Changeset 4362 for palm


Ignore:
Timestamp:
Jan 7, 2020 5:15:02 PM (19 months ago)
Author:
suehring
Message:

Input of plant-canopy variables from static driver moved from netcdf_data_input_mod to plant-canopy model

Location:
palm/trunk/SOURCE
Files:
2 edited

Legend:

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

    r4360 r4362  
    2525! -----------------
    2626! $Id$
     27! Input of plant canopy variables from static driver moved to plant-canopy
     28! model
     29!
     30! 4360 2020-01-07 11:25:50Z suehring
    2731! Correct single message calls, local checks must be given by the respective
    2832! mpi rank.
     
    576580!
    577581!-- Define 3D variables of type NC_FLOAT
    578     TYPE(real_3d) ::  basal_area_density_f    !< input variable for basal area density - resolved vegetation
    579     TYPE(real_3d) ::  leaf_area_density_f     !< input variable for leaf area density - resolved vegetation
    580     TYPE(real_3d) ::  root_area_density_lad_f !< input variable for root area density - resolved vegetation
    581582    TYPE(real_3d) ::  root_area_density_lsm_f !< input variable for root area density - parametrized vegetation
    582583    TYPE(real_3d) ::  uvem_radiance_f         !< input variable for uvem radiance lookup table
     
    718719!-- Public data structures
    719720    PUBLIC real_1d_3d,                                                         &
    720            real_2d
     721           real_2d,                                                            &
     722           real_3d
    721723!
    722724!-- Public variables
    723     PUBLIC albedo_pars_f, albedo_type_f, basal_area_density_f, buildings_f,    &
     725    PUBLIC albedo_pars_f, albedo_type_f, buildings_f,                          &
    724726           building_id_f, building_pars_f, building_surface_pars_f,            &
    725727           building_type_f,                                                    &
     
    733735           input_pids_static,                                                  &
    734736           input_pids_dynamic, input_pids_vm, input_file_vm,                   &
    735            leaf_area_density_f,                                                &
    736737           num_var_pids,                                                       &
    737738           pavement_pars_f, pavement_subsurface_pars_f, pavement_type_f,       &
    738739           pids_id,                                                            &
    739            root_area_density_lad_f, root_area_density_lsm_f, soil_pars_f,      &
     740           root_area_density_lsm_f, soil_pars_f,                               &
    740741           soil_type_f, street_crossing_f, street_type_f, surface_fraction_f,  &
    741742           terrain_height_f, vegetation_pars_f, vegetation_type_f,             &
     
    17201721
    17211722       USE control_parameters,                                                 &
    1722            ONLY:  land_surface, plant_canopy, urban_surface
     1723           ONLY:  land_surface, urban_surface
    17231724
    17241725       USE indices,                                                            &
     
    17421743!--    Measure CPU time
    17431744       CALL cpu_log( log_point_s(82), 'NetCDF input', 'start' )
    1744 !
    1745 !--    Read plant canopy variables.
    1746        IF ( plant_canopy )  THEN
    1747 #if defined ( __netcdf )
    1748 !
    1749 !--       Open file in read-only mode
    1750           CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //                    &
    1751                                TRIM( coupling_char ) , id_surf )
    1752 !
    1753 !--       At first, inquire all variable names.
    1754 !--       This will be used to check whether an optional input variable
    1755 !--       exist or not.
    1756           CALL inquire_num_variables( id_surf, num_vars )
    1757 
    1758           ALLOCATE( var_names(1:num_vars) )
    1759           CALL inquire_variable_names( id_surf, var_names )
    1760 
    1761 !
    1762 !--       Read leaf area density - resolved vegetation
    1763           IF ( check_existence( var_names, 'lad' ) )  THEN
    1764              leaf_area_density_f%from_file = .TRUE.
    1765              CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
    1766                                  leaf_area_density_f%fill,                     &
    1767                                  .FALSE., 'lad' )
    1768 !
    1769 !--          Inquire number of vertical vegetation layer
    1770              CALL get_dimension_length( id_surf,                               &
    1771                                         leaf_area_density_f%nz,                &
    1772                                         'zlad' )
    1773 !
    1774 !--          Allocate variable for leaf-area density
    1775              ALLOCATE( leaf_area_density_f%var( 0:leaf_area_density_f%nz-1,    &
    1776                                                 nys:nyn,nxl:nxr) )
    1777 
    1778              CALL get_variable( id_surf, 'lad', leaf_area_density_f%var,       &
    1779                                 nxl, nxr, nys, nyn,                            &
    1780                                 0, leaf_area_density_f%nz-1 )
    1781 
    1782           ELSE
    1783              leaf_area_density_f%from_file = .FALSE.
    1784           ENDIF
    1785 
    1786 !
    1787 !--       Read basal area density - resolved vegetation
    1788           IF ( check_existence( var_names, 'bad' ) )  THEN
    1789              basal_area_density_f%from_file = .TRUE.
    1790              CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
    1791                                  basal_area_density_f%fill,                    &
    1792                                  .FALSE., 'bad' )
    1793 !
    1794 !--          Inquire number of vertical vegetation layer
    1795              CALL get_dimension_length( id_surf,                               &
    1796                                         basal_area_density_f%nz,               &
    1797                                         'zlad' )
    1798 !
    1799 !--          Allocate variable
    1800              ALLOCATE( basal_area_density_f%var(0:basal_area_density_f%nz-1,   &
    1801                                                 nys:nyn,nxl:nxr) )
    1802 
    1803              CALL get_variable( id_surf, 'bad', basal_area_density_f%var,      &
    1804                                 nxl, nxr, nys, nyn,                            &
    1805                                 0,  basal_area_density_f%nz-1 )
    1806           ELSE
    1807              basal_area_density_f%from_file = .FALSE.
    1808           ENDIF
    1809 
    1810 !
    1811 !--       Read root area density - resolved vegetation
    1812           IF ( check_existence( var_names, 'root_area_dens_r' ) )  THEN
    1813              root_area_density_lad_f%from_file = .TRUE.
    1814              CALL get_attribute( id_surf, char_fill,                           &
    1815                                  root_area_density_lad_f%fill,                 &
    1816                                  .FALSE., 'root_area_dens_r' )
    1817 !
    1818 !--          Inquire number of vertical soil layers
    1819              CALL get_dimension_length( id_surf,             &
    1820                                                    root_area_density_lad_f%nz, &
    1821                                                   'zsoil' )
    1822 !
    1823 !--          Allocate variable
    1824              ALLOCATE( root_area_density_lad_f%var                             &
    1825                                          (0:root_area_density_lad_f%nz-1,      &
    1826                                           nys:nyn,nxl:nxr) )
    1827 
    1828              CALL get_variable( id_surf, 'root_area_dens_r',                   &
    1829                                 root_area_density_lad_f%var,                   &
    1830                                 nxl, nxr, nys, nyn,                            &
    1831                                 0,  root_area_density_lad_f%nz-1 )
    1832           ELSE
    1833              root_area_density_lad_f%from_file = .FALSE.
    1834           ENDIF
    1835 !
    1836 !--       Finally, close input file
    1837           CALL close_input_file( id_surf )
    1838 #endif
    1839        ENDIF
    1840 !
    1841 !--    Deallocate variable list. Will be re-allocated in case further
    1842 !--    variables are read from file.
    1843        IF ( ALLOCATED( var_names ) )  DEALLOCATE( var_names )
    18441745!
    18451746!--    Skip the following if no land-surface or urban-surface module are
     
    18791780!--    Read soil type and required attributes
    18801781       IF ( check_existence( var_names, 'soil_type' ) )  THEN
    1881              soil_type_f%from_file = .TRUE.
     1782          soil_type_f%from_file = .TRUE.
    18821783!
    18831784!--       Note, lod is currently not on file; skip for the moment
  • palm/trunk/SOURCE/plant_canopy_model_mod.f90

    r4361 r4362  
    2727! -----------------
    2828! $Id$
     29! Input of plant canopy variables from static driver moved to plant-canopy
     30! model
     31!
     32! 4361 2020-01-07 12:22:38Z suehring
    2933! - Remove unused arrays in pmc_rrd_local
    3034! - Remove one exchange of ghost points
     
    183187
    184188    USE netcdf_data_input_mod,                                                 &
    185         ONLY:  input_pids_static, leaf_area_density_f
     189        ONLY:  input_pids_static,                                              &
     190               char_fill,                                                      &
     191               check_existence,                                                &
     192               close_input_file,                                               &
     193               get_attribute,                                                  &
     194               get_dimension_length,                                           &
     195               get_variable,                                                   &
     196               inquire_num_variables,                                          &
     197               inquire_variable_names,                                         &
     198               input_file_static,                                              &
     199               num_var_pids,                                                   &
     200               open_read_file,                                                 &
     201               pids_id,                                                        &
     202               real_3d,                                                        &
     203               vars_pids
    186204
    187205    USE pegrid
     
    234252    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pcm_latentrate_av        !< array for averaging plant canopy latent heating rate
    235253    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pcm_transpirationrate_av !< array for averaging plant canopy transpiration rate
     254
     255    TYPE(real_3d) ::  basal_area_density_f    !< input variable for basal area density - resolved vegetation
     256    TYPE(real_3d) ::  leaf_area_density_f     !< input variable for leaf area density - resolved vegetation
     257    TYPE(real_3d) ::  root_area_density_lad_f !< input variable for root area density - resolved vegetation
    236258
    237259    SAVE
     
    831853!> Header output for plant canopy model
    832854!------------------------------------------------------------------------------!
    833     SUBROUTINE pcm_header ( io )
     855 SUBROUTINE pcm_header ( io )
    834856 
    835        CHARACTER (LEN=10) ::  coor_chr            !<
    836 
    837        CHARACTER (LEN=86) ::  coordinates         !<
    838        CHARACTER (LEN=86) ::  gradients           !<
    839        CHARACTER (LEN=86) ::  leaf_area_density   !<
    840        CHARACTER (LEN=86) ::  slices              !<
     857    CHARACTER (LEN=10) ::  coor_chr            !<
     858
     859    CHARACTER (LEN=86) ::  coordinates         !<
     860    CHARACTER (LEN=86) ::  gradients           !<
     861    CHARACTER (LEN=86) ::  leaf_area_density   !<
     862    CHARACTER (LEN=86) ::  slices              !<
    841863 
    842        INTEGER(iwp) :: i                !<
    843        INTEGER(iwp),  INTENT(IN) ::  io !< Unit of the output file
    844        INTEGER(iwp) :: k                !<       
    845    
    846        REAL(wp) ::  canopy_height       !< canopy height (in m)
     864    INTEGER(iwp) :: i                !<
     865    INTEGER(iwp),  INTENT(IN) ::  io !< Unit of the output file
     866    INTEGER(iwp) :: k                !<       
     867 
     868    REAL(wp) ::  canopy_height       !< canopy height (in m)
     869   
     870    canopy_height = zw(pch_index)
     871
     872    WRITE ( io, 1 )  canopy_mode, canopy_height, pch_index,                    &
     873                       canopy_drag_coeff                                       
     874    IF ( passive_scalar )  THEN                                               
     875       WRITE ( io, 2 )  leaf_scalar_exch_coeff,                                &
     876                          leaf_surface_conc
     877    ENDIF
     878
     879!
     880!   Heat flux at the top of vegetation
     881    WRITE ( io, 3 )  cthf
     882
     883!
     884!   Leaf area density profile, calculated either from given vertical
     885!   gradients or from beta probability density function.
     886    IF (  .NOT.  calc_beta_lad_profile )  THEN
     887
     888!      Building output strings, starting with surface value
     889       WRITE ( leaf_area_density, '(F7.4)' )  lad_surface
     890       gradients = '------'
     891       slices = '     0'
     892       coordinates = '   0.0'
     893       DO i = 1, UBOUND(lad_vertical_gradient_level_ind, DIM=1)
     894          IF  ( lad_vertical_gradient_level_ind(i) /= -9999 ) THEN
     895
     896             WRITE (coor_chr,'(F7.2)') lad(lad_vertical_gradient_level_ind(i))
     897             leaf_area_density = TRIM( leaf_area_density ) // ' ' // TRIM( coor_chr )
     898
     899             WRITE (coor_chr,'(F7.2)') lad_vertical_gradient(i)
     900             gradients = TRIM( gradients ) // ' ' // TRIM( coor_chr )
     901
     902             WRITE (coor_chr,'(I7)') lad_vertical_gradient_level_ind(i)
     903             slices = TRIM( slices ) // ' ' // TRIM( coor_chr )
     904
     905             WRITE (coor_chr,'(F7.1)') lad_vertical_gradient_level(i)
     906             coordinates = TRIM( coordinates ) // ' '  // TRIM( coor_chr )
     907          ELSE
     908             EXIT
     909          ENDIF
     910       ENDDO
     911
     912       WRITE ( io, 4 )  TRIM( coordinates ), TRIM( leaf_area_density ),        &
     913                          TRIM( gradients ), TRIM( slices )
     914
     915    ELSE
     916   
     917       WRITE ( leaf_area_density, '(F7.4)' )  lad_surface
     918       coordinates = '   0.0'
    847919       
    848        canopy_height = zw(pch_index)
    849 
    850        WRITE ( io, 1 )  canopy_mode, canopy_height, pch_index,                 &
    851                           canopy_drag_coeff
    852        IF ( passive_scalar )  THEN
    853           WRITE ( io, 2 )  leaf_scalar_exch_coeff,                             &
    854                              leaf_surface_conc
    855        ENDIF
    856 
    857 !
    858 !--    Heat flux at the top of vegetation
    859        WRITE ( io, 3 )  cthf
    860 
    861 !
    862 !--    Leaf area density profile, calculated either from given vertical
    863 !--    gradients or from beta probability density function.
    864        IF (  .NOT.  calc_beta_lad_profile )  THEN
    865 
    866 !--       Building output strings, starting with surface value
    867           WRITE ( leaf_area_density, '(F7.4)' )  lad_surface
    868           gradients = '------'
    869           slices = '     0'
    870           coordinates = '   0.0'
    871           DO i = 1, UBOUND(lad_vertical_gradient_level_ind, DIM=1)
    872              IF  ( lad_vertical_gradient_level_ind(i) /= -9999 ) THEN
    873 
    874                 WRITE (coor_chr,'(F7.2)') lad(lad_vertical_gradient_level_ind(i))
    875                 leaf_area_density = TRIM( leaf_area_density ) // ' ' // TRIM( coor_chr )
    876 
    877                 WRITE (coor_chr,'(F7.2)') lad_vertical_gradient(i)
    878                 gradients = TRIM( gradients ) // ' ' // TRIM( coor_chr )
    879 
    880                 WRITE (coor_chr,'(I7)') lad_vertical_gradient_level_ind(i)
    881                 slices = TRIM( slices ) // ' ' // TRIM( coor_chr )
    882 
    883                 WRITE (coor_chr,'(F7.1)') lad_vertical_gradient_level(i)
    884                 coordinates = TRIM( coordinates ) // ' '  // TRIM( coor_chr )
    885              ELSE
    886                 EXIT
    887              ENDIF
    888           ENDDO
    889 
    890           WRITE ( io, 4 )  TRIM( coordinates ), TRIM( leaf_area_density ),     &
    891                              TRIM( gradients ), TRIM( slices )
    892 
    893        ELSE
    894        
    895           WRITE ( leaf_area_density, '(F7.4)' )  lad_surface
    896           coordinates = '   0.0'
    897          
    898           DO  k = 1, pch_index
    899 
    900              WRITE (coor_chr,'(F7.2)')  lad(k)
    901              leaf_area_density = TRIM( leaf_area_density ) // ' ' //           &
    902                                  TRIM( coor_chr )
    903  
    904              WRITE (coor_chr,'(F7.1)')  zu(k)
    905              coordinates = TRIM( coordinates ) // ' '  // TRIM( coor_chr )
    906 
    907           ENDDO       
    908 
    909           WRITE ( io, 5 ) TRIM( coordinates ), TRIM( leaf_area_density ),      &
    910                           alpha_lad, beta_lad, lai_beta
    911 
    912        ENDIF 
    913 
    914 1 FORMAT (//' Vegetation canopy (drag) model:'/                                &
     920       DO  k = 1, pch_index
     921
     922          WRITE (coor_chr,'(F7.2)')  lad(k)
     923          leaf_area_density = TRIM( leaf_area_density ) // ' ' //              &
     924                              TRIM( coor_chr )                                 
     925                                                                               
     926          WRITE (coor_chr,'(F7.1)')  zu(k)                                     
     927          coordinates = TRIM( coordinates ) // ' '  // TRIM( coor_chr )       
     928                                                                               
     929       ENDDO                                                                   
     930                                                                               
     931       WRITE ( io, 5 ) TRIM( coordinates ), TRIM( leaf_area_density ),         &
     932                       alpha_lad, beta_lad, lai_beta
     933
     934    ENDIF 
     935
     9361   FORMAT (//' Vegetation canopy (drag) model:'/                              &
    915937              ' ------------------------------'//                              &
    916938              ' Canopy mode: ', A /                                            &
    917939              ' Canopy height: ',F6.2,'m (',I4,' grid points)' /               &
    918940              ' Leaf drag coefficient: ',F6.2 /)
    919 2 FORMAT (/ ' Scalar exchange coefficient: ',F6.2 /                            &
     9412   FORMAT (/ ' Scalar exchange coefficient: ',F6.2 /                          &
    920942              ' Scalar concentration at leaf surfaces in kg/m**3: ',F6.2 /)
    921 3 FORMAT (' Predefined constant heatflux at the top of the vegetation: ',F6.2, &
    922           ' K m/s')
    923 4 FORMAT (/ ' Characteristic levels of the leaf area density:'//               &
     9433   FORMAT (' Predefined constant heatflux at the top of the vegetation: ',    &
     944             F6.2, ' K m/s')
     9454   FORMAT (/ ' Characteristic levels of the leaf area density:'//             &
    924946              ' Height:              ',A,'  m'/                                &
    925947              ' Leaf area density:   ',A,'  m**2/m**3'/                        &
    926948              ' Gradient:            ',A,'  m**2/m**4'/                        &
    927949              ' Gridpoint:           ',A)
    928 5 FORMAT (//' Characteristic levels of the leaf area density and coefficients:'&
     9505   FORMAT (//' Characteristic levels of the leaf area density and coefficients:'&
    929951          //  ' Height:              ',A,'  m'/                                &
    930952              ' Leaf area density:   ',A,'  m**2/m**3'/                        &
     
    10681090
    10691091          CASE ( 'read_from_file' )
     1092!
     1093!--          Read plant canopy
     1094             IF ( input_pids_static )  THEN
     1095!
     1096!--             Open the static input file
     1097#if defined( __netcdf )
     1098                CALL open_read_file( TRIM( input_file_static ) //              &
     1099                                     TRIM( coupling_char ),                    &
     1100                                     pids_id )
     1101
     1102                CALL inquire_num_variables( pids_id, num_var_pids )
     1103!
     1104!--             Allocate memory to store variable names and read them
     1105                ALLOCATE( vars_pids(1:num_var_pids) )
     1106                CALL inquire_variable_names( pids_id, vars_pids )
     1107!
     1108!--             Read leaf area density - resolved vegetation
     1109                IF ( check_existence( vars_pids, 'lad' ) )  THEN
     1110                   leaf_area_density_f%from_file = .TRUE.
     1111                   CALL get_attribute( pids_id, char_fill,                     &
     1112                                       leaf_area_density_f%fill,               &
     1113                                       .FALSE., 'lad' )
     1114!
     1115!--                Inquire number of vertical vegetation layer
     1116                   CALL get_dimension_length( pids_id,                         &
     1117                                              leaf_area_density_f%nz,          &
     1118                                              'zlad' )
     1119!
     1120!--                Allocate variable for leaf-area density
     1121                   ALLOCATE( leaf_area_density_f%var                           &
     1122                                                (0:leaf_area_density_f%nz-1,   &
     1123                                                 nys:nyn,nxl:nxr) )
     1124
     1125                   CALL get_variable( pids_id, 'lad', leaf_area_density_f%var, &
     1126                                      nxl, nxr, nys, nyn,                      &
     1127                                      0, leaf_area_density_f%nz-1 )
     1128
     1129                ELSE
     1130                   leaf_area_density_f%from_file = .FALSE.
     1131                ENDIF
     1132!
     1133!--             Read basal area density - resolved vegetation
     1134                IF ( check_existence( vars_pids, 'bad' ) )  THEN
     1135                   basal_area_density_f%from_file = .TRUE.
     1136                   CALL get_attribute( pids_id, char_fill,                     &
     1137                                       basal_area_density_f%fill,              &
     1138                                       .FALSE., 'bad' )
     1139!
     1140!--                Inquire number of vertical vegetation layer
     1141                   CALL get_dimension_length( pids_id,                         &
     1142                                              basal_area_density_f%nz,         &
     1143                                              'zlad' )
     1144!
     1145!--                Allocate variable
     1146                   ALLOCATE( basal_area_density_f%var                          &
     1147                                              (0:basal_area_density_f%nz-1,    &
     1148                                               nys:nyn,nxl:nxr) )
     1149
     1150                   CALL get_variable( pids_id, 'bad', basal_area_density_f%var,&
     1151                                      nxl, nxr, nys, nyn,                      &
     1152                                      0,  basal_area_density_f%nz-1 )
     1153                ELSE
     1154                   basal_area_density_f%from_file = .FALSE.
     1155                ENDIF
     1156!
     1157!--             Read root area density - resolved vegetation
     1158                IF ( check_existence( vars_pids, 'root_area_dens_r' ) )  THEN
     1159                   root_area_density_lad_f%from_file = .TRUE.
     1160                   CALL get_attribute( pids_id, char_fill,                     &
     1161                                       root_area_density_lad_f%fill,           &
     1162                                       .FALSE., 'root_area_dens_r' )
     1163!
     1164!--                Inquire number of vertical soil layers
     1165                   CALL get_dimension_length( pids_id,                         &
     1166                                              root_area_density_lad_f%nz,      &
     1167                                              'zsoil' )
     1168!
     1169!--                Allocate variable
     1170                   ALLOCATE( root_area_density_lad_f%var                       &
     1171                                               (0:root_area_density_lad_f%nz-1,&
     1172                                                nys:nyn,nxl:nxr) )
     1173
     1174                   CALL get_variable( pids_id, 'root_area_dens_r',             &
     1175                                      root_area_density_lad_f%var,             &
     1176                                      nxl, nxr, nys, nyn,                      &
     1177                                      0,  root_area_density_lad_f%nz-1 )
     1178                ELSE
     1179                   root_area_density_lad_f%from_file = .FALSE.
     1180                ENDIF
     1181
     1182                DEALLOCATE( vars_pids )
     1183
     1184             ENDIF
     1185!
     1186!--          Finally, close the input file and deallocate temporary arrays
     1187             CALL close_input_file( pids_id )
     1188#endif
    10701189!
    10711190!--          Initialize LAD with data from file. If LAD is given in NetCDF file,
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.