6, 0 )
     2237          ELSEIF ( water_type_palm == 3 )  THEN
     2238             match_array(m) = 14  ! ocean in Z01
     2239          ELSEIF ( water_type_palm == 1  .OR.  water_type_palm == 2 .OR.  water_type_palm == 4     &
     2240                   .OR.  water_type_palm == 5  )  THEN
     2241             match_array(m) = 13  ! inland water in Z01
     2242          ENDIF
     2243       ENDIF
     2244
    19612245    ENDDO
    1962  END SUBROUTINE set_aero_mass
     2246
     2247 END SUBROUTINE match_lsm_zhang
    19632248
    19642249!------------------------------------------------------------------------------!
     
    19712256    IMPLICIT NONE
    19722257
     2258    INTEGER(iwp) ::  ib   !<
     2259    INTEGER(iwp) ::  ic   !<
     2260    INTEGER(iwp) ::  icc  !<
     2261    INTEGER(iwp) ::  ig   !<
     2262
    19732263    INTEGER(iwp), INTENT(IN) ::  mod_count  !<
    1974     INTEGER(iwp) ::  b  !<   
    1975     INTEGER(iwp) ::  c  !<   
    1976     INTEGER(iwp) ::  cc !<
    1977     INTEGER(iwp) ::  g  !<
    1978 
    1979     IF ( simulated_time >= time_since_reference_point )  THEN
    1980 
    1981     SELECT CASE ( mod_count )
    1982 
    1983        CASE ( 0 )
    1984 
    1985           DO  b = 1, nbins
    1986              aerosol_number(b)%conc(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)   =>        &
    1987                 nconc_1(:,:,:,b)
    1988              aerosol_number(b)%conc_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) =>        &
    1989                 nconc_2(:,:,:,b)
    1990              DO  c = 1, ncc_tot
    1991                 cc = ( c-1 ) * nbins + b  ! required due to possible Intel18 bug
    1992                 aerosol_mass(cc)%conc(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)   =>      &
    1993                    mconc_1(:,:,:,cc)
    1994                 aerosol_mass(cc)%conc_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) =>      &
    1995                    mconc_2(:,:,:,cc)
     2264
     2265    IF ( time_since_reference_point >= skip_time_do_salsa )  THEN
     2266
     2267       SELECT CASE ( mod_count )
     2268
     2269          CASE ( 0 )
     2270
     2271             DO  ib = 1, nbins_aerosol
     2272                aerosol_number(ib)%conc(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)   => nconc_1(:,:,:,ib)
     2273                aerosol_number(ib)%conc_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) => nconc_2(:,:,:,ib)
     2274
     2275                DO  ic = 1, ncomponents_mass
     2276                   icc = ( ic-1 ) * nbins_aerosol + ib
     2277                   aerosol_mass(icc)%conc(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)   => mconc_1(:,:,:,icc)
     2278                   aerosol_mass(icc)%conc_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) => mconc_2(:,:,:,icc)
     2279                ENDDO
    19962280             ENDDO
    1997           ENDDO
    1998          
    1999           IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
    2000              DO  g = 1, ngast
    2001                 salsa_gas(g)%conc(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)   =>          &
    2002                    gconc_1(:,:,:,g)
    2003                 salsa_gas(g)%conc_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) =>          &
    2004                    gconc_2(:,:,:,g)
     2281
     2282             IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
     2283                DO  ig = 1, ngases_salsa
     2284                   salsa_gas(ig)%conc(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)   => gconc_1(:,:,:,ig)
     2285                   salsa_gas(ig)%conc_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) => gconc_2(:,:,:,ig)
     2286                ENDDO
     2287             ENDIF
     2288
     2289          CASE ( 1 )
     2290
     2291             DO  ib = 1, nbins_aerosol
     2292                aerosol_number(ib)%conc(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)   => nconc_2(:,:,:,ib)
     2293                aerosol_number(ib)%conc_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) => nconc_1(:,:,:,ib)
     2294                DO  ic = 1, ncomponents_mass
     2295                   icc = ( ic-1 ) * nbins_aerosol + ib
     2296                   aerosol_mass(icc)%conc(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)   => mconc_2(:,:,:,icc)
     2297                   aerosol_mass(icc)%conc_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) => mconc_1(:,:,:,icc)
     2298                ENDDO
    20052299             ENDDO
    2006           ENDIF
    2007 
    2008        CASE ( 1 )
    2009 
    2010           DO  b = 1, nbins
    2011              aerosol_number(b)%conc(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)   =>        &
    2012                 nconc_2(:,:,:,b)
    2013              aerosol_number(b)%conc_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) =>        &
    2014                 nconc_1(:,:,:,b)
    2015              DO  c = 1, ncc_tot
    2016                 cc = ( c-1 ) * nbins + b  ! required due to possible Intel18 bug
    2017                 aerosol_mass(cc)%conc(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)   =>      &
    2018                    mconc_2(:,:,:,cc)
    2019                 aerosol_mass(cc)%conc_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) =>      &
    2020                    mconc_1(:,:,:,cc)
    2021              ENDDO
    2022           ENDDO
    2023          
    2024           IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
    2025              DO  g = 1, ngast
    2026                 salsa_gas(g)%conc(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)   =>          &
    2027                    gconc_2(:,:,:,g)
    2028                 salsa_gas(g)%conc_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) =>          &
    2029                    gconc_1(:,:,:,g)
    2030              ENDDO
    2031           ENDIF
    2032 
    2033     END SELECT
     2300
     2301             IF ( .NOT. salsa_gases_from_chem )  THEN
     2302                DO  ig = 1, ngases_salsa
     2303                   salsa_gas(ig)%conc(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)   => gconc_2(:,:,:,ig)
     2304                   salsa_gas(ig)%conc_p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) => gconc_1(:,:,:,ig)
     2305                ENDDO
     2306             ENDIF
     2307
     2308       END SELECT
    20342309
    20352310    ENDIF
     
    20432318!> This routine reads the respective restart data.
    20442319!------------------------------------------------------------------------------!
    2045  SUBROUTINE salsa_rrd_local( k, nxlf, nxlc, nxl_on_file, nxrf, nxrc,           &
    2046                              nxr_on_file, nynf, nync, nyn_on_file, nysf,       &
    2047                              nysc, nys_on_file, tmp_3d, found )
    2048 
    2049    
     2320 SUBROUTINE salsa_rrd_local( k, nxlf, nxlc, nxl_on_file, nxrf, nxrc, nxr_on_file, nynf, nync,      &
     2321                             nyn_on_file, nysf, nysc, nys_on_file, tmp_3d, found )
     2322
    20502323    IMPLICIT NONE
    2051    
    2052     INTEGER(iwp) ::  b  !<   
    2053     INTEGER(iwp) ::  c  !<
    2054     INTEGER(iwp) ::  g  !<
    2055     INTEGER(iwp) ::  k  !<
     2324
     2325    INTEGER(iwp) ::  ib              !<
     2326    INTEGER(iwp) ::  ic              !<
     2327    INTEGER(iwp) ::  ig              !<
     2328    INTEGER(iwp) ::  k               !<
    20562329    INTEGER(iwp) ::  nxlc            !<
    20572330    INTEGER(iwp) ::  nxlf            !<
     
    20672340    INTEGER(iwp) ::  nys_on_file     !<
    20682341
    2069     LOGICAL, INTENT(OUT)  ::  found
     2342    LOGICAL, INTENT(OUT)  ::  found  !<
    20702343
    20712344    REAL(wp), &
    20722345       DIMENSION(nzb:nzt+1,nys_on_file-nbgp:nyn_on_file+nbgp,nxl_on_file-nbgp:nxr_on_file+nbgp) :: tmp_3d   !<
    2073        
     2346
    20742347    found = .FALSE.
    2075    
     2348
    20762349    IF ( read_restart_data_salsa )  THEN
    2077    
     2350
    20782351       SELECT CASE ( restart_string(1:length) )
    2079        
     2352
    20802353          CASE ( 'aerosol_number' )
    2081              DO  b = 1, nbins
     2354             DO  ib = 1, nbins_aerosol
    20822355                IF ( k == 1 )  READ ( 13 ) tmp_3d
    2083                 aerosol_number(b)%conc(:,nysc-nbgp:nync+nbgp,nxlc-nbgp:nxrc+nbgp) = &
    2084                                tmp_3d(:,nysf-nbgp:nynf+nbgp,nxlf-nbgp:nxrf+nbgp)
     2356                aerosol_number(ib)%conc(:,nysc-nbgp:nync+nbgp,nxlc-nbgp:nxrc+nbgp) =               &
     2357                                                   tmp_3d(:,nysf-nbgp:nynf+nbgp,nxlf-nbgp:nxrf+nbgp)
    20852358                found = .TRUE.
    20862359             ENDDO
    2087        
     2360
    20882361          CASE ( 'aerosol_mass' )
    2089              DO  c = 1, ncc_tot * nbins
     2362             DO  ic = 1, ncomponents_mass * nbins_aerosol
    20902363                IF ( k == 1 )  READ ( 13 ) tmp_3d
    2091                 aerosol_mass(c)%conc(:,nysc-nbgp:nync+nbgp,nxlc-nbgp:nxrc+nbgp) = &
    2092                                tmp_3d(:,nysf-nbgp:nynf+nbgp,nxlf-nbgp:nxrf+nbgp)
     2364                aerosol_mass(ic)%conc(:,nysc-nbgp:nync+nbgp,nxlc-nbgp:nxrc+nbgp) =                 &
     2365                                                   tmp_3d(:,nysf-nbgp:nynf+nbgp,nxlf-nbgp:nxrf+nbgp)
    20932366                found = .TRUE.
    20942367             ENDDO
    2095          
     2368
    20962369