Home


About us
PALM
PALM-4U
Installation
Release notes
Documentation
Getting Help
Gallery
Developers area

Changeset 4834 for palm


Ignore:
Timestamp:
Jan 7, 2021 10:28:00 AM (4 years ago)
Author:
raasch
Message:

file re-formatted to follow the PALM coding standard

File:
1 edited

Legend:

Unmodified
Added
Removed

  • palm/trunk/SOURCE/nesting_offl_mod.f90

    r4828 r4834  
    11!> @file nesting_offl_mod.f90
    2 !------------------------------------------------------------------------------!
     2!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    33! This file is part of the PALM model system.
    44!
    5 ! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the
    6 ! terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
    7 ! Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later
    8 ! version.
    9 !
    10 ! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
    11 ! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
    12 ! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
    13 !
    14 ! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
    15 ! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
     5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU General
     6! Public License as published by the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
     7! (at your option) any later version.
     8!
     9! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the
     10! implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General
     11! Public License for more details.
     12!
     13! You should have received a copy of the GNU General Public License along with PALM. If not, see
     14! <http://www.gnu.org/licenses/>.
    1615!
    1716! Copyright 1997-2021 Leibniz Universitaet Hannover
    18 !------------------------------------------------------------------------------!
     17!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    1918!
    2019! Current revisions:
    … …  
    2524! -----------------
    2625! $Id$
     26! file re-formatted to follow the PALM coding standard
     27!
     28! 4828 2021-01-05 11:21:41Z Giersch
    2729! Bugfix in obtaining the correct timestamp in case of restart runs
    2830!
    29 ! 4724 2020-10-06 17:20:39Z suehring
     31! 4724 2020-10-06 17:20:39Z suehring $
    3032! - Enable LOD=1 input of boundary conditions
    3133! - Minor bugfix - add missing initialization of the top boundary
    32 ! 
     34!
    3335! 4582 2020-06-29 09:22:11Z suehring
    3436! Remove unused variable
    35 ! 
     37!
    3638! 4581 2020-06-29 08:49:58Z suehring
    37 ! Omit explicit pressure forcing via geostrophic wind components in case of
    38 ! mesoscale nesting.
    39 !
     39! Omit explicit pressure forcing via geostrophic wind components in case of mesoscale nesting.
     40!
    4041! 4561 2020-06-12 07:05:56Z suehring
    4142! Adapt mass-flux correction also for the anelastic approximation
    42 ! 
     43!
    4344! 4561 2020-06-12 07:05:56Z suehring
    4445! use statement for exchange horiz added
    45 ! 
     46!
    4647! 4360 2020-01-07 11:25:50Z suehring
    47 ! Bugfix, time coordinate is relative to origin_time rather than to 00:00:00
    48 ! UTC.
    49 !
     48! Bugfix, time coordinate is relative to origin_time rather than to 00:00:00 UTC.
     49!
    5050! 4346 2019-12-18 11:55:56Z motisi
    51 ! Introduction of wall_flags_total_0, which currently sets bits based on static
    52 ! topography information used in wall_flags_static_0
    53 ! 
     51! Introduction of wall_flags_total_0, which currently sets bits based on static topography
     52! information used in wall_flags_static_0
     53!
    5454! 4329 2019-12-10 15:46:36Z motisi
    5555! Renamed wall_flags_0 to wall_flags_static_0
    56 ! 
     56!
    5757! 4286 2019-10-30 16:01:14Z resler
    5858! Fix wrong checks of time from dynamic driver in nesting_offl_mod
    59 ! 
     59!
    6060! 4273 2019-10-24 13:40:54Z monakurppa
    6161! Add a logical switch nesting_offline_chem
    62 ! 
     62!
    6363! 4270 2019-10-23 10:46:20Z monakurppa
    6464! Implement offline nesting for salsa variables.
    65 ! 
     65!
    6666! 4231 2019-09-12 11:22:00Z suehring
    6767! Bugfix in array deallocation
    68 ! 
     68!
    6969! 4230 2019-09-11 13:58:14Z suehring
    70 ! Update mean chemistry profiles. These are also used for rayleigh damping. 
    71 ! 
     70! Update mean chemistry profiles. These are also used for rayleigh damping.
     71!
    7272! 4227 2019-09-10 18:04:34Z gronemeier
    7373! implement new palm_date_time_mod
    … …  
    7777! - time variable is now relative to time_utc_init
    7878! - Define module specific data type for offline nesting in nesting_offl_mod
    79 ! 
     79!
    8080! 4182 2019-08-22 15:20:23Z scharf
    8181! Corrected "Former revisions" section
    82 ! 
     82!
    8383! 4169 2019-08-19 13:54:35Z suehring
    8484! Additional check added.
    85 ! 
     85!
    8686! 4168 2019-08-16 13:50:17Z suehring
    8787! Replace function get_topography_top_index by topo_top_ind
    88 ! 
     88!
    8989! 4125 2019-07-29 13:31:44Z suehring
    90 ! In order to enable netcdf parallel access, allocate dummy arrays for the
    91 ! lateral boundary data on cores that actually do not belong to these
    92 ! boundaries.
    93 !
     90! In order to enable netcdf parallel access, allocate dummy arrays for the lateral boundary data on
     91! cores that actually do not belong to these boundaries.
     92!
    9493! 4079 2019-07-09 18:04:41Z suehring
    95 ! - Set boundary condition for w at nzt+1 at the lateral boundaries, even
    96 !   though these won't enter the numerical solution. However, due to the mass
    97 !   conservation these values might some up to very large values which will
    98 !   occur in the run-control file
     94! - Set boundary condition for w at nzt+1 at the lateral boundaries, even though these won't enter
     95!   the numerical solution. However, due to the mass conservation these values might some up to very
     96!   large values which will occur in the run-control file
    9997! - Bugfix in offline nesting of chemical species
    10098! - Do not set Neumann conditions for TKE and passive scalar
    101 ! 
     99!
    102100! 4022 2019-06-12 11:52:39Z suehring
    103 ! Detection of boundary-layer depth in stable boundary layer on basis of
    104 ! boundary data improved
     101! Detection of boundary-layer depth in stable boundary layer on basis of boundary data improved
    105102! Routine for boundary-layer depth calculation renamed and made public
    106 ! 
     103!
    107104! 3987 2019-05-22 09:52:13Z kanani
    108105! Introduce alternative switch for debug output during timestepping
    109 ! 
     106!
    110107! 3964 2019-05-09 09:48:32Z suehring
    111 ! Ensure that veloctiy term in calculation of bulk Richardson number does not
    112 ! become zero
    113 !
     108! Ensure that veloctiy term in calculation of bulk Richardson number does not become zero
     109!
    114110! 3937 2019-04-29 15:09:07Z suehring
    115 ! Set boundary conditon on upper-left and upper-south grid point for the u- and
    116 ! v-component, respectively.
    117 ! 
     111! Set boundary conditon on upper-left and upper-south grid point for the u- and v-component,
     112! respectively.
     113!
    118114! 3891 2019-04-12 17:52:01Z suehring
    119 ! Bugfix, do not overwrite lateral and top boundary data in case of restart
    120 ! runs.
    121 !
     115! Bugfix, do not overwrite lateral and top boundary data in case of restart runs.
     116!
    122117! 3885 2019-04-11 11:29:34Z kanani
    123 ! Changes related to global restructuring of location messages and introduction
    124 ! of additional debug messages
    125 !
    126 !
    127 ! Do local data exchange for chemistry variables only when boundary data is 
    128 ! coming from dynamic file
    129 !
     118! Changes related to global restructuring of location messages and introduction of additional debug
     119! messages
     120!
     121!
     122! Do local data exchange for chemistry variables only when boundary data is coming from dynamic file
     123!
    130124! 3737 2019-02-12 16:57:06Z suehring
    131125! Introduce mesoscale nesting for chemical species
    132 ! 
     126!
    133127! 3705 2019-01-29 19:56:39Z suehring
    134128! Formatting adjustments
    135 ! 
     129!
    136130! 3704 2019-01-29 19:51:41Z suehring
    137 ! Check implemented for offline nesting in child domain 
    138 ! 
    139 ! Initial Revision: 
     131! Check implemented for offline nesting in child domain
     132!
     133! Initial Revision:
    140134! - separate offline nesting from large_scale_nudging_mod
    141135! - revise offline nesting, adjust for usage of synthetic turbulence generator
    142 ! - adjust Rayleigh damping depending on the time-depending atmospheric
    143 !   conditions
    144 !
    145 !
     136! - adjust Rayleigh damping depending on the time-depending atmospheric conditions
     137!
     138!
    146139! Description:
    147140! ------------
    148 !> Offline nesting in larger-scale models. Boundary conditions for the simulation
    149 !> are read from NetCDF file and are prescribed onto the respective arrays.
    150 !> Further, a mass-flux correction is performed to maintain the mass balance. 
    151 !--------------------------------------------------------------------------------!
     141!> Offline nesting in larger-scale models. Boundary conditions for the simulation are read from
     142!> NetCDF file and are prescribed onto the respective arrays.
     143!> Further, a mass-flux correction is performed to maintain the mass balance.
     144!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    152145 MODULE nesting_offl_mod
    153146
    154     USE arrays_3d,                                                             &
    155         ONLY:  dzw,                                                            &
    156                e,                                                              &
    157                drho_air_zw,                                                    &
    158                diss,                                                           &
    159                pt,                                                             &
    160                pt_init,                                                        &
    161                q,                                                              &
    162                q_init,                                                         &
    163                rdf,                                                            &
    164                rdf_sc,                                                         &
    165                rho_air,                                                        &
    166                rho_air_zw,                                                     &
    167                s,                                                              &
    168                u,                                                              &
    169                u_init,                                                         &
    170                ug,                                                             &
    171                v,                                                              &
    172                v_init,                                                         &
    173                vg,                                                             &
    174                w,                                                              &
    175                zu,                                                             &
     147    USE arrays_3d,                                                                                 &
     148        ONLY:  diss,                                                                               &
     149               drho_air_zw,                                                                        &
     150               dzw,                                                                                &
     151               e,                                                                                  &
     152               pt,                                                                                 &
     153               pt_init,                                                                            &
     154               q,                                                                                  &
     155               q_init,                                                                             &
     156               rdf,                                                                                &
     157               rdf_sc,                                                                             &
     158               rho_air,                                                                            &
     159               rho_air_zw,                                                                         &
     160               s,                                                                                  &
     161               u,                                                                                  &
     162               u_init,                                                                             &
     163               ug,                                                                                 &
     164               v,                                                                                  &
     165               v_init,                                                                             &
     166               vg,                                                                                 &
     167               w,                                                                                  &
     168               zu,                                                                                 &
    176169               zw
    177170
    178     USE basic_constants_and_equations_mod,                                     &
    179            ONLY:  g,                                                           &
    180                   pi
    181 
    182     USE chem_modules,                                                          &
     171    USE basic_constants_and_equations_mod,                                                         &
     172        ONLY:  g,                                                                                  &
     173               pi
     174
     175    USE chem_modules,                                                                              &
    183176        ONLY:  chem_species, nesting_offline_chem
    184177
    185     USE control_parameters,                                                    &
    186         ONLY:  air_chemistry,                                                  &
    187                bc_dirichlet_l,                                                 &
    188                bc_dirichlet_n,                                                 &
    189                bc_dirichlet_r,                                                 &
    190                bc_dirichlet_s,                                                 &
    191                coupling_char,                                                  &
    192                dt_3d,                                                          &
    193                dz,                                                             &
    194                constant_diffusion,                                             &
    195                child_domain,                                                   &
    196                debug_output_timestep,                                          &
    197                end_time,                                                       &
    198                humidity,                                                       &
    199                initializing_actions,                                           &
    200                message_string,                                                 &
    201                nesting_offline,                                                &
    202                neutral,                                                        &
    203                passive_scalar,                                                 &
    204                rans_mode,                                                      &
    205                rans_tke_e,                                                     &
    206                rayleigh_damping_factor,                                        &
    207                rayleigh_damping_height,                                        &
    208                salsa,                                                          &
    209                spinup_time,                                                    &
    210                time_since_reference_point,                                     &
     178    USE control_parameters,                                                                        &
     179        ONLY:  air_chemistry,                                                                      &
     180               bc_dirichlet_l,                                                                     &
     181               bc_dirichlet_n,                                                                     &
     182               bc_dirichlet_r,                                                                     &
     183               bc_dirichlet_s,                                                                     &
     184               coupling_char,                                                                      &
     185               constant_diffusion,                                                                 &
     186               child_domain,                                                                       &
     187               debug_output_timestep,                                                              &
     188               dt_3d,                                                                              &
     189               dz,                                                                                 &
     190               end_time,                                                                           &
     191               humidity,                                                                           &
     192               initializing_actions,                                                               &
     193               message_string,                                                                     &
     194               nesting_offline,                                                                    &
     195               neutral,                                                                            &
     196               passive_scalar,                                                                     &
     197               rans_mode,                                                                          &
     198               rans_tke_e,                                                                         &
     199               rayleigh_damping_factor,                                                            &
     200               rayleigh_damping_height,                                                            &
     201               salsa,                                                                              &
     202               spinup_time,                                                                        &
     203               time_since_reference_point,                                                         &
    211204               volume_flow
    212205
    213     USE cpulog,                                                                &
    214         ONLY:  cpu_log,                                                        &
    215                log_point,                                                      &
     206    USE cpulog,                                                                                    &
     207        ONLY:  cpu_log,                                                                            &
     208               log_point,                                                                          &
    216209               log_point_s
    217210
    218211    USE grid_variables
    219212
    220     USE indices,                                                               &
    221         ONLY:  nbgp, nx, nxl, nxlg, nxlu, nxr, nxrg, ny, nys,                  &
    222                nysv, nysg, nyn, nyng, nzb, nz, nzt,                            &
    223                topo_top_ind,                                                   &
    224                wall_flags_total_0
     213    USE indices,                                                                                   &
     214        ONLY:  nbgp, nx, nxl, nxlg, nxlu, nxr, nxrg, ny, nys, nysv, nysg, nyn, nyng, nzb, nz, nzt, &
     215               topo_top_ind, wall_flags_total_0
    225216
    226217    USE kinds
    227218
    228     USE netcdf_data_input_mod,                                                 &
    229         ONLY:  char_fill,                                                      &
    230                char_lod,                                                       &
    231                check_existence,                                                &
    232                close_input_file,                                               &
    233                get_attribute,                                                  &
    234                get_dimension_length,                                           &
    235                get_variable,                                                   &
    236                get_variable_pr,                                                &
    237                input_pids_dynamic,                                             &
    238                inquire_num_variables,                                          &
    239                inquire_variable_names,                                         &
    240                input_file_dynamic,                                             &
    241                num_var_pids,                                                   &
    242                open_read_file,                                                 &
     219    USE netcdf_data_input_mod,                                                                     &
     220        ONLY:  char_fill,                                                                          &
     221               char_lod,                                                                           &
     222               check_existence,                                                                    &
     223               close_input_file,                                                                   &
     224               get_attribute,                                                                      &
     225               get_dimension_length,                                                               &
     226               get_variable,                                                                       &
     227               get_variable_pr,                                                                    &
     228               input_pids_dynamic,                                                                 &
     229               inquire_num_variables,                                                              &
     230               inquire_variable_names,                                                             &
     231               input_file_dynamic,                                                                 &
     232               num_var_pids,                                                                       &
     233               open_read_file,                                                                     &
    243234               pids_id
    244235
    245236    USE pegrid
    246237
    247     USE salsa_mod,                                                             &
    248         ONLY:  salsa_nesting_offl_bc,                                          &
    249                salsa_nesting_offl_init,                                        &
     238    USE salsa_mod,                                                                                 &
     239        ONLY:  salsa_nesting_offl_bc,                                                              &
     240               salsa_nesting_offl_init,                                                            &
    250241               salsa_nesting_offl_input
    251242
    … …  
    257248    TYPE nest_offl_type
    258249
    259        CHARACTER(LEN=16) ::  char_l = 'ls_forcing_left_'  !< leading substring for variables at left boundary
    260        CHARACTER(LEN=17) ::  char_n = 'ls_forcing_north_' !< leading substring for variables at north boundary 
    261        CHARACTER(LEN=17) ::  char_r = 'ls_forcing_right_' !< leading substring for variables at right boundary 
    262        CHARACTER(LEN=17) ::  char_s = 'ls_forcing_south_' !< leading substring for variables at south boundary
    263        CHARACTER(LEN=15) ::  char_t = 'ls_forcing_top_'   !< leading substring for variables at top boundary
     250       CHARACTER(LEN=16) ::  char_l = 'ls_forcing_left_'   !< leading substring for variables at left boundary
     251       CHARACTER(LEN=17) ::  char_n = 'ls_forcing_north_'  !< leading substring for variables at north boundary
     252       CHARACTER(LEN=17) ::  char_r = 'ls_forcing_right_'  !< leading substring for variables at right boundary
     253       CHARACTER(LEN=17) ::  char_s = 'ls_forcing_south_'  !< leading substring for variables at south boundary
     254       CHARACTER(LEN=15) ::  char_t = 'ls_forcing_top_'    !< leading substring for variables at top boundary
    264255
    265256       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names         !< list of variable in dynamic input file
    266        CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_l  !< names of mesoscale nested chemistry variables at left boundary
    267        CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_n  !< names of mesoscale nested chemistry variables at north boundary
    268        CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_r  !< names of mesoscale nested chemistry variables at right boundary
    269        CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_s  !< names of mesoscale nested chemistry variables at south boundary
    270        CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_t  !< names of mesoscale nested chemistry variables at top boundary
     257       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_l  !< names of mesoscale nested chemistry variables at left
     258                                                                           !< boundary
     259       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_n  !< names of mesoscale nested chemistry variables at north
     260                                                                           !< boundary
     261       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_r  !< names of mesoscale nested chemistry variables at right
     262                                                                           !< boundary
     263       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_s  !< names of mesoscale nested chemistry variables at south
     264                                                                           !< boundary
     265       CHARACTER(LEN=100), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  var_names_chem_t  !< names of mesoscale nested chemistry variables at top
     266                                                                           !< boundary
    271267
    272268       INTEGER(iwp) ::  lod_east_pt  = 2  !< level-of-detail of input data of potential temperature at the eastern boundary
    … …  
    308304       LOGICAL      ::  init = .FALSE.    !< flag indicating that offline nesting is already initialized
    309305
    310        LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_l !< flags inidicating whether left boundary data for chemistry is in dynamic input file 
    311        LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_n !< flags inidicating whether north boundary data for chemistry is in dynamic input file
    312        LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_r !< flags inidicating whether right boundary data for chemistry is in dynamic input file
    313        LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_s !< flags inidicating whether south boundary data for chemistry is in dynamic input file
    314        LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_t !< flags inidicating whether top boundary data for chemistry is in dynamic input file
    315 
    316        REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  surface_pressure !< time dependent surface pressure
    317        REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  time             !< time levels in dynamic input file
    318        REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zu_atmos         !< vertical levels at scalar grid in dynamic input file
    319        REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zw_atmos         !< vertical levels at w grid in dynamic input file
     306       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_l  !< flags inidicating whether left boundary data for chemistry is in
     307                                                                !< dynamic input file
     308       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_n  !< flags inidicating whether north boundary data for chemistry is in
     309                                                                !< dynamic input file
     310       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_r  !< flags inidicating whether right boundary data for chemistry is in
     311                                                                !< dynamic input file
     312       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_s  !< flags inidicating whether south boundary data for chemistry is in
     313                                                                !< dynamic input file
     314       LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  chem_from_file_t  !< flags inidicating whether top boundary data for chemistry is in
     315                                                                !< dynamic input file
     316
     317       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  surface_pressure  !< time dependent surface pressure
     318       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  time              !< time levels in dynamic input file
     319       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zu_atmos          !< vertical levels at scalar grid in dynamic input file
     320       REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  zw_atmos          !< vertical levels at w grid in dynamic input file
    320321
    321322       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  ug         !< domain-averaged geostrophic component
    322323       REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  vg         !< domain-averaged geostrophic component
    323324
     325       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_l     !< potentital temperautre at left boundary
     326       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_n     !< potentital temperautre at north boundary
     327       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_r     !< potentital temperautre at right boundary
     328       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_s     !< potentital temperautre at south boundary
     329       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_top   !< potentital temperautre at top boundary
    324330       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_l      !< mixing ratio at left boundary
    325331       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_n      !< mixing ratio at north boundary
    … …  
    327333       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_s      !< mixing ratio at south boundary
    328334       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  q_top    !< mixing ratio at top boundary
    329        REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_l     !< potentital temperautre at left boundary
    330        REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_n     !< potentital temperautre at north boundary
    331        REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_r     !< potentital temperautre at right boundary
    332        REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_s     !< potentital temperautre at south boundary
    333        REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  pt_top   !< potentital temperautre at top boundary
    334335       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_l      !< u-component at left boundary
    335336       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  u_n      !< u-component at north boundary
    … …  
    358359    INTEGER(iwp) ::  i_bound     !< boundary grid point in x-direction for scalars, v, and w
    359360    INTEGER(iwp) ::  i_bound_u   !< boundary grid point in x-direction for u
     361    INTEGER(iwp) ::  i_end       !< end index for array allocation along x-direction at norther/southern boundary
    360362    INTEGER(iwp) ::  i_start     !< start index for array allocation along x-direction at norther/southern boundary (scalars, v, w)
    361363    INTEGER(iwp) ::  i_start_u   !< start index for array allocation along x-direction at norther/southern boundary (u)
    362     INTEGER(iwp) ::  i_end       !< end index for array allocation along x-direction at norther/southern boundary
    363364    INTEGER(iwp) ::  j_bound     !< boundary grid point in y-direction for scalars, u, and w
    364365    INTEGER(iwp) ::  j_bound_v   !< boundary grid point in y-direction for v
     366    INTEGER(iwp) ::  j_end       !< end index for array allocation along y-direction at eastern/western boundary
    365367    INTEGER(iwp) ::  j_start     !< start index for array allocation along y-direction at eastern/western boundary (scalars, u, w)
    366368    INTEGER(iwp) ::  j_start_v   !< start index for array allocation along y-direction at eastern/western boundary (v)
    367     INTEGER(iwp) ::  j_end       !< end index for array allocation along y-direction at eastern/western boundary
    368369    INTEGER(iwp) ::  lod         !< level-of-detail of lateral input data
    369370
    370371    REAL(wp) ::  fac_dt              !< interpolation factor
    371     REAL(wp) ::  zi_ribulk = 0.0_wp  !< boundary-layer depth according to bulk Richardson criterion, i.e. the height where Ri_bulk exceeds the critical
    372                                      !< bulk Richardson number of 0.2
    373 
    374     TYPE(nest_offl_type) ::  nest_offl  !< data structure for data input at lateral and top boundaries (provided by Inifor) 
    375    
     372    REAL(wp) ::  zi_ribulk = 0.0_wp  !< boundary-layer depth according to bulk Richardson criterion, i.e. the height where Ri_bulk
     373                                     !< exceeds the critical bulk Richardson number of 0.2
     374
     375    TYPE(nest_offl_type) ::  nest_offl  !< data structure for data input at lateral and top boundaries (provided by Inifor)
     376
    376377    SAVE
    377378    PRIVATE
    378379!
    379380!-- Public subroutines
    380     PUBLIC nesting_offl_bc,                                                    &
    381            nesting_offl_calc_zi,                                               &
    382            nesting_offl_check_parameters,                                      &
    383            nesting_offl_geostrophic_wind,                                      &
    384            nesting_offl_header,                                                &
    385            nesting_offl_init,                                                  &
    386            nesting_offl_input,                                                 &
    387            nesting_offl_interpolation_factor,                                  &
    388            nesting_offl_mass_conservation,                                     &
    389            nesting_offl_parin 
     381    PUBLIC nesting_offl_bc,                                                                        &
     382           nesting_offl_calc_zi,                                                                   &
     383           nesting_offl_check_parameters,                                                          &
     384           nesting_offl_geostrophic_wind,                                                          &
     385           nesting_offl_header,                                                                    &
     386           nesting_offl_init,                                                                      &
     387           nesting_offl_input,                                                                     &
     388           nesting_offl_interpolation_factor,                                                      &
     389           nesting_offl_mass_conservation,                                                         &
     390           nesting_offl_parin
    390391!
    391392!-- Public variables
    392     PUBLIC zi_ribulk   
     393    PUBLIC zi_ribulk
    393394
    394395    INTERFACE nesting_offl_bc
    395396       MODULE PROCEDURE nesting_offl_bc
    396397    END INTERFACE nesting_offl_bc
    397    
     398
    398399    INTERFACE nesting_offl_calc_zi
    399400       MODULE PROCEDURE nesting_offl_calc_zi
    400401    END INTERFACE nesting_offl_calc_zi
    401    
     402
    402403    INTERFACE nesting_offl_check_parameters
    403404       MODULE PROCEDURE nesting_offl_check_parameters
    … …  
    407408       MODULE PROCEDURE nesting_offl_geostrophic_wind
    408409    END INTERFACE nesting_offl_geostrophic_wind
    409    
     410
    410411    INTERFACE nesting_offl_header
    411412       MODULE PROCEDURE nesting_offl_header
    412413    END INTERFACE nesting_offl_header
    413    
     414
    414415    INTERFACE nesting_offl_init
    415416       MODULE PROCEDURE nesting_offl_init
    … …  
    423424       MODULE PROCEDURE nesting_offl_interpolation_factor
    424425    END INTERFACE nesting_offl_interpolation_factor
    425            
     426
    426427    INTERFACE nesting_offl_mass_conservation
    427428       MODULE PROCEDURE nesting_offl_mass_conservation
    428429    END INTERFACE nesting_offl_mass_conservation
    429    
     430
    430431    INTERFACE nesting_offl_parin
    431432       MODULE PROCEDURE nesting_offl_parin
    … …  
    434435 CONTAINS
    435436
    436 !------------------------------------------------------------------------------!
     437!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    437438! Description:
    438439! ------------
    439440!> Reads data at lateral and top boundaries derived from larger-scale model.
    440 !------------------------------------------------------------------------------!
    441     SUBROUTINE nesting_offl_input
    442 
    443        INTEGER(iwp) ::  n   !< running index for chemistry variables
    444 
    445 !
    446 !--    Initialize INIFOR forcing in first call.
    447        IF ( .NOT. nest_offl%init )  THEN
     441!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     442 SUBROUTINE nesting_offl_input
     443
     444    INTEGER(iwp) ::  n   !< running index for chemistry variables
     445
     446!
     447!-- Initialize INIFOR forcing in first call.
     448    IF ( .NOT. nest_offl%init )  THEN
    448449#if defined ( __netcdf )
    449450!
    450 !--       Open file in read-only mode
    451           CALL open_read_file( TRIM( input_file_dynamic ) //                   &
    452                                TRIM( coupling_char ), pids_id )
    453 !
    454 !--       At first, inquire all variable names.
    455           CALL inquire_num_variables( pids_id, num_var_pids )
    456 !
    457 !--       Allocate memory to store variable names.
    458           ALLOCATE( nest_offl%var_names(1:num_var_pids) )
    459           CALL inquire_variable_names( pids_id, nest_offl%var_names )
    460 !
    461 !--       Read time dimension, allocate memory and finally read time array
    462           CALL get_dimension_length( pids_id, nest_offl%nt, 'time' )
    463 
    464           IF ( check_existence( nest_offl%var_names, 'time' ) )  THEN
    465              ALLOCATE( nest_offl%time(0:nest_offl%nt-1) )
    466              CALL get_variable( pids_id, 'time', nest_offl%time )
    467           ENDIF
    468 !
    469 !--       Read vertical dimension of scalar und w grid
    470           CALL get_dimension_length( pids_id, nest_offl%nzu, 'z' )
    471           CALL get_dimension_length( pids_id, nest_offl%nzw, 'zw' )
    472 
    473           IF ( check_existence( nest_offl%var_names, 'z' ) )  THEN
    474              ALLOCATE( nest_offl%zu_atmos(1:nest_offl%nzu) )
    475              CALL get_variable( pids_id, 'z', nest_offl%zu_atmos )
    476           ENDIF
    477           IF ( check_existence( nest_offl%var_names, 'zw' ) )  THEN
    478              ALLOCATE( nest_offl%zw_atmos(1:nest_offl%nzw) )
    479              CALL get_variable( pids_id, 'zw', nest_offl%zw_atmos )
    480           ENDIF
    481 !
    482 !--       Read surface pressure
    483           IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                           &
    484                                 'surface_forcing_surface_pressure' ) )  THEN
    485              ALLOCATE( nest_offl%surface_pressure(0:nest_offl%nt-1) )
    486              CALL get_variable( pids_id,                                       &
    487                                 'surface_forcing_surface_pressure',            &
    488                                 nest_offl%surface_pressure )
    489           ENDIF
    490 !
    491 !--       Close input file
    492           CALL close_input_file( pids_id )
     451!--    Open file in read-only mode
     452       CALL open_read_file( TRIM( input_file_dynamic ) // TRIM( coupling_char ), pids_id )
     453!
     454!--    At first, inquire all variable names.
     455       CALL inquire_num_variables( pids_id, num_var_pids )
     456!
     457!--    Allocate memory to store variable names.
     458       ALLOCATE( nest_offl%var_names(1:num_var_pids) )
     459       CALL inquire_variable_names( pids_id, nest_offl%var_names )
     460!
     461!--    Read time dimension, allocate memory and finally read time array
     462       CALL get_dimension_length( pids_id, nest_offl%nt, 'time' )
     463
     464       IF ( check_existence( nest_offl%var_names, 'time' ) )  THEN
     465          ALLOCATE( nest_offl%time(0:nest_offl%nt-1) )
     466          CALL get_variable( pids_id, 'time', nest_offl%time )
     467       ENDIF
     468!
     469!--    Read vertical dimension of scalar und w grid
     470       CALL get_dimension_length( pids_id, nest_offl%nzu, 'z' )
     471       CALL get_dimension_length( pids_id, nest_offl%nzw, 'zw' )
     472
     473       IF ( check_existence( nest_offl%var_names, 'z' ) )  THEN
     474          ALLOCATE( nest_offl%zu_atmos(1:nest_offl%nzu) )
     475          CALL get_variable( pids_id, 'z', nest_offl%zu_atmos )
     476       ENDIF
     477       IF ( check_existence( nest_offl%var_names, 'zw' ) )  THEN
     478          ALLOCATE( nest_offl%zw_atmos(1:nest_offl%nzw) )
     479          CALL get_variable( pids_id, 'zw', nest_offl%zw_atmos )
     480       ENDIF
     481!
     482!--    Read surface pressure
     483       IF ( check_existence( nest_offl%var_names, 'surface_forcing_surface_pressure' ) )  THEN
     484          ALLOCATE( nest_offl%surface_pressure(0:nest_offl%nt-1) )
     485          CALL get_variable( pids_id, 'surface_forcing_surface_pressure',                          &
     486                             nest_offl%surface_pressure )
     487       ENDIF
     488!
     489!--    Close input file
     490       CALL close_input_file( pids_id )
    493491#endif
    494        ENDIF
    495 !
    496 !--    Check if dynamic driver data input is required.
    497        IF ( nest_offl%time(nest_offl%tind_p) <=                                &
    498             MAX( time_since_reference_point, 0.0_wp)  .OR.                     &
    499             .NOT.  nest_offl%init )  THEN
    500           CONTINUE
    501 !
    502 !--    Return otherwise
    503        ELSE
    504           RETURN
    505        ENDIF
    506 !
    507 !--    Start of CPU measurement
    508        CALL cpu_log( log_point_s(86), 'NetCDF input forcing', 'start' )
    509 !
    510 !--    Obtain time index for current point in time. Note, the time coordinate
    511 !--    in the input file is always relative to the initial time in UTC, i.e.
    512 !--    the time coordinate always starts at 0.0 even if the initial UTC is e.g.
    513 !--    7200.0. Further, since time_since_reference_point is negativ here when
    514 !--    spinup is applied, use MAX function to obtain correct time index.
    515        nest_offl%tind = MINLOC( ABS( nest_offl%time - MAX( time_since_reference_point, 0.0_wp) ),  &
    516                                 DIM = 1 ) - 1
    517 !
    518 !--    Note, in case of restart runs, the time index for the boundary data may indicate a time
    519 !--    in the future. This needs to be checked and corrected.
     492    ENDIF
     493!
     494!-- Check if dynamic driver data input is required.
     495    IF ( nest_offl%time(nest_offl%tind_p) <= MAX( time_since_reference_point, 0.0_wp)  .OR.        &
     496         .NOT.  nest_offl%init )  THEN
     497       CONTINUE
     498!
     499!-- Return otherwise
     500    ELSE
     501       RETURN
     502    ENDIF
     503!
     504!-- Start of CPU measurement
     505    CALL cpu_log( log_point_s(86), 'NetCDF input forcing', 'start' )
     506
     507!
     508!-- Obtain time index for current point in time. Note, the time coordinate in the input file is
     509!-- always relative to the initial time in UTC, i.e. the time coordinate always starts at 0.0 even
     510!-- if the initial UTC is e.g. 7200.0. Further, since time_since_reference_point is negativ here
     511!-- when spinup is applied, use MAX function to obtain correct time index.
     512    nest_offl%tind = MINLOC( ABS( nest_offl%time - MAX( time_since_reference_point, 0.0_wp ) ),    &
     513                             DIM = 1 ) - 1
     514!
     515!--    Note, in case of restart runs, the time index for the boundary data may indicate a time in
     516!--    the future. This needs to be checked and corrected.
    520517       IF ( TRIM( initializing_actions ) == 'read_restart_data'  .AND.                             &
    521518            nest_offl%time(nest_offl%tind) > time_since_reference_point )  THEN
    522519          nest_offl%tind = nest_offl%tind - 1
    523520       ENDIF
    524        nest_offl%tind_p = nest_offl%tind + 1
    525 !
    526 !--    Open file in read-only mode
     521    nest_offl%tind_p = nest_offl%tind + 1
     522!
     523!-- Open file in read-only mode
    527524#if defined ( __netcdf )
    528        CALL open_read_file( TRIM( input_file_dynamic ) //                                          &
    529                             TRIM( coupling_char ), pids_id )
     525    CALL open_read_file( TRIM( input_file_dynamic ) // TRIM( coupling_char ), pids_id )
    530526!
    531527!--    Read geostrophic wind components
    … …  
    537533!        ENDDO
    538534!
    539 !--    Read data at lateral and top boundaries. Please note, at left and
    540 !--    right domain boundary, yz-layers are read for u, v, w, pt and q.
    541 !--    For the v-component, the data starts at nysv, while for the other
    542 !--    quantities the data starts at nys. This is equivalent at the north
    543 !--    and south domain boundary for the u-component (nxlu).
    544 !--    Note, lateral data is also accessed by parallel IO, which is the reason
    545 !--    why different arguments are passed depending on the boundary control
    546 !--    flags. Cores that do not belong to the respective boundary only do
    547 !--    a dummy read with count = 0, just in order to participate the collective
    548 !--    operation. This is because collective parallel access shows better
    549 !--    performance than just a conditional access.
    550 !--    Read data for LOD 2, i.e. time-dependent xz-, yz-, and xy-slices.
    551        IF ( lod == 2 )  THEN
    552           CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_u',                                         &
    553                              nest_offl%u_l,                                                        & ! array to be read
    554                              MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_l),                                     & ! start index y direction
    555                              MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                                     & ! start index z direction
    556                              MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                          & ! start index time dimension
    557                              MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_l),                                 & ! number of elements along y
    558                              MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                             & ! number of elements alogn z
    559                              MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l),                                         & ! number of time steps (2 or 0)
    560                              .TRUE. )                                                                ! parallel IO when compiled accordingly
    561 
    562           CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_v',                                         &
    563                              nest_offl%v_l,                                                        &
    564                              MERGE( nysv, 1, bc_dirichlet_l),                                      &
    565                              MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                                     &
    566                              MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                          &
    567                              MERGE( nyn-nysv+1, 0, bc_dirichlet_l),                                &
    568                              MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                             &
    569                              MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l),                                         &
    570                              .TRUE. )
    571 
    572           CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_w',                                         &
    573                              nest_offl%w_l,                                                        &
     535!-- Read data at lateral and top boundaries. Please note, at left and right domain boundary,
     536!-- yz-layers are read for u, v, w, pt and q.
     537!-- For the v-component, the data starts at nysv, while for the other quantities the data starts at
     538!-- nys. This is equivalent at the north and south domain boundary for the u-component (nxlu).
     539!-- Note, lateral data is also accessed by parallel IO, which is the reason why different arguments
     540!-- are passed depending on the boundary control flags. Cores that do not belong to the respective
     541!-- boundary only do a dummy read with count = 0, just in order to participate the collective
     542!-- operation. This is because collective parallel access shows better performance than just a
     543!-- conditional access.
     544!-- Read data for LOD 2, i.e. time-dependent xz-, yz-, and xy-slices.
     545    IF ( lod == 2 )  THEN
     546       CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_u',                                            &
     547                          nest_offl%u_l,                                                           & ! array to be read
     548                          MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_l),                                        & ! start index y direction
     549                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                                        & ! start index z direction
     550                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                             & ! start index time dimension
     551                          MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_l),                                    & ! number of elements along y
     552                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                                & ! number of elements alogn z
     553                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l),                                            & ! number of time steps (2 or 0)
     554                          .TRUE. )                                                                   ! parallel IO when compiled accordingly
     555
     556       CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_v',                                            &
     557                          nest_offl%v_l,                                                           &
     558                          MERGE( nysv, 1, bc_dirichlet_l),                                         &
     559                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                                        &
     560                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                             &
     561                          MERGE( nyn-nysv+1, 0, bc_dirichlet_l),                                   &
     562                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                                &
     563                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l),                                            &
     564                          .TRUE. )
     565
     566       CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_w',                                            &
     567                          nest_offl%w_l,                                                           &
     568                          MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_l),                                        &
     569                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                                        &
     570                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                             &
     571                          MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_l),                                    &
     572                          MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_l),                                &
     573                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l),                                            &
     574                          .TRUE. )
     575
     576       IF ( .NOT. neutral )  THEN
     577          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_pt',                                        &
     578                             nest_offl%pt_l,                                                       &
    574579                             MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_l),                                     &
    575580                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                                     &
    576581                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                          &
    577582                             MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_l),                                 &
    578                              MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_l),                             &
     583                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                             &
    579584                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l),                                         &
    580                              .TRUE. )   
    581 
    582           IF ( .NOT. neutral )  THEN
    583              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_pt',                                     &
    584                                 nest_offl%pt_l,                                                    &
    585                                 MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_l),                                  &
    586                                 MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                                  &
    587                                 MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                       &
    588                                 MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_l),                              &
    589                                 MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                          &
    590                                 MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l),                                      &
    591                                 .TRUE. )
    592           ENDIF
    593 
    594           IF ( humidity )  THEN
    595              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_qv',                                     &
    596                                 nest_offl%q_l,                                                     &
    597                                 MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_l),                                  &
    598                                 MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                                  &
    599                                 MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                       &
    600                                 MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_l),                              &
    601                                 MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                          &
    602                                 MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l),                                      &
    603                                 .TRUE. )
    604           ENDIF
    605 
    606           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    607              DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_l, 1)
    608                 IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                                         &
    609                                       nest_offl%var_names_chem_l(n) ) )  THEN
    610                    CALL get_variable( pids_id,                                                     &
    611                                       TRIM( nest_offl%var_names_chem_l(n) ),                       &
    612                                       nest_offl%chem_l(:,:,:,n),                                   &
    613                                       MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_l),                            &
    614                                       MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                            &
    615                                       MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                 &
    616                                       MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_l),                        &
    617                                       MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                    &
    618                                       MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l),                                &
    619                                       .TRUE. )
    620                    nest_offl%chem_from_file_l(n) = .TRUE.
    621                 ENDIF
    622              ENDDO
    623           ENDIF
    624 !
    625 !--       Read data for eastern boundary   
    626           CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_u',                                        &
    627                              nest_offl%u_r,                                                        &
     585                             .TRUE. )
     586       ENDIF
     587
     588       IF ( humidity )  THEN
     589          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_qv',                                        &
     590                             nest_offl%q_l,                                                        &
     591                             MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_l),                                     &
     592                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                                     &
     593                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                          &
     594                             MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_l),                                 &
     595                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                             &
     596                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l),                                         &
     597                             .TRUE. )
     598       ENDIF
     599
     600       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     601          DO  n = 1, UBOUND( nest_offl%var_names_chem_l, 1 )
     602             IF ( check_existence( nest_offl%var_names, nest_offl%var_names_chem_l(n) ) )  THEN
     603                CALL get_variable( pids_id,                                                        &
     604                                   TRIM( nest_offl%var_names_chem_l(n) ),                          &
     605                                   nest_offl%chem_l(:,:,:,n),                                      &
     606                                   MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_l),                               &
     607                                   MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                               &
     608                                   MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                    &
     609                                   MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_l),                           &
     610                                   MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                       &
     611                                   MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l),                                   &
     612                                   .TRUE. )
     613                nest_offl%chem_from_file_l(n) = .TRUE.
     614             ENDIF
     615          ENDDO
     616       ENDIF
     617!
     618!--    Read data for eastern boundary
     619       CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_u',                                           &
     620                          nest_offl%u_r,                                                           &
     621                          MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_r),                                        &
     622                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                                        &
     623                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),                             &
     624                          MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_r),                                    &
     625                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),                                &
     626                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r),                                            &
     627                          .TRUE. )
     628
     629       CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_v',                                           &
     630                          nest_offl%v_r,                                                           &
     631                          MERGE( nysv, 1, bc_dirichlet_r),                                         &
     632                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                                        &
     633                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),                             &
     634                          MERGE( nyn-nysv+1, 0, bc_dirichlet_r),                                   &
     635                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),                                &
     636                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r),                                            &
     637                          .TRUE. )
     638
     639       CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_w',                                           &
     640                          nest_offl%w_r,                                                           &
     641                          MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_r),                                        &
     642                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                                        &
     643                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),                             &
     644                          MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_r),                                    &
     645                          MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_r),                                &
     646                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r),                                            &
     647                          .TRUE. )
     648
     649       IF ( .NOT. neutral )  THEN
     650          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_pt',                                       &
     651                             nest_offl%pt_r,                                                       &
    628652                             MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_r),                                     &
    629653                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                                     &
    … …  
    633657                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r),                                         &
    634658                             .TRUE. )
    635 
    636           CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_v',                                        &
    637                              nest_offl%v_r,                                                        &
    638                              MERGE( nysv, 1, bc_dirichlet_r),                                      &
    639                              MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                                     &
    640                              MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),                          &
    641                              MERGE( nyn-nysv+1, 0, bc_dirichlet_r),                                &
    642                              MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),                             &
    643                              MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r),                                         &
    644                              .TRUE. )
    645 
    646           CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_w',                                        &
    647                              nest_offl%w_r,                                                        &
     659       ENDIF
     660
     661       IF ( humidity )  THEN
     662          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_qv',                                       &
     663                             nest_offl%q_r,                                                        &
    648664                             MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_r),                                     &
    649665                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                                     &
    650666                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),                          &
    651667                             MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_r),                                 &
    652                              MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_r),                             &
     668                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),                             &
    653669                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r),                                         &
    654670                             .TRUE. )
    655 
    656           IF ( .NOT. neutral )  THEN
    657              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_pt',                                    &
    658                                 nest_offl%pt_r,                                                    &
    659                                 MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_r),                                  &
    660                                 MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                                  &
    661                                 MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),                       &
    662                                 MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_r),                              &
    663                                 MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),                          &
    664                                 MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r),                                      &
    665                                 .TRUE. )
    666           ENDIF
    667 
    668           IF ( humidity )  THEN
    669              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_qv',                                    &
    670                                 nest_offl%q_r,                                                     &
    671                                 MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_r),                                  &
    672                                 MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                                  &
    673                                 MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),                       &
    674                                 MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_r),                              &
    675                                 MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),                          &
    676                                 MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r),                                      &
    677                                 .TRUE. )
    678           ENDIF
    679 
    680           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    681              DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_r, 1)
    682                 IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                                         &
    683                                       nest_offl%var_names_chem_r(n) ) )  THEN
    684                    CALL get_variable( pids_id,                                                     &
    685                                       TRIM( nest_offl%var_names_chem_r(n) ),                       &
    686                                       nest_offl%chem_r(:,:,:,n),                                   &
    687                                       MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_r),                            &
    688                                       MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                            &
    689                                       MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),                 &
    690                                       MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_r),                        &
    691                                       MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),                    &
    692                                       MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r),                                &
    693                                       .TRUE. )
    694                    nest_offl%chem_from_file_r(n) = .TRUE.
    695                 ENDIF
    696              ENDDO
    697           ENDIF
    698 !
    699 !--       Read data for northern boundary
    700           CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_u',                                        &
    701                              nest_offl%u_n,                                                        &
    702                              MERGE( nxlu, 1, bc_dirichlet_n ),                                     &
    703                              MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n ),                                    &
    704                              MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n ),                         &
    705                              MERGE( nxr-nxlu+1, 0, bc_dirichlet_n ),                               &
    706                              MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n ),                            &
    707                              MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n ),                                        &
    708                              .TRUE. )
    709 
    710           CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_v',                                        &
    711                              nest_offl%v_n,                                                        &
     671       ENDIF
     672
     673       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     674          DO  n = 1, UBOUND( nest_offl%var_names_chem_r, 1 )
     675             IF ( check_existence( nest_offl%var_names, nest_offl%var_names_chem_r(n) ) )  THEN
     676                CALL get_variable( pids_id,                                                        &
     677                                   TRIM( nest_offl%var_names_chem_r(n) ),                          &
     678                                   nest_offl%chem_r(:,:,:,n),                                      &
     679                                   MERGE( nys+1, 1, bc_dirichlet_r),                               &
     680                                   MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                               &
     681                                   MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),                    &
     682                                   MERGE( nyn-nys+1, 0, bc_dirichlet_r),                           &
     683                                   MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),                       &
     684                                   MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r),                                   &
     685                                   .TRUE. )
     686                nest_offl%chem_from_file_r(n) = .TRUE.
     687             ENDIF
     688          ENDDO
     689       ENDIF
     690!
     691!--    Read data for northern boundary
     692       CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_u',                                           &
     693                          nest_offl%u_n,                                                           &
     694                          MERGE( nxlu, 1, bc_dirichlet_n ),                                        &
     695                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n ),                                       &
     696                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n ),                            &
     697                          MERGE( nxr-nxlu+1, 0, bc_dirichlet_n ),                                  &
     698                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n ),                               &
     699                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n ),                                           &
     700                          .TRUE. )
     701
     702       CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_v',                                           &
     703                          nest_offl%v_n,                                                           &
     704                          MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_n ),                                       &
     705                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n ),                                       &
     706                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n ),                            &
     707                          MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_n ),                                   &
     708                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n ),                               &
     709                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n ),                                           &
     710                          .TRUE. )
     711
     712       CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_w',                                           &
     713                          nest_offl%w_n,                                                           &
     714                          MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_n ),                                       &
     715                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n ),                                       &
     716                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n ),                            &
     717                          MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_n ),                                   &
     718                          MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_n ),                               &
     719                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n ),                                           &
     720                          .TRUE. )
     721
     722       IF ( .NOT. neutral )  THEN
     723          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_pt',                                       &
     724                             nest_offl%pt_n,                                                       &
    712725                             MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_n ),                                    &
    713726                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n ),                                    &
    … …  
    717730                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n ),                                        &
    718731                             .TRUE. )
    719 
    720           CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_w',                                        &
    721                              nest_offl%w_n,                                                        &
     732       ENDIF
     733       IF ( humidity )  THEN
     734          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_qv',                                       &
     735                             nest_offl%q_n,                                                        &
    722736                             MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_n ),                                    &
    723737                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n ),                                    &
    724738                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n ),                         &
    725739                             MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_n ),                                &
    726                              MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_n ),                            &
     740                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n ),                            &
    727741                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n ),                                        &
    728742                             .TRUE. )
    729 
    730           IF ( .NOT. neutral )  THEN
    731              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_pt',                                    &
    732                                 nest_offl%pt_n,                                                    &
    733                                 MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_n ),                                 &
    734                                 MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n ),                                 &
    735                                 MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n ),                      &
    736                                 MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_n ),                             &
    737                                 MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n ),                         &
    738                                 MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n ),                                     &
    739                                 .TRUE. )
    740           ENDIF
    741           IF ( humidity )  THEN
    742              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_qv',                                    &
    743                                 nest_offl%q_n,                                                     &
    744                                 MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_n ),                                 &
    745                                 MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n ),                                 &
    746                                 MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n ),                      &
    747                                 MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_n ),                             &
    748                                 MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n ),                         &
    749                                 MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n ),                                     &
    750                                 .TRUE. )
    751           ENDIF
    752 
    753           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    754              DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_n, 1)
    755                 IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                                         &
    756                                       nest_offl%var_names_chem_n(n) ) )  THEN
    757                    CALL get_variable( pids_id,                                                     &
    758                                       TRIM( nest_offl%var_names_chem_n(n) ),                       &
    759                                       nest_offl%chem_n(:,:,:,n),                                   &
    760                                       MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_n ),                           &
    761                                       MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n ),                           &
    762                                       MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n ),                &
    763                                       MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_n ),                       &
    764                                       MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n ),                   &
    765                                       MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n ),                               &
    766                                       .TRUE. )
    767                    nest_offl%chem_from_file_n(n) = .TRUE.
    768                 ENDIF
    769              ENDDO
    770           ENDIF
    771 !
    772 !--       Read data for southern boundary
    773           CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_u',                                        &
    774                              nest_offl%u_s,                                                        &
    775                              MERGE( nxlu, 1, bc_dirichlet_s ),                                     &
    776                              MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s ),                                    &
    777                              MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s ),                         &
    778                              MERGE( nxr-nxlu+1, 0, bc_dirichlet_s ),                               &
    779                              MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s ),                            &
    780                              MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s ),                                        &
    781                              .TRUE. )
    782 
    783           CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_v',                                        &
    784                              nest_offl%v_s,                                                        &
     743       ENDIF
     744
     745       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     746          DO  n = 1, UBOUND( nest_offl%var_names_chem_n, 1 )
     747             IF ( check_existence( nest_offl%var_names, nest_offl%var_names_chem_n(n) ) )  THEN
     748                CALL get_variable( pids_id,                                                        &
     749                                   TRIM( nest_offl%var_names_chem_n(n) ),                          &
     750                                   nest_offl%chem_n(:,:,:,n),                                      &
     751                                   MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_n ),                              &
     752                                   MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n ),                              &
     753                                   MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n ),                   &
     754                                   MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_n ),                          &
     755                                   MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n ),                      &
     756                                   MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n ),                                  &
     757                                   .TRUE. )
     758                nest_offl%chem_from_file_n(n) = .TRUE.
     759             ENDIF
     760          ENDDO
     761       ENDIF
     762!
     763!--    Read data for southern boundary
     764       CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_u',                                           &
     765                          nest_offl%u_s,                                                           &
     766                          MERGE( nxlu, 1, bc_dirichlet_s ),                                        &
     767                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s ),                                       &
     768                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s ),                            &
     769                          MERGE( nxr-nxlu+1, 0, bc_dirichlet_s ),                                  &
     770                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s ),                               &
     771                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s ),                                           &
     772                          .TRUE. )
     773
     774       CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_v',                                           &
     775                          nest_offl%v_s,                                                           &
     776                          MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_s ),                                       &
     777                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s ),                                       &
     778                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s ),                            &
     779                          MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_s ),                                   &
     780                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s ),                               &
     781                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s ),                                           &
     782                          .TRUE. )
     783
     784       CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_w',                                           &
     785                          nest_offl%w_s,                                                           &
     786                          MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_s ),                                       &
     787                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s ),                                       &
     788                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s ),                            &
     789                          MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_s ),                                   &
     790                          MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_s ),                               &
     791                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s ),                                           &
     792                          .TRUE. )
     793
     794       IF ( .NOT. neutral )  THEN
     795          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_pt',                                       &
     796                             nest_offl%pt_s,                                                       &
    785797                             MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_s ),                                    &
    786798                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s ),                                    &
    … …  
    790802                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s ),                                        &
    791803                             .TRUE. )
    792 
    793           CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_w',                                        &
    794                              nest_offl%w_s,                                                        &
     804       ENDIF
     805       IF ( humidity )  THEN
     806          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_qv',                                       &
     807                             nest_offl%q_s,                                                        &
    795808                             MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_s ),                                    &
    796809                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s ),                                    &
    797810                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s ),                         &
    798811                             MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_s ),                                &
    799                              MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_s ),                            &
     812                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s ),                            &
    800813                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s ),                                        &
    801814                             .TRUE. )
    802 
    803           IF ( .NOT. neutral )  THEN
    804              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_pt',                                    &
    805                                 nest_offl%pt_s,                                                    &
    806                                 MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_s ),                                 &
    807                                 MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s ),                                 &
    808                                 MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s ),                      &
    809                                 MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_s ),                             &
    810                                 MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s ),                         &
    811                                 MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s ),                                     &
    812                                 .TRUE. )
    813           ENDIF
    814           IF ( humidity )  THEN
    815              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_qv',                                    &
    816                                 nest_offl%q_s,                                                     &
    817                                 MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_s ),                                 &
    818                                 MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s ),                                 &
    819                                 MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s ),                      &
    820                                 MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_s ),                             &
    821                                 MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s ),                         &
    822                                 MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s ),                                     &
    823                                 .TRUE. )
    824           ENDIF
    825 
    826           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    827              DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_s, 1)
    828                 IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                                         &
    829                                       nest_offl%var_names_chem_s(n) ) )  THEN
    830                    CALL get_variable( pids_id,                                                     &
    831                                       TRIM( nest_offl%var_names_chem_s(n) ),                       &
    832                                       nest_offl%chem_s(:,:,:,n),                                   &
    833                                       MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_s ),                           &
    834                                       MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s ),                           &
    835                                       MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s ),                &
    836                                       MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_s ),                       &
    837                                       MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s ),                   &
    838                                       MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s ),                               &
    839                                       .TRUE. )
    840                    nest_offl%chem_from_file_s(n) = .TRUE.
    841                 ENDIF
    842              ENDDO
    843           ENDIF
    844 !
    845 !--       Top boundary
    846           CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_u',                                          &
    847                              nest_offl%u_top(0:1,nys:nyn,nxlu:nxr),                                &
    848                              nxlu, nys+1, nest_offl%tind+1,                                        &
    849                              nxr-nxlu+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
    850 
    851           CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_v',                                          &
    852                              nest_offl%v_top(0:1,nysv:nyn,nxl:nxr),                                &
    853                              nxl+1, nysv, nest_offl%tind+1,                                        &
    854                              nxr-nxl+1, nyn-nysv+1, 2, .TRUE. )
    855 
    856           CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_w',                                          &
    857                              nest_offl%w_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr),                                 &
     815       ENDIF
     816
     817       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     818          DO  n = 1, UBOUND( nest_offl%var_names_chem_s, 1 )
     819             IF ( check_existence( nest_offl%var_names, nest_offl%var_names_chem_s(n) ) )  THEN
     820                CALL get_variable( pids_id,                                                        &
     821                                   TRIM( nest_offl%var_names_chem_s(n) ),                          &
     822                                   nest_offl%chem_s(:,:,:,n),                                      &
     823                                   MERGE( nxl+1, 1, bc_dirichlet_s ),                              &
     824                                   MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s ),                              &
     825                                   MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s ),                   &
     826                                   MERGE( nxr-nxl+1, 0, bc_dirichlet_s ),                          &
     827                                   MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s ),                      &
     828                                   MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s ),                                  &
     829                                   .TRUE. )
     830                nest_offl%chem_from_file_s(n) = .TRUE.
     831             ENDIF
     832          ENDDO
     833       ENDIF
     834!
     835!--    Top boundary
     836       CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_u',                                             &
     837                          nest_offl%u_top(0:1,nys:nyn,nxlu:nxr),                                   &
     838                          nxlu, nys+1, nest_offl%tind+1,                                           &
     839                          nxr-nxlu+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
     840
     841       CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_v',                                             &
     842                          nest_offl%v_top(0:1,nysv:nyn,nxl:nxr),                                   &
     843                          nxl+1, nysv, nest_offl%tind+1,                                           &
     844                          nxr-nxl+1, nyn-nysv+1, 2, .TRUE. )
     845
     846       CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_w',                                             &
     847                          nest_offl%w_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr),                                    &
     848                          nxl+1, nys+1, nest_offl%tind+1,                                          &
     849                          nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
     850
     851       IF ( .NOT. neutral )  THEN
     852          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_pt',                                         &
     853                             nest_offl%pt_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr),                                &
    858854                             nxl+1, nys+1, nest_offl%tind+1,                                       &
    859855                             nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
    860 
     856       ENDIF
     857       IF ( humidity )  THEN
     858          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_qv',                                         &
     859                             nest_offl%q_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr),                                 &
     860                             nxl+1, nys+1, nest_offl%tind+1,                                       &
     861                             nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
     862       ENDIF
     863
     864       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     865          DO  n = 1, UBOUND( nest_offl%var_names_chem_t, 1 )
     866             IF ( check_existence( nest_offl%var_names, nest_offl%var_names_chem_t(n) ) )  THEN
     867                CALL get_variable( pids_id,                                                        &
     868                                   TRIM( nest_offl%var_names_chem_t(n) ),                          &
     869                                   nest_offl%chem_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr,n),                      &
     870                                   nxl+1, nys+1, nest_offl%tind+1,                                 &
     871                                   nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
     872                nest_offl%chem_from_file_t(n) = .TRUE.
     873             ENDIF
     874          ENDDO
     875       ENDIF
     876!
     877!-- Read data for LOD 1, i.e. time-dependent profiles. In constrast to LOD 2 where the amount of IO
     878!-- is larger, only the respective boundary processes read the data.
     879    ELSE
     880       IF ( bc_dirichlet_l )  THEN
     881          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_u',                                         &
     882                             nest_offl%u_l(0:1,:,1:1),                                             & ! array to be read
     883                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                                     & ! start index z direction
     884                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                          & ! start index time dimension
     885                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                             & ! number of elements along z
     886                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l) )                                          ! number of time steps (2 or 0)
     887          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_v',                                         &
     888                             nest_offl%v_l(0:1,:,1:1),                                             &
     889                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                                     &
     890                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                          &
     891                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                             &
     892                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l) )
     893          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_w',                                         &
     894                             nest_offl%w_l(0:1,:,1:1),                                             &
     895                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                                     &
     896                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                          &
     897                             MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_l),                             &
     898                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l) )
    861899          IF ( .NOT. neutral )  THEN
    862              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_pt',                                      &
    863                                 nest_offl%pt_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr),                             &
    864                                 nxl+1, nys+1, nest_offl%tind+1,                                    &
    865                                 nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
    866           ENDIF
    867           IF ( humidity )  THEN
    868              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_qv',                                      &
    869                                 nest_offl%q_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr),                              &
    870                                 nxl+1, nys+1, nest_offl%tind+1,                                    &
    871                                 nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
    872           ENDIF
    873 
    874           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    875              DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_t, 1)
    876                 IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                                         &
    877                                       nest_offl%var_names_chem_t(n) ) )  THEN
    878                    CALL get_variable( pids_id,                                                     &
    879                                  TRIM( nest_offl%var_names_chem_t(n) ),                            &
    880                                  nest_offl%chem_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr,n),                        &
    881                                  nxl+1, nys+1, nest_offl%tind+1,                                   &
    882                                  nxr-nxl+1, nyn-nys+1, 2, .TRUE. )
    883                    nest_offl%chem_from_file_t(n) = .TRUE.
    884                 ENDIF
    885              ENDDO
    886           ENDIF
    887 !
    888 !--    Read data for LOD 1, i.e. time-dependent profiles. In constrast to LOD 2 where the amount of
    889 !--    IO is larger, only the respective boundary processes read the data.
    890        ELSE
    891           IF ( bc_dirichlet_l )  THEN
    892              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_u',                                      &
    893                                 nest_offl%u_l(0:1,:,1:1),                                          & ! array to be read
    894                                 MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                                  & ! start index z direction
    895                                 MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                       & ! start index time dimension
    896                                 MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                          & ! number of elements along z
    897                                 MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l) )                                       ! number of time steps (2 or 0)
    898              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_v',                                      &
    899                                 nest_offl%v_l(0:1,:,1:1),                                          &
     900             CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_pt',                                     &
     901                                nest_offl%pt_l(0:1,:,1:1),                                         &
    900902                                MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                                  &
    901903                                MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                       &
    902904                                MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                          &
    903905                                MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l) )
    904              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_w',                                      &
    905                                 nest_offl%w_l(0:1,:,1:1),                                          &
     906          ENDIF
     907          IF ( humidity )  THEN
     908             CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_qv',                                     &
     909                                nest_offl%q_l(0:1,:,1:1),                                          &
    906910                                MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                                  &
    907911                                MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                       &
    908                                 MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_l),                          &
     912                                MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                          &
    909913                                MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l) )
    910              IF ( .NOT. neutral )  THEN
    911                 CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_pt',                                  &
    912                                    nest_offl%pt_l(0:1,:,1:1),                                      &
    913                                    MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                               &
    914                                    MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                    &
    915                                    MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                       &
    916                                    MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l) )
    917              ENDIF
    918              IF ( humidity )  THEN
    919                 CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_left_qv',                                  &
    920                                    nest_offl%q_l(0:1,:,1:1),                                       &
    921                                    MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                               &
    922                                    MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                    &
    923                                    MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                       &
    924                                    MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l) )
    925              ENDIF
    926              IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    927                 DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_t, 1)
    928                    IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                                      &
    929                                          nest_offl%var_names_chem_t(n) ) )  THEN
    930                       CALL get_variable( pids_id, TRIM( nest_offl%var_names_chem_t(n) ),           &
    931                                          nest_offl%chem_l(0:1,:,1:1,n),                            &
    932                                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                         &
    933                                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),              &
    934                                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                 &
    935                                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l) )
    936                       nest_offl%chem_from_file_l(n) = .TRUE.
    937                    ENDIF
    938                 ENDDO
    939              ENDIF
    940           ENDIF
    941           IF ( bc_dirichlet_r )  THEN
    942              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_u',                                     &
    943                                 nest_offl%u_r(0:1,:,1:1),                                          &
     914          ENDIF
     915          IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     916             DO  n = 1, UBOUND( nest_offl%var_names_chem_t, 1 )
     917                IF ( check_existence( nest_offl%var_names, nest_offl%var_names_chem_t(n) ) )  THEN
     918                   CALL get_variable( pids_id, TRIM( nest_offl%var_names_chem_t(n) ),              &
     919                                      nest_offl%chem_l(0:1,:,1:1,n),                               &
     920                                      MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_l),                            &
     921                                      MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_l),                 &
     922                                      MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_l),                    &
     923                                      MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_l) )
     924                   nest_offl%chem_from_file_l(n) = .TRUE.
     925                ENDIF
     926             ENDDO
     927          ENDIF
     928       ENDIF
     929       IF ( bc_dirichlet_r )  THEN
     930          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_u',                                        &
     931                             nest_offl%u_r(0:1,:,1:1),                                             &
     932                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                                     &
     933                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),                          &
     934                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),                             &
     935                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r) )
     936          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_v',                                        &
     937                             nest_offl%v_r(0:1,:,1:1),                                             &
     938                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                                     &
     939                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),                          &
     940                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),                             &
     941                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r) )
     942          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_w',                                        &
     943                             nest_offl%w_r(0:1,:,1:1),                                             &
     944                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                                     &
     945                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),                          &
     946                             MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_r),                             &
     947                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r) )
     948          IF ( .NOT. neutral )  THEN
     949             CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_pt',                                    &
     950                                nest_offl%pt_r(0:1,:,1:1),                                         &
    944951                                MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                                  &
    945952                                MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),                       &
    946953                                MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),                          &
    947954                                MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r) )
    948              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_v',                                     &
    949                                 nest_offl%v_r(0:1,:,1:1),                                          &
     955          ENDIF
     956          IF ( humidity )  THEN
     957             CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_qv',                                    &
     958                                nest_offl%q_r(0:1,:,1:1),                                          &
    950959                                MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                                  &
    951960                                MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),                       &
    952961                                MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),                          &
    953962                                MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r) )
    954              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_w',                                     &
    955                                 nest_offl%w_r(0:1,:,1:1),                                          &
    956                                 MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                                  &
    957                                 MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),                       &
    958                                 MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_r),                          &
    959                                 MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r) )
    960              IF ( .NOT. neutral )  THEN
    961                 CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_pt',                                 &
    962                                    nest_offl%pt_r(0:1,:,1:1),                                      &
    963                                    MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                               &
    964                                    MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),                    &
    965                                    MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),                       &
    966                                    MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r) )
    967              ENDIF
    968              IF ( humidity )  THEN
    969                 CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_right_qv',                                 &
    970                                    nest_offl%q_r(0:1,:,1:1),                                       &
    971                                    MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                               &
    972                                    MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),                    &
    973                                    MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),                       &
    974                                    MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r) )
    975              ENDIF
    976              IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    977                 DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_t, 1)
    978                    IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                                      &
    979                                          nest_offl%var_names_chem_t(n) ) )  THEN
    980                       CALL get_variable( pids_id, TRIM( nest_offl%var_names_chem_t(n) ),           &
    981                                          nest_offl%chem_r(0:1,:,1:1,n),                            &
    982                                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                         &
    983                                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),              &
    984                                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),                 &
    985                                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r) )
    986                       nest_offl%chem_from_file_r(n) = .TRUE.
    987                    ENDIF
    988                 ENDDO
    989              ENDIF
    990           ENDIF
    991           IF ( bc_dirichlet_n )  THEN
    992              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_u',                                     &
    993                                 nest_offl%u_n(0:1,:,1:1),                                          &
     963          ENDIF
     964          IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     965             DO  n = 1, UBOUND( nest_offl%var_names_chem_t, 1 )
     966                IF ( check_existence( nest_offl%var_names, nest_offl%var_names_chem_t(n) ) )  THEN
     967                   CALL get_variable( pids_id, TRIM( nest_offl%var_names_chem_t(n) ),              &
     968                                      nest_offl%chem_r(0:1,:,1:1,n),                               &
     969                                      MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_r),                            &
     970                                      MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_r),                 &
     971                                      MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_r),                    &
     972                                      MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_r) )
     973                   nest_offl%chem_from_file_r(n) = .TRUE.
     974                ENDIF
     975             ENDDO
     976          ENDIF
     977       ENDIF
     978       IF ( bc_dirichlet_n )  THEN
     979          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_u',                                        &
     980                             nest_offl%u_n(0:1,:,1:1),                                             &
     981                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n),                                     &
     982                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n),                          &
     983                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n),                             &
     984                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n) )
     985          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_v',                                        &
     986                             nest_offl%v_n(0:1,:,1:1),                                             &
     987                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n),                                     &
     988                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n),                          &
     989                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n),                             &
     990                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n) )
     991          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_w',                                        &
     992                             nest_offl%w_n(0:1,:,1:1),                                             &
     993                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n),                                     &
     994                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n),                          &
     995                             MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_n),                             &
     996                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n) )
     997          IF ( .NOT. neutral )  THEN
     998             CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_pt',                                    &
     999                                nest_offl%pt_n(0:1,:,1:1),                                         &
    9941000                                MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n),                                  &
    9951001                                MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n),                       &
    9961002                                MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n),                          &
    9971003                                MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n) )
    998              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_v',                                     &
    999                                 nest_offl%v_n(0:1,:,1:1),                                          &
     1004          ENDIF
     1005          IF ( humidity )  THEN
     1006             CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_qv',                                    &
     1007                                nest_offl%q_n(0:1,:,1:1),                                          &
    10001008                                MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n),                                  &
    10011009                                MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n),                       &
    10021010                                MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n),                          &
    10031011                                MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n) )
    1004              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_w',                                     &
    1005                                 nest_offl%w_n(0:1,:,1:1),                                          &
    1006                                 MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n),                                  &
    1007                                 MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n),                       &
    1008                                 MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_n),                          &
    1009                                 MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n) )
    1010              IF ( .NOT. neutral )  THEN
    1011                 CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_pt',                                 &
    1012                                    nest_offl%pt_n(0:1,:,1:1),                                      &
    1013                                    MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n),                               &
    1014                                    MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n),                    &
    1015                                    MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n),                       &
    1016                                    MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n) )
    1017              ENDIF
    1018              IF ( humidity )  THEN
    1019                 CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_north_qv',                                 &
    1020                                    nest_offl%q_n(0:1,:,1:1),                                       &
    1021                                    MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n),                               &
    1022                                    MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n),                    &
    1023                                    MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n),                       &
    1024                                    MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n) )
    1025              ENDIF
    1026              IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    1027                 DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_t, 1)
    1028                    IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                                      &
    1029                                          nest_offl%var_names_chem_t(n) ) )  THEN
    1030                       CALL get_variable( pids_id, TRIM( nest_offl%var_names_chem_t(n) ),           &
    1031                                          nest_offl%chem_n(0:1,:,1:1,n),                            &
    1032                                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n),                         &
    1033                                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n),              &
    1034                                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n),                 &
    1035                                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n) )
    1036                       nest_offl%chem_from_file_n(n) = .TRUE.
    1037                    ENDIF
    1038                 ENDDO
    1039              ENDIF
    1040           ENDIF
    1041           IF ( bc_dirichlet_s )  THEN
    1042              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_u',                                     &
    1043                                 nest_offl%u_s(0:1,:,1:1),                                          &
     1012          ENDIF
     1013          IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     1014             DO  n = 1, UBOUND( nest_offl%var_names_chem_t, 1 )
     1015                IF ( check_existence( nest_offl%var_names, nest_offl%var_names_chem_t(n) ) )  THEN
     1016                   CALL get_variable( pids_id, TRIM( nest_offl%var_names_chem_t(n) ),              &
     1017                                      nest_offl%chem_n(0:1,:,1:1,n),                               &
     1018                                      MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_n),                            &
     1019                                      MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_n),                 &
     1020                                      MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_n),                    &
     1021                                      MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_n) )
     1022                   nest_offl%chem_from_file_n(n) = .TRUE.
     1023                ENDIF
     1024             ENDDO
     1025          ENDIF
     1026       ENDIF
     1027       IF ( bc_dirichlet_s )  THEN
     1028          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_u',                                        &
     1029                             nest_offl%u_s(0:1,:,1:1),                                             &
     1030                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s),                                     &
     1031                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s),                          &
     1032                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s),                             &
     1033                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s) )
     1034          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_v',                                        &
     1035                             nest_offl%v_s(0:1,:,1:1),                                             &
     1036                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s),                                     &
     1037                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s),                          &
     1038                             MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s),                             &
     1039                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s) )
     1040          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_w',                                        &
     1041                             nest_offl%w_s(0:1,:,1:1),                                             &
     1042                             MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s),                                     &
     1043                             MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s),                          &
     1044                             MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_s),                             &
     1045                             MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s) )
     1046          IF ( .NOT. neutral )  THEN
     1047             CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_pt',                                    &
     1048                                nest_offl%pt_s(0:1,:,1:1),                                         &
    10441049                                MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s),                                  &
    10451050                                MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s),                       &
    10461051                                MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s),                          &
    10471052                                MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s) )
    1048              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_v',                                     &
    1049                                 nest_offl%v_s(0:1,:,1:1),                                          &
     1053          ENDIF
     1054          IF ( humidity )  THEN
     1055             CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_qv',                                    &
     1056                                nest_offl%q_s(0:1,:,1:1),                                          &
    10501057                                MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s),                                  &
    10511058                                MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s),                       &
    10521059                                MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s),                          &
    10531060                                MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s) )
    1054              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_w',                                     &
    1055                                 nest_offl%w_s(0:1,:,1:1),                                          &
    1056                                 MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s),                                  &
    1057                                 MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s),                       &
    1058                                 MERGE( nest_offl%nzw, 0, bc_dirichlet_s),                          &
    1059                                 MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s) )
    1060              IF ( .NOT. neutral )  THEN
    1061                 CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_pt',                                 &
    1062                                    nest_offl%pt_s(0:1,:,1:1),                                      &
    1063                                    MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s),                               &
    1064                                    MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s),                    &
    1065                                    MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s),                       &
    1066                                    MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s) )
    1067              ENDIF
    1068              IF ( humidity )  THEN
    1069                 CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_south_qv',                                 &
    1070                                    nest_offl%q_s(0:1,:,1:1),                                       &
    1071                                    MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s),                               &
    1072                                    MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s),                    &
    1073                                    MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s),                       &
    1074                                    MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s) )
    1075              ENDIF
    1076              IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    1077                 DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_t, 1)
    1078                    IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                                      &
    1079                                          nest_offl%var_names_chem_t(n) ) )  THEN
    1080                       CALL get_variable( pids_id, TRIM( nest_offl%var_names_chem_t(n) ),           &
    1081                                          nest_offl%chem_s(0:1,:,1:1,n),                            &
    1082                                          MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s),                         &
    1083                                          MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s),              &
    1084                                          MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s),                 &
    1085                                          MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s) )
    1086                       nest_offl%chem_from_file_s(n) = .TRUE.
    1087                    ENDIF
    1088                 ENDDO
    1089              ENDIF
    1090           ENDIF
    1091 !
    1092 !--       Read top boundary data, which is actually only a scalar value in the LOD 1 case.
    1093           CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_u',                                          &
    1094                              nest_offl%u_top(0:1,1,1),                                             & ! array to be read
    1095                              nest_offl%tind+1,                                                     & ! start index in time
    1096                              2 )                                                                     ! number of elements to be read
    1097           CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_v',                                          &
    1098                              nest_offl%v_top(0:1,1,1),                                             &
     1061          ENDIF
     1062          IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     1063             DO  n = 1, UBOUND( nest_offl%var_names_chem_t, 1 )
     1064                IF ( check_existence( nest_offl%var_names, nest_offl%var_names_chem_t(n) ) )  THEN
     1065                   CALL get_variable( pids_id, TRIM( nest_offl%var_names_chem_t(n) ),              &
     1066                                      nest_offl%chem_s(0:1,:,1:1,n),                               &
     1067                                      MERGE( nzb+1, 1, bc_dirichlet_s),                            &
     1068                                      MERGE( nest_offl%tind+1, 1, bc_dirichlet_s),                 &
     1069                                      MERGE( nest_offl%nzu, 0, bc_dirichlet_s),                    &
     1070                                      MERGE( 2, 0, bc_dirichlet_s) )
     1071                   nest_offl%chem_from_file_s(n) = .TRUE.
     1072                ENDIF
     1073             ENDDO
     1074          ENDIF
     1075       ENDIF
     1076!
     1077!--    Read top boundary data, which is actually only a scalar value in the LOD 1 case.
     1078       CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_u',                                             &
     1079                          nest_offl%u_top(0:1,1,1),                                                & ! array to be read
     1080                          nest_offl%tind+1,                                                        & ! start index in time
     1081                          2 )                                                                        ! number of elements to be read
     1082       CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_v',                                             &
     1083                          nest_offl%v_top(0:1,1,1),                                                &
     1084                          nest_offl%tind+1,                                                        &
     1085                          2 )
     1086       CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_w',                                             &
     1087                          nest_offl%w_top(0:1,1,1),                                                &
     1088                          nest_offl%tind+1,                                                        &
     1089                          2 )
     1090       IF ( .NOT. neutral )  THEN
     1091          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_pt',                                         &
     1092                             nest_offl%pt_top(0:1,1,1),                                            &
    10991093                             nest_offl%tind+1,                                                     &
    11001094                             2 )
    1101           CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_w',                                          &
    1102                              nest_offl%w_top(0:1,1,1),                                             &
     1095       ENDIF
     1096       IF ( humidity )  THEN
     1097          CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_qv',                                         &
     1098                             nest_offl%q_top(0:1,1,1),                                             &
    11031099                             nest_offl%tind+1,                                                     &
    11041100                             2 )
    1105           IF ( .NOT. neutral )  THEN
    1106              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_pt',                                      &
    1107                                 nest_offl%pt_top(0:1,1,1),                                         &
    1108                                 nest_offl%tind+1,                                                  &
    1109                                 2 )
    1110           ENDIF
    1111           IF ( humidity )  THEN
    1112              CALL get_variable( pids_id, 'ls_forcing_top_qv',                                      &
    1113                                 nest_offl%q_top(0:1,1,1),                                          &
    1114                                 nest_offl%tind+1,                                                  &
    1115                                 2 )
    1116           ENDIF
    1117           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    1118              DO  n = 1, UBOUND(nest_offl%var_names_chem_t, 1)
    1119                 IF ( check_existence( nest_offl%var_names,                                         &
    1120                                       nest_offl%var_names_chem_t(n) ) )  THEN
    1121                    CALL get_variable( pids_id, TRIM( nest_offl%var_names_chem_t(n) ),              &
    1122                                       nest_offl%chem_top(0:1,1,1,n),                               &
    1123                                       nest_offl%tind+1,                                            &
    1124                                       2 )
    1125                    nest_offl%chem_from_file_t(n) = .TRUE.
    1126                 ENDIF
    1127              ENDDO
    1128           ENDIF
    1129        ENDIF
    1130 
    1131 
    1132 !
    1133 !--    Close input file
    1134        CALL close_input_file( pids_id )
     1101       ENDIF
     1102       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     1103          DO  n = 1, UBOUND( nest_offl%var_names_chem_t, 1 )
     1104             IF ( check_existence( nest_offl%var_names, nest_offl%var_names_chem_t(n) ) )  THEN
     1105                CALL get_variable( pids_id, TRIM( nest_offl%var_names_chem_t(n) ),                 &
     1106                                   nest_offl%chem_top(0:1,1,1,n),                                  &
     1107                                   nest_offl%tind+1,                                               &
     1108                                   2 )
     1109                nest_offl%chem_from_file_t(n) = .TRUE.
     1110             ENDIF
     1111          ENDDO
     1112       ENDIF
     1113    ENDIF
     1114
     1115
     1116!
     1117!-- Close input file
     1118    CALL close_input_file( pids_id )
    11351119#endif
    11361120!
    1137 !--    Set control flag to indicate that boundary data has been initially
    1138 !--    input.
    1139        nest_offl%init = .TRUE.
    1140 !
    1141 !--    Call offline nesting for salsa
    1142        IF ( salsa )  CALL salsa_nesting_offl_input
    1143 !
    1144 !--    End of CPU measurement
    1145        CALL cpu_log( log_point_s(86), 'NetCDF input forcing', 'stop' )
    1146 
    1147     END SUBROUTINE nesting_offl_input
    1148 
    1149 
    1150 !------------------------------------------------------------------------------!
     1121!-- Set control flag to indicate that boundary data has been initially input.
     1122    nest_offl%init = .TRUE.
     1123!
     1124!-- Call offline nesting for salsa
     1125    IF ( salsa )  CALL salsa_nesting_offl_input
     1126!
     1127!-- End of CPU measurement
     1128    CALL cpu_log( log_point_s(86), 'NetCDF input forcing', 'stop' )
     1129
     1130 END SUBROUTINE nesting_offl_input
     1131
     1132
     1133!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    11511134! Description:
    11521135! ------------
    1153 !> In this subroutine a constant mass within the model domain is guaranteed.
    1154 !> Larger-scale models may be based on a compressible equation system, which is
    1155 !> not consistent with PALMs incompressible equation system. In order to avoid
    1156 !> a decrease or increase of mass during the simulation, non-divergent flow
    1157 !> through the lateral and top boundaries is compensated by the vertical wind
    1158 !> component at the top boundary.
    1159 !------------------------------------------------------------------------------!
    1160     SUBROUTINE nesting_offl_mass_conservation
    1161 
    1162        INTEGER(iwp) ::  i !< grid index in x-direction
    1163        INTEGER(iwp) ::  j !< grid index in y-direction
    1164        INTEGER(iwp) ::  k !< grid index in z-direction
    1165 
    1166        REAL(wp) ::  d_area_t                        !< inverse of the total area of the horizontal model domain
    1167        REAL(wp) ::  w_correct                       !< vertical velocity increment required to compensate non-divergent flow through the boundaries
    1168        REAL(wp), DIMENSION(1:3) ::  volume_flow_l   !< local volume flow
    1169 
    1170 
    1171        IF ( debug_output_timestep )  CALL debug_message( 'nesting_offl_mass_conservation', 'start' )
    1172 
    1173        CALL  cpu_log( log_point(58), 'offline nesting', 'start' )
    1174        
    1175        volume_flow   = 0.0_wp
    1176        volume_flow_l = 0.0_wp
    1177 
    1178        d_area_t = 1.0_wp / ( ( nx + 1 ) * dx * ( ny + 1 ) * dy )
    1179 
    1180        IF ( bc_dirichlet_l )  THEN
    1181           i = nxl
     1136!> In this subroutine a constant mass within the model domain is guaranteed.
     1137!> Larger-scale models may be based on a compressible equation system, which is not consistent with
     1138!> PALMs incompressible equation system. In order to avoid a decrease or increase of mass during the
     1139!> simulation, non-divergent flow through the lateral and top boundaries is compensated by the
     1140!> vertical wind component at the top boundary.
     1141!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     1142 SUBROUTINE nesting_offl_mass_conservation
     1143
     1144    INTEGER(iwp) ::  i  !< grid index in x-direction
     1145    INTEGER(iwp) ::  j  !< grid index in y-direction
     1146    INTEGER(iwp) ::  k  !< grid index in z-direction
     1147
     1148    REAL(wp) ::  d_area_t   !< inverse of the total area of the horizontal model domain
     1149    REAL(wp) ::  w_correct  !< vertical velocity increment required to compensate non-divergent flow through the boundaries
     1150
     1151    REAL(wp), DIMENSION(1:3) ::  volume_flow_l   !< local volume flow
     1152
     1153
     1154    IF ( debug_output_timestep )  CALL debug_message( 'nesting_offl_mass_conservation', 'start' )
     1155
     1156    CALL  cpu_log( log_point(58), 'offline nesting', 'start' )
     1157
     1158    volume_flow   = 0.0_wp
     1159    volume_flow_l = 0.0_wp
     1160
     1161    d_area_t = 1.0_wp / ( ( nx + 1 ) * dx * ( ny + 1 ) * dy )
     1162
     1163    IF ( bc_dirichlet_l )  THEN
     1164       i = nxl
     1165       DO  j = nys, nyn
     1166          DO  k = nzb+1, nzt
     1167             volume_flow_l(1) = volume_flow_l(1) + u(k,j,i) * dzw(k) * dy * rho_air(k)             &
     1168                                * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i), 1 ) )
     1169          ENDDO
     1170       ENDDO
     1171    ENDIF
     1172    IF ( bc_dirichlet_r )  THEN
     1173       i = nxr+1
     1174       DO  j = nys, nyn
     1175          DO  k = nzb+1, nzt
     1176             volume_flow_l(1) = volume_flow_l(1) - u(k,j,i) * dzw(k) * dy * rho_air(k)             &
     1177                                * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i), 1 ) )
     1178          ENDDO
     1179       ENDDO
     1180    ENDIF
     1181    IF ( bc_dirichlet_s )  THEN
     1182       j = nys
     1183       DO  i = nxl, nxr
     1184          DO  k = nzb+1, nzt
     1185             volume_flow_l(2) = volume_flow_l(2) + v(k,j,i) * dzw(k) * dx * rho_air(k)             &
     1186                                * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i), 2 ) )
     1187          ENDDO
     1188       ENDDO
     1189    ENDIF
     1190    IF ( bc_dirichlet_n )  THEN
     1191       j = nyn+1
     1192       DO  i = nxl, nxr
     1193          DO  k = nzb+1, nzt
     1194             volume_flow_l(2) = volume_flow_l(2) - v(k,j,i) * dzw(k) * dx * rho_air(k)             &
     1195                                * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i), 2 ) )
     1196          ENDDO
     1197       ENDDO
     1198    ENDIF
     1199!
     1200!-- Top boundary
     1201    k = nzt
     1202    DO  i = nxl, nxr
     1203       DO  j = nys, nyn
     1204          volume_flow_l(3) = volume_flow_l(3) - rho_air_zw(k) * w(k,j,i) * dx * dy
     1205       ENDDO
     1206    ENDDO
     1207
     1208#if defined( __parallel )
     1209    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
     1210    CALL MPI_ALLREDUCE( volume_flow_l, volume_flow, 3, MPI_REAL, MPI_SUM, comm2d, ierr )
     1211#else
     1212    volume_flow = volume_flow_l
     1213#endif
     1214
     1215    w_correct = SUM( volume_flow ) * d_area_t * drho_air_zw(nzt)
     1216
     1217    DO  i = nxl, nxr
     1218       DO  j = nys, nyn
     1219          DO  k = nzt, nzt + 1
     1220             w(k,j,i) = w(k,j,i) + w_correct                                                       &
     1221                                   * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i), 3 ) )
     1222          ENDDO
     1223       ENDDO
     1224    ENDDO
     1225
     1226    CALL  cpu_log( log_point(58), 'offline nesting', 'stop' )
     1227
     1228    IF ( debug_output_timestep )  CALL debug_message( 'nesting_offl_mass_conservation', 'end' )
     1229
     1230 END SUBROUTINE nesting_offl_mass_conservation
     1231
     1232
     1233!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     1234! Description:
     1235! ------------
     1236!> Set the lateral and top boundary conditions in case the PALM domain is nested offline in a
     1237!> mesoscale model. Further, average boundary data and determine mean profiles, further used for
     1238!> correct damping in the sponge layer.
     1239!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     1240 SUBROUTINE nesting_offl_bc
     1241
     1242    USE exchange_horiz_mod,                                                                        &
     1243        ONLY:  exchange_horiz
     1244
     1245    INTEGER(iwp) ::  i  !< running index x-direction
     1246    INTEGER(iwp) ::  j  !< running index y-direction
     1247    INTEGER(iwp) ::  k  !< running index z-direction
     1248    INTEGER(iwp) ::  n  !< running index for chemical species
     1249
     1250    REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  pt_ref    !< reference profile for potential temperature
     1251    REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  pt_ref_l  !< reference profile for potential temperature on subdomain
     1252    REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  q_ref     !< reference profile for mixing ratio
     1253    REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  q_ref_l   !< reference profile for mixing ratio on subdomain
     1254    REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  u_ref     !< reference profile for u-component
     1255    REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  u_ref_l   !< reference profile for u-component on subdomain
     1256    REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  v_ref     !< reference profile for v-component
     1257    REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  v_ref_l   !< reference profile for v-component on subdomain
     1258    REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  var_1d    !< pre-interpolated profile for LOD1 mode
     1259
     1260    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  ref_chem    !< reference profile for chemical species
     1261    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  ref_chem_l  !< reference profile for chemical species on subdomain
     1262
     1263    IF ( debug_output_timestep )  CALL debug_message( 'nesting_offl_bc', 'start' )
     1264
     1265    CALL  cpu_log( log_point(58), 'offline nesting', 'start' )
     1266!
     1267!-- Initialize mean profiles, derived from boundary data, to zero.
     1268    pt_ref   = 0.0_wp
     1269    q_ref    = 0.0_wp
     1270    u_ref    = 0.0_wp
     1271    v_ref    = 0.0_wp
     1272
     1273    pt_ref_l = 0.0_wp
     1274    q_ref_l  = 0.0_wp
     1275    u_ref_l  = 0.0_wp
     1276    v_ref_l  = 0.0_wp
     1277!
     1278!-- If required, allocate temporary arrays to compute chemistry mean profiles
     1279    IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     1280       ALLOCATE( ref_chem(nzb:nzt+1,1:UBOUND( chem_species, 1 ) )   )
     1281       ALLOCATE( ref_chem_l(nzb:nzt+1,1:UBOUND( chem_species, 1 ) ) )
     1282       ref_chem   = 0.0_wp
     1283       ref_chem_l = 0.0_wp
     1284    ENDIF
     1285!
     1286!-- Set boundary conditions of u-, v-, w-component, as well as q, and pt.
     1287!-- Note, boundary values at the left boundary: i=-1 (v,w,pt,q) and i=0 (u), at the right boundary:
     1288!-- i=nxr+1 (all), at the south boundary: j=-1 (u,w,pt,q) and j=0 (v), at the north boundary:
     1289!-- j=nyn+1 (all).
     1290!-- Please note, at the left (for u) and south (for v) boundary, values for u and v are set also at
     1291!-- i/j=-1, since these values are used in boundary_conditions() to restore prognostic values.
     1292!-- Further, sum up data to calculate mean profiles from boundary data, used for Rayleigh damping.
     1293    IF ( bc_dirichlet_l  )  THEN
     1294!
     1295!--    u-component
     1296       IF ( lod == 2 )  THEN
    11821297          DO  j = nys, nyn
    11831298             DO  k = nzb+1, nzt
    1184                 volume_flow_l(1) = volume_flow_l(1) + u(k,j,i) * dzw(k) * dy   &
    1185                                                                * rho_air(k)    &
    1186                                      * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                  &
    1187                                               BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i), 1 ) )
    1188              ENDDO
    1189           ENDDO
    1190        ENDIF
    1191        IF ( bc_dirichlet_r )  THEN
    1192           i = nxr+1
     1299                u(k,j,i_bound_u) = interpolate_in_time( nest_offl%u_l(0,k,j),                      &
     1300                                                        nest_offl%u_l(1,k,j),                      &
     1301                                                        fac_dt ) *                                 &
     1302                                   MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                          &
     1303                                          BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i_bound_u), 1 ) )
     1304             ENDDO
     1305             u(:,j,i_bound_u-1) = u(:,j,i_bound_u)
     1306             u_ref_l(nzb+1:nzt) = u_ref_l(nzb+1:nzt) + u(nzb+1:nzt,j,i_bound_u)
     1307          ENDDO
     1308       ELSE
     1309!
     1310!--       Pre-interpolate profile before mapping onto the boundaries.
     1311          DO  k = nzb+1, nzt
     1312             var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%u_l(0,k,1),                                &
     1313                                              nest_offl%u_l(1,k,1),                                &
     1314                                              fac_dt )
     1315          ENDDO
    11931316          DO  j = nys, nyn
     1317             u(nzb+1:nzt,j,i_bound_u) = var_1d(nzb+1:nzt) *                                        &
     1318                                     MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                        &
     1319                                            BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt,j,i_bound_u), 1 ) )
     1320             u(:,j,i_bound_u-1) = u(:,j,i_bound_u)
     1321             u_ref_l(nzb+1:nzt) = u_ref_l(nzb+1:nzt) + u(nzb+1:nzt,j,i_bound_u)
     1322          ENDDO
     1323       ENDIF
     1324!
     1325!--    w-component
     1326       IF ( lod == 2 )  THEN
     1327          DO  j = nys, nyn
     1328             DO  k = nzb+1, nzt-1
     1329                w(k,j,i_bound) = interpolate_in_time( nest_offl%w_l(0,k,j),                        &
     1330                                                      nest_offl%w_l(1,k,j),                        &
     1331                                                      fac_dt ) *                                   &
     1332                                 MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                            &
     1333                                        BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i_bound), 3 ) )
     1334             ENDDO
     1335             w(nzt,j,i_bound) = w(nzt-1,j,i_bound)
     1336          ENDDO
     1337       ELSE
     1338          DO  k = nzb+1, nzt-1
     1339             var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%w_l(0,k,1),                                &
     1340                                              nest_offl%w_l(1,k,1),                                &
     1341                                              fac_dt )
     1342          ENDDO
     1343          DO  j = nys, nyn
     1344             w(nzb+1:nzt-1,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt-1) *                                      &
     1345                                      MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                       &
     1346                                             BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt-1,j,i_bound), 3 ) )
     1347             w(nzt,j,i_bound) = w(nzt-1,j,i_bound)
     1348          ENDDO
     1349       ENDIF
     1350!
     1351!--    v-component
     1352       IF ( lod == 2 )  THEN
     1353          DO  j = nysv, nyn
    11941354             DO  k = nzb+1, nzt
    1195                 volume_flow_l(1) = volume_flow_l(1) - u(k,j,i) * dzw(k) * dy   &
    1196                                                                * rho_air(k)    &
    1197                                      * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                  &
    1198                                               BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i), 1 ) )
    1199              ENDDO
    1200           ENDDO
    1201        ENDIF
    1202        IF ( bc_dirichlet_s )  THEN
    1203           j = nys
    1204           DO  i = nxl, nxr
    1205              DO  k = nzb+1, nzt
    1206                 volume_flow_l(2) = volume_flow_l(2) + v(k,j,i) * dzw(k) * dx   &
    1207                                                                * rho_air(k)    &
    1208                                      * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                  &
    1209                                               BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i), 2 ) )
    1210              ENDDO
    1211           ENDDO
    1212        ENDIF
    1213        IF ( bc_dirichlet_n )  THEN
    1214           j = nyn+1
    1215           DO  i = nxl, nxr
    1216              DO  k = nzb+1, nzt
    1217                 volume_flow_l(2) = volume_flow_l(2) - v(k,j,i) * dzw(k) * dx   &
    1218                                                                * rho_air(k)    &
    1219                                      * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                  &
    1220                                               BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i), 2 ) )
    1221              ENDDO
    1222           ENDDO
    1223        ENDIF
    1224 !
    1225 !--    Top boundary
    1226        k = nzt
    1227        DO  i = nxl, nxr
    1228           DO  j = nys, nyn
    1229              volume_flow_l(3) = volume_flow_l(3) - rho_air_zw(k) * w(k,j,i) * dx * dy
    1230           ENDDO
    1231        ENDDO
    1232 
    1233 #if defined( __parallel )
    1234        IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
    1235        CALL MPI_ALLREDUCE( volume_flow_l, volume_flow, 3, MPI_REAL, MPI_SUM,   &
    1236                            comm2d, ierr )
    1237 #else
    1238        volume_flow = volume_flow_l
    1239 #endif
    1240 
    1241        w_correct = SUM( volume_flow ) * d_area_t * drho_air_zw(nzt)
    1242 
    1243        DO  i = nxl, nxr
    1244           DO  j = nys, nyn
    1245              DO  k = nzt, nzt + 1
    1246                 w(k,j,i) = w(k,j,i) + w_correct                                &
    1247                                     * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                   &
    1248                                              BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i), 3 ) )
    1249              ENDDO
    1250           ENDDO
    1251        ENDDO
    1252        
    1253        CALL  cpu_log( log_point(58), 'offline nesting', 'stop' )
    1254 
    1255        IF ( debug_output_timestep )  CALL debug_message( 'nesting_offl_mass_conservation', 'end' )
    1256 
    1257     END SUBROUTINE nesting_offl_mass_conservation
    1258 
    1259 
    1260 !------------------------------------------------------------------------------!
    1261 ! Description:
    1262 ! ------------
    1263 !> Set the lateral and top boundary conditions in case the PALM domain is
    1264 !> nested offline in a mesoscale model. Further, average boundary data and
    1265 !> determine mean profiles, further used for correct damping in the sponge
    1266 !> layer.
    1267 !------------------------------------------------------------------------------!
    1268     SUBROUTINE nesting_offl_bc
    1269 
    1270        USE exchange_horiz_mod,                                                    &
    1271            ONLY:  exchange_horiz
    1272 
    1273        INTEGER(iwp) ::  i !< running index x-direction
    1274        INTEGER(iwp) ::  j !< running index y-direction
    1275        INTEGER(iwp) ::  k !< running index z-direction
    1276        INTEGER(iwp) ::  n !< running index for chemical species
    1277 
    1278        REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  pt_ref   !< reference profile for potential temperature
    1279        REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  pt_ref_l !< reference profile for potential temperature on subdomain
    1280        REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  q_ref    !< reference profile for mixing ratio
    1281        REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  q_ref_l  !< reference profile for mixing ratio on subdomain
    1282        REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  u_ref    !< reference profile for u-component
    1283        REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  u_ref_l  !< reference profile for u-component on subdomain
    1284        REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  v_ref    !< reference profile for v-component
    1285        REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  v_ref_l  !< reference profile for v-component on subdomain
    1286        REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  var_1d   !< pre-interpolated profile for LOD1 mode
    1287 
    1288        REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  ref_chem   !< reference profile for chemical species
    1289        REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  ref_chem_l !< reference profile for chemical species on subdomain
    1290 
    1291        IF ( debug_output_timestep )  CALL debug_message( 'nesting_offl_bc', 'start' )
    1292 
    1293        CALL  cpu_log( log_point(58), 'offline nesting', 'start' )
    1294 !
    1295 !--    Initialize mean profiles, derived from boundary data, to zero.
    1296        pt_ref   = 0.0_wp
    1297        q_ref    = 0.0_wp
    1298        u_ref    = 0.0_wp
    1299        v_ref    = 0.0_wp
    1300 
    1301        pt_ref_l = 0.0_wp
    1302        q_ref_l  = 0.0_wp
    1303        u_ref_l  = 0.0_wp
    1304        v_ref_l  = 0.0_wp
    1305 !
    1306 !--    If required, allocate temporary arrays to compute chemistry mean profiles
    1307        IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    1308           ALLOCATE( ref_chem(nzb:nzt+1,1:UBOUND( chem_species, 1 ) )   )
    1309           ALLOCATE( ref_chem_l(nzb:nzt+1,1:UBOUND( chem_species, 1 ) ) )
    1310           ref_chem   = 0.0_wp
    1311           ref_chem_l = 0.0_wp
    1312        ENDIF
    1313 !
    1314 !--    Set boundary conditions of u-, v-, w-component, as well as q, and pt.
    1315 !--    Note, boundary values at the left boundary: i=-1 (v,w,pt,q) and
    1316 !--    i=0 (u), at the right boundary: i=nxr+1 (all), at the south boundary:
    1317 !--    j=-1 (u,w,pt,q) and j=0 (v), at the north boundary: j=nyn+1 (all).
    1318 !--    Please note, at the left (for u) and south (for v) boundary, values
    1319 !--    for u and v are set also at i/j=-1, since these values are used in
    1320 !--    boundary_conditions() to restore prognostic values.
    1321 !--    Further, sum up data to calculate mean profiles from boundary data,
    1322 !--    used for Rayleigh damping.
    1323        IF ( bc_dirichlet_l  )  THEN
    1324 !
    1325 !--       u-component
     1355                v(k,j,i_bound) = interpolate_in_time( nest_offl%v_l(0,k,j),                        &
     1356                                                      nest_offl%v_l(1,k,j),                        &
     1357                                                      fac_dt ) *                                   &
     1358                                 MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                            &
     1359                                        BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i_bound), 2 ) )
     1360             ENDDO
     1361             v_ref_l(nzb+1:nzt) = v_ref_l(nzb+1:nzt) + v(nzb+1:nzt,j,i_bound)
     1362          ENDDO
     1363       ELSE
     1364          DO  k = nzb+1, nzt
     1365             var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%v_l(0,k,1),                                &
     1366                                              nest_offl%v_l(1,k,1),                                &
     1367                                              fac_dt )
     1368          ENDDO
     1369          DO  j = nysv, nyn
     1370             v(nzb+1:nzt,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt) *                                          &
     1371                                      MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                       &
     1372                                             BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt,j,i_bound), 2 ) )
     1373             v_ref_l(nzb+1:nzt) = v_ref_l(nzb+1:nzt) + v(nzb+1:nzt,j,i_bound)
     1374          ENDDO
     1375       ENDIF
     1376!
     1377!--    Potential temperature
     1378       IF ( .NOT. neutral )  THEN
    13261379          IF ( lod == 2 )  THEN
    13271380             DO  j = nys, nyn
    13281381                DO  k = nzb+1, nzt
    1329                    u(k,j,i_bound_u) = interpolate_in_time( nest_offl%u_l(0,k,j),                   &
    1330                                                            nest_offl%u_l(1,k,j),                   &
    1331                                                            fac_dt ) *                              &
    1332                                       MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                       &
    1333                                              BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i_bound_u), 1 ) )
     1382                   pt(k,j,i_bound) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_l(0,k,j),                   &
     1383                                                          nest_offl%pt_l(1,k,j),                   &
     1384                                                          fac_dt )
    13341385                ENDDO
    1335                 u(:,j,i_bound_u-1) = u(:,j,i_bound_u)
    1336                 u_ref_l(nzb+1:nzt) = u_ref_l(nzb+1:nzt) + u(nzb+1:nzt,j,i_bound_u)
     1386                pt_ref_l(nzb+1:nzt) = pt_ref_l(nzb+1:nzt) + pt(nzb+1:nzt,j,i_bound)
    13371387             ENDDO
    13381388          ELSE
    1339 !
    1340 !--          Pre-interpolate profile before mapping onto the boundaries.
    13411389             DO  k = nzb+1, nzt
    1342                 var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%u_l(0,k,1),                             &
    1343                                                  nest_offl%u_l(1,k,1),                             &
     1390                var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_l(0,k,1),                            &
     1391                                                 nest_offl%pt_l(1,k,1),                            &
    13441392                                                 fac_dt )
    13451393             ENDDO
    13461394             DO  j = nys, nyn
    1347                 u(nzb+1:nzt,j,i_bound_u) = var_1d(nzb+1:nzt) *                                     &
    1348                                      MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                        &
    1349                                             BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt,j,i_bound_u), 1 ) )
    1350                 u(:,j,i_bound_u-1) = u(:,j,i_bound_u)
    1351                 u_ref_l(nzb+1:nzt) = u_ref_l(nzb+1:nzt) + u(nzb+1:nzt,j,i_bound_u)
    1352              ENDDO
    1353           ENDIF
    1354 !
    1355 !--       w-component
     1395                pt(nzb+1:nzt,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt)
     1396                pt_ref_l(nzb+1:nzt)     = pt_ref_l(nzb+1:nzt) + pt(nzb+1:nzt,j,i_bound)
     1397             ENDDO
     1398          ENDIF
     1399       ENDIF
     1400!
     1401!--    Humidity
     1402       IF ( humidity )  THEN
    13561403          IF ( lod == 2 )  THEN
    13571404             DO  j = nys, nyn
    1358                 DO  k = nzb+1, nzt-1
    1359                    w(k,j,i_bound) = interpolate_in_time( nest_offl%w_l(0,k,j),                     &
    1360                                                          nest_offl%w_l(1,k,j),                     &
    1361                                                          fac_dt ) *                                &
    1362                                     MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                         &
    1363                                            BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i_bound), 3 ) )
     1405                DO  k = nzb+1, nzt
     1406                   q(k,j,i_bound) = interpolate_in_time( nest_offl%q_l(0,k,j),                     &
     1407                                                         nest_offl%q_l(1,k,j),                     &
     1408                                                         fac_dt )
    13641409                ENDDO
    1365                 w(nzt,j,i_bound) = w(nzt-1,j,i_bound)
    1366              ENDDO
    1367           ELSE
    1368              DO  k = nzb+1, nzt-1
    1369                 var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%w_l(0,k,1),                             &
    1370                                                  nest_offl%w_l(1,k,1),                             &
    1371                                                  fac_dt )
    1372              ENDDO
    1373              DO  j = nys, nyn
    1374                 w(nzb+1:nzt-1,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt-1) *                                   &
    1375                                       MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                       &
    1376                                              BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt-1,j,i_bound), 3 ) )
    1377                 w(nzt,j,i_bound) = w(nzt-1,j,i_bound)
    1378              ENDDO
    1379           ENDIF
    1380 !
    1381 !--       v-component
    1382           IF ( lod == 2 )  THEN
    1383              DO  j = nysv, nyn
    1384                 DO  k = nzb+1, nzt
    1385                    v(k,j,i_bound) = interpolate_in_time( nest_offl%v_l(0,k,j),                     &
    1386                                                          nest_offl%v_l(1,k,j),                     &
    1387                                                          fac_dt ) *                                &
    1388                                     MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                         &
    1389                                            BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i_bound), 2 ) )
    1390                 ENDDO
    1391                 v_ref_l(nzb+1:nzt) = v_ref_l(nzb+1:nzt) + v(nzb+1:nzt,j,i_bound)
     1410                q_ref_l(nzb+1:nzt) = q_ref_l(nzb+1:nzt) + q(nzb+1:nzt,j,i_bound)
    13921411             ENDDO
    13931412          ELSE
    13941413             DO  k = nzb+1, nzt
    1395                 var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%v_l(0,k,1),                             &
    1396                                                  nest_offl%v_l(1,k,1),                             &
     1414                var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%q_l(0,k,1),                             &
     1415                                                 nest_offl%q_l(1,k,1),                             &
    13971416                                                 fac_dt )
    13981417             ENDDO
    1399              DO  j = nysv, nyn
    1400                 v(nzb+1:nzt,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt) *                                       &
    1401                                       MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                       &
    1402                                              BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt,j,i_bound), 2 ) )
    1403                 v_ref_l(nzb+1:nzt) = v_ref_l(nzb+1:nzt) + v(nzb+1:nzt,j,i_bound)
    1404              ENDDO
    1405           ENDIF
    1406 !
    1407 !--       potential temperature
    1408           IF ( .NOT. neutral )  THEN
    1409              IF ( lod == 2 )  THEN
    1410                 DO  j = nys, nyn
    1411                    DO  k = nzb+1, nzt
    1412                       pt(k,j,i_bound) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_l(0,k,j),                &
    1413                                                              nest_offl%pt_l(1,k,j),                &
    1414                                                              fac_dt )
    1415                    ENDDO
    1416                    pt_ref_l(nzb+1:nzt) = pt_ref_l(nzb+1:nzt) + pt(nzb+1:nzt,j,i_bound)
    1417                 ENDDO
    1418              ELSE
    1419                 DO  k = nzb+1, nzt
    1420                    var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_l(0,k,1),                         &
    1421                                                     nest_offl%pt_l(1,k,1),                         &
    1422                                                     fac_dt )
    1423                 ENDDO
    1424                 DO  j = nys, nyn
    1425                    pt(nzb+1:nzt,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt)
    1426                    pt_ref_l(nzb+1:nzt)     = pt_ref_l(nzb+1:nzt) + pt(nzb+1:nzt,j,i_bound)
    1427                 ENDDO
    1428              ENDIF
    1429           ENDIF
    1430 !
    1431 !--       humidity
    1432           IF ( humidity )  THEN
    1433              IF ( lod == 2 )  THEN
    1434                 DO  j = nys, nyn
    1435                    DO  k = nzb+1, nzt
    1436                       q(k,j,i_bound) = interpolate_in_time( nest_offl%q_l(0,k,j),                  &
    1437                                                             nest_offl%q_l(1,k,j),                  &
    1438                                                             fac_dt )
    1439                    ENDDO
    1440                    q_ref_l(nzb+1:nzt) = q_ref_l(nzb+1:nzt) + q(nzb+1:nzt,j,i_bound)
    1441                 ENDDO
    1442              ELSE
    1443                 DO  k = nzb+1, nzt
    1444                    var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%q_l(0,k,1),                          &
    1445                                                     nest_offl%q_l(1,k,1),                          &
    1446                                                     fac_dt )
    1447                 ENDDO
    1448                 DO  j = nys, nyn
    1449                    q(nzb+1:nzt,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt)
    1450                    q_ref_l(nzb+1:nzt)     = q_ref_l(nzb+1:nzt) + q(nzb+1:nzt,j,i_bound)
    1451                 ENDDO
    1452              ENDIF
    1453           ENDIF
    1454 !
    1455 !--       chemistry
    1456           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    1457              DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
    1458                 IF ( nest_offl%chem_from_file_l(n) )  THEN
    1459                    IF ( lod == 2 )  THEN
    1460                       DO  j = nys, nyn
    1461                          DO  k = nzb+1, nzt
    1462                             chem_species(n)%conc(k,j,i_bound) = interpolate_in_time(               &
     1418             DO  j = nys, nyn
     1419                q(nzb+1:nzt,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt)
     1420                q_ref_l(nzb+1:nzt)     = q_ref_l(nzb+1:nzt) + q(nzb+1:nzt,j,i_bound)
     1421             ENDDO
     1422          ENDIF
     1423       ENDIF
     1424!
     1425!--    Chemistry
     1426       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     1427          DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
     1428             IF ( nest_offl%chem_from_file_l(n) )  THEN
     1429                IF ( lod == 2 )  THEN
     1430                   DO  j = nys, nyn
     1431                      DO  k = nzb+1, nzt
     1432                         chem_species(n)%conc(k,j,i_bound) = interpolate_in_time(                  &
    14631433                                                                        nest_offl%chem_l(0,k,j,n), &
    14641434                                                                        nest_offl%chem_l(1,k,j,n), &
    14651435                                                                        fac_dt                   )
    1466                          ENDDO
    1467                          ref_chem_l(nzb+1:nzt,n) = ref_chem_l(nzb+1:nzt,n)                         &
    1468                                             + chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j,i_bound)
    14691436                      ENDDO
    1470                    ELSE
    1471                       DO  k = nzb+1, nzt
    1472                          var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%chem_l(0,k,1,n),               &
    1473                                                           nest_offl%chem_l(1,k,1,n),               &
    1474                                                           fac_dt )
    1475                       ENDDO
    1476                       DO  j = nys, nyn
    1477                          chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt)
    1478                          ref_chem_l(nzb+1:nzt,n) = ref_chem_l(nzb+1:nzt,n)                         &
    1479                                                  + chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j,i_bound)
    1480                       ENDDO
    1481                    ENDIF
     1437                      ref_chem_l(nzb+1:nzt,n) = ref_chem_l(nzb+1:nzt,n)                            &
     1438                                                + chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j,i_bound)
     1439                   ENDDO
     1440                ELSE
     1441                   DO  k = nzb+1, nzt
     1442                      var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%chem_l(0,k,1,n),                  &
     1443                                                       nest_offl%chem_l(1,k,1,n),                  &
     1444                                                       fac_dt )
     1445                   ENDDO
     1446                   DO  j = nys, nyn
     1447                      chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt)
     1448                      ref_chem_l(nzb+1:nzt,n) = ref_chem_l(nzb+1:nzt,n)                            &
     1449                                                + chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j,i_bound)
     1450                   ENDDO
    14821451                ENDIF
    1483              ENDDO
    1484           ENDIF
    1485 
    1486        ENDIF
    1487 
    1488        IF ( bc_dirichlet_r  )  THEN
    1489 !
    1490 !--       u-component
     1452             ENDIF
     1453          ENDDO
     1454       ENDIF
     1455
     1456    ENDIF
     1457
     1458    IF ( bc_dirichlet_r  )  THEN
     1459!
     1460!--    u-component
     1461       IF ( lod == 2 )  THEN
     1462          DO  j = nys, nyn
     1463             DO  k = nzb+1, nzt
     1464                u(k,j,i_bound_u) = interpolate_in_time( nest_offl%u_r(0,k,j),                      &
     1465                                                        nest_offl%u_r(1,k,j),                      &
     1466                                                        fac_dt ) *                                 &
     1467                                   MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                          &
     1468                                          BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i_bound_u), 1 ) )
     1469             ENDDO
     1470             u_ref_l(nzb+1:nzt) = u_ref_l(nzb+1:nzt) + u(nzb+1:nzt,j,i_bound_u)
     1471          ENDDO
     1472       ELSE
     1473          DO  k = nzb+1, nzt
     1474             var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%u_r(0,k,1),                                &
     1475                                              nest_offl%u_r(1,k,1),                                &
     1476                                              fac_dt )
     1477          ENDDO
     1478          DO  j = nys, nyn
     1479             u(nzb+1:nzt,j,i_bound_u) = var_1d(nzb+1:nzt) *                                        &
     1480                                      MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                       &
     1481                                             BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt,j,i_bound_u), 1 ) )
     1482             u_ref_l(nzb+1:nzt)       = u_ref_l(nzb+1:nzt) + u(nzb+1:nzt,j,i_bound_u)
     1483          ENDDO
     1484       ENDIF
     1485!
     1486!--    w-component
     1487       IF ( lod == 2 )  THEN
     1488          DO  j = nys, nyn
     1489             DO  k = nzb+1, nzt-1
     1490                w(k,j,i_bound) = interpolate_in_time( nest_offl%w_r(0,k,j),                        &
     1491                                                      nest_offl%w_r(1,k,j),                        &
     1492                                                      fac_dt ) *                                   &
     1493                                 MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                            &
     1494                                        BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i_bound), 3 ) )
     1495             ENDDO
     1496             w(nzt,j,i_bound) = w(nzt-1,j,i_bound)
     1497          ENDDO
     1498       ELSE
     1499          DO  k = nzb+1, nzt-1
     1500             var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%w_r(0,k,1),                                &
     1501                                              nest_offl%w_r(1,k,1),                                &
     1502                                              fac_dt )
     1503          ENDDO
     1504          DO  j = nys, nyn
     1505             w(nzb+1:nzt-1,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt-1) *                                      &
     1506                                  MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                           &
     1507                                         BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt-1,j,i_bound), 3 ) )
     1508             w(nzt,j,i_bound) = w(nzt-1,j,i_bound)
     1509          ENDDO
     1510       ENDIF
     1511!
     1512!--    v-component
     1513       IF ( lod == 2 )  THEN
     1514          DO  j = nysv, nyn
     1515             DO  k = nzb+1, nzt
     1516                v(k,j,i_bound) = interpolate_in_time( nest_offl%v_r(0,k,j),                        &
     1517                                                      nest_offl%v_r(1,k,j),                        &
     1518                                                      fac_dt ) *                                   &
     1519                                 MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                            &
     1520                                        BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i_bound), 2 ) )
     1521             ENDDO
     1522             v_ref_l(nzb+1:nzt) = v_ref_l(nzb+1:nzt) + v(nzb+1:nzt,j,i_bound)
     1523          ENDDO
     1524       ELSE
     1525          DO  k = nzb+1, nzt
     1526             var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%v_r(0,k,1),                                &
     1527                                              nest_offl%v_r(1,k,1),                                &
     1528                                              fac_dt )
     1529          ENDDO
     1530          DO  j = nysv, nyn
     1531             v(nzb+1:nzt,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt) *                                          &
     1532                                    MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                         &
     1533                                           BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt,j,i_bound), 2 ) )
     1534             v_ref_l(nzb+1:nzt)     = v_ref_l(nzb+1:nzt) + v(nzb+1:nzt,j,i_bound)
     1535          ENDDO
     1536       ENDIF
     1537!
     1538!--    Potential temperature
     1539       IF ( .NOT. neutral )  THEN
    14911540          IF ( lod == 2 )  THEN
    14921541             DO  j = nys, nyn
    14931542                DO  k = nzb+1, nzt
    1494                    u(k,j,i_bound_u) = interpolate_in_time( nest_offl%u_r(0,k,j),                   &
    1495                                                            nest_offl%u_r(1,k,j),                   &
    1496                                                            fac_dt ) *                              &
    1497                                       MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                       &
    1498                                              BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i_bound_u), 1 ) )
     1543                   pt(k,j,i_bound) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_r(0,k,j),                   &
     1544                                                          nest_offl%pt_r(1,k,j),                   &
     1545                                                          fac_dt )
    14991546                ENDDO
    1500                 u_ref_l(nzb+1:nzt) = u_ref_l(nzb+1:nzt) + u(nzb+1:nzt,j,i_bound_u)
     1547                pt_ref_l(nzb+1:nzt) = pt_ref_l(nzb+1:nzt) + pt(nzb+1:nzt,j,i_bound)
    15011548             ENDDO
    15021549          ELSE
    15031550             DO  k = nzb+1, nzt
    1504                 var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%u_r(0,k,1),                             &
    1505                                                  nest_offl%u_r(1,k,1),                             &
     1551                var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_r(0,k,1),                            &
     1552                                                 nest_offl%pt_r(1,k,1),                            &
    15061553                                                 fac_dt )
    15071554             ENDDO
    15081555             DO  j = nys, nyn
    1509                 u(nzb+1:nzt,j,i_bound_u) = var_1d(nzb+1:nzt) *                                     &
    1510                                       MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                       &
    1511                                              BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt,j,i_bound_u), 1 ) )
    1512                 u_ref_l(nzb+1:nzt)       = u_ref_l(nzb+1:nzt) + u(nzb+1:nzt,j,i_bound_u)
    1513              ENDDO
    1514           ENDIF
    1515 !
    1516 !--       w-component
     1556                pt(nzb+1:nzt,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt)
     1557                pt_ref_l(nzb+1:nzt)     = pt_ref_l(nzb+1:nzt) + pt(nzb+1:nzt,j,i_bound)
     1558             ENDDO
     1559          ENDIF
     1560       ENDIF
     1561!
     1562!--    Humidity
     1563       IF ( humidity )  THEN
    15171564          IF ( lod == 2 )  THEN
    15181565             DO  j = nys, nyn
    1519                 DO  k = nzb+1, nzt-1
    1520                    w(k,j,i_bound) = interpolate_in_time( nest_offl%w_r(0,k,j),                     &
    1521                                                          nest_offl%w_r(1,k,j),                     &
    1522                                                          fac_dt ) *                                &
    1523                                     MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                         &
    1524                                            BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i_bound), 3 ) )
     1566                DO  k = nzb+1, nzt
     1567                   q(k,j,i_bound) = interpolate_in_time( nest_offl%q_r(0,k,j),                     &
     1568                                                         nest_offl%q_r(1,k,j),                     &
     1569                                                         fac_dt )
    15251570                ENDDO
    1526                 w(nzt,j,i_bound) = w(nzt-1,j,i_bound)
    1527              ENDDO
    1528           ELSE
    1529              DO  k = nzb+1, nzt-1
    1530                 var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%w_r(0,k,1),                             &
    1531                                                  nest_offl%w_r(1,k,1),                             &
    1532                                                  fac_dt )
    1533              ENDDO
    1534              DO  j = nys, nyn
    1535                 w(nzb+1:nzt-1,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt-1) *                                   &
    1536                                      MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                        &
    1537                                             BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt-1,j,i_bound), 3 ) )
    1538                 w(nzt,j,i_bound) = w(nzt-1,j,i_bound)
    1539              ENDDO
    1540           ENDIF
    1541 !
    1542 !--       v-component
    1543           IF ( lod == 2 )  THEN
    1544              DO  j = nysv, nyn
    1545                 DO  k = nzb+1, nzt
    1546                    v(k,j,i_bound) = interpolate_in_time( nest_offl%v_r(0,k,j),                     &
    1547                                                          nest_offl%v_r(1,k,j),                     &
    1548                                                          fac_dt ) *                                &
    1549                                     MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                         &
    1550                                            BTEST( wall_flags_total_0(k,j,i_bound), 2 ) )
    1551                 ENDDO
    1552                 v_ref_l(nzb+1:nzt) = v_ref_l(nzb+1:nzt) + v(nzb+1:nzt,j,i_bound)
     1571                q_ref_l(nzb+1:nzt) = q_ref_l(nzb+1:nzt) + q(nzb+1:nzt,j,i_bound)
    15531572             ENDDO
    15541573          ELSE
    15551574             DO  k = nzb+1, nzt
    1556                 var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%v_r(0,k,1),                             &
    1557                                                  nest_offl%v_r(1,k,1),                             &
     1575                var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%q_r(0,k,1),                             &
     1576                                                 nest_offl%q_r(1,k,1),                             &
    15581577                                                 fac_dt )
    15591578             ENDDO
    1560              DO  j = nysv, nyn
    1561                 v(nzb+1:nzt,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt) *                                       &
    1562                                        MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                      &
    1563                                               BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt,j,i_bound), 2 ) )
    1564                 v_ref_l(nzb+1:nzt)     = v_ref_l(nzb+1:nzt) + v(nzb+1:nzt,j,i_bound)
    1565              ENDDO
    1566           ENDIF
    1567 !
    1568 !--       potential temperature
    1569           IF ( .NOT. neutral )  THEN
    1570              IF ( lod == 2 )  THEN
    1571                 DO  j = nys, nyn
    1572                    DO  k = nzb+1, nzt
    1573                       pt(k,j,i_bound) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_r(0,k,j),                &
    1574                                                              nest_offl%pt_r(1,k,j),                &
    1575                                                              fac_dt )
    1576                    ENDDO
    1577                    pt_ref_l(nzb+1:nzt) = pt_ref_l(nzb+1:nzt) + pt(nzb+1:nzt,j,i_bound)
    1578                 ENDDO
    1579              ELSE
    1580                 DO  k = nzb+1, nzt
    1581                    var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_r(0,k,1),                         &
    1582                                                     nest_offl%pt_r(1,k,1),                         &
    1583                                                     fac_dt )
    1584                 ENDDO
    1585                 DO  j = nys, nyn
    1586                    pt(nzb+1:nzt,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt)
    1587                    pt_ref_l(nzb+1:nzt)     = pt_ref_l(nzb+1:nzt) + pt(nzb+1:nzt,j,i_bound)
    1588                 ENDDO
    1589              ENDIF
    1590           ENDIF
    1591 !
    1592 !--       humidity
    1593           IF ( humidity )  THEN
    1594              IF ( lod == 2 )  THEN
    1595                 DO  j = nys, nyn
    1596                    DO  k = nzb+1, nzt
    1597                       q(k,j,i_bound) = interpolate_in_time( nest_offl%q_r(0,k,j),                  &
    1598                                                             nest_offl%q_r(1,k,j),                  &
    1599                                                             fac_dt )
    1600                    ENDDO
    1601                    q_ref_l(nzb+1:nzt) = q_ref_l(nzb+1:nzt) + q(nzb+1:nzt,j,i_bound)
    1602                 ENDDO
    1603              ELSE
    1604                 DO  k = nzb+1, nzt
    1605                    var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%q_r(0,k,1),                          &
    1606                                                     nest_offl%q_r(1,k,1),                          &
    1607                                                     fac_dt )
    1608                 ENDDO
    1609                 DO  j = nys, nyn
    1610                    q(nzb+1:nzt,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt)
    1611                    q_ref_l(nzb+1:nzt)     = q_ref_l(nzb+1:nzt) + q(nzb+1:nzt,j,i_bound)
    1612                 ENDDO
    1613              ENDIF
    1614           ENDIF
    1615 !
    1616 !--       chemistry
    1617           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    1618              DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
    1619                 IF ( nest_offl%chem_from_file_r(n) )  THEN
    1620                    IF ( lod == 2 )  THEN
    1621                       DO  j = nys, nyn
    1622                          DO  k = nzb+1, nzt
    1623                             chem_species(n)%conc(k,j,i_bound) = interpolate_in_time(               &
     1579             DO  j = nys, nyn
     1580                q(nzb+1:nzt,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt)
     1581                q_ref_l(nzb+1:nzt)     = q_ref_l(nzb+1:nzt) + q(nzb+1:nzt,j,i_bound)
     1582             ENDDO
     1583          ENDIF
     1584       ENDIF
     1585!
     1586!--    Chemistry
     1587       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     1588          DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
     1589             IF ( nest_offl%chem_from_file_r(n) )  THEN
     1590                IF ( lod == 2 )  THEN
     1591                   DO  j = nys, nyn
     1592                      DO  k = nzb+1, nzt
     1593                         chem_species(n)%conc(k,j,i_bound) = interpolate_in_time(                  &
    16241594                                                                        nest_offl%chem_r(0,k,j,n), &
    16251595                                                                        nest_offl%chem_r(1,k,j,n), &
    16261596                                                                        fac_dt                   )
    1627                          ENDDO
    1628                          ref_chem_l(nzb+1:nzt,n) = ref_chem_l(nzb+1:nzt,n)                         &
    1629                                             + chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j,i_bound)
    16301597                      ENDDO
    1631                    ELSE
    1632                       DO  k = nzb+1, nzt
    1633                          var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%chem_r(0,k,1,n),               &
    1634                                                           nest_offl%chem_r(1,k,1,n),               &
    1635                                                           fac_dt )
    1636                       ENDDO
    1637                       DO  j = nys, nyn
    1638                          chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt)
    1639                          ref_chem_l(nzb+1:nzt,n) = ref_chem_l(nzb+1:nzt,n)                         &
    1640                                                  + chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j,i_bound)
    1641                       ENDDO
    1642                    ENDIF
     1598                      ref_chem_l(nzb+1:nzt,n) = ref_chem_l(nzb+1:nzt,n)                            &
     1599                                                + chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j,i_bound)
     1600                   ENDDO
     1601                ELSE
     1602                   DO  k = nzb+1, nzt
     1603                      var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%chem_r(0,k,1,n),                  &
     1604                                                       nest_offl%chem_r(1,k,1,n),                  &
     1605                                                       fac_dt )
     1606                   ENDDO
     1607                   DO  j = nys, nyn
     1608                      chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j,i_bound) = var_1d(nzb+1:nzt)
     1609                      ref_chem_l(nzb+1:nzt,n) = ref_chem_l(nzb+1:nzt,n)                            &
     1610                                                + chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j,i_bound)
     1611                   ENDDO
    16431612                ENDIF
    1644              ENDDO
    1645           ENDIF
    1646 
    1647        ENDIF
    1648 
    1649        IF ( bc_dirichlet_n )  THEN
    1650 !
    1651 !--       v-component
     1613             ENDIF
     1614          ENDDO
     1615       ENDIF
     1616
     1617    ENDIF
     1618
     1619    IF ( bc_dirichlet_n )  THEN
     1620!
     1621!--    v-component
     1622       IF ( lod == 2 )  THEN
     1623          DO  i = nxl, nxr
     1624             DO  k = nzb+1, nzt
     1625                v(k,j_bound_v,i) = interpolate_in_time( nest_offl%v_n(0,k,i),                      &
     1626                                                        nest_offl%v_n(1,k,i),                      &
     1627                                                        fac_dt ) *                                 &
     1628                                   MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                          &
     1629                                          BTEST( wall_flags_total_0(k,j_bound_v,i), 2 ) )
     1630             ENDDO
     1631             v_ref_l(nzb+1:nzt) = v_ref_l(nzb+1:nzt) + v(nzb+1:nzt,j_bound_v,i)
     1632          ENDDO
     1633       ELSE
     1634          DO  k = nzb+1, nzt
     1635             var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%v_n(0,k,1),                                &
     1636                                              nest_offl%v_n(1,k,1),                                &
     1637                                              fac_dt )
     1638          ENDDO
     1639          DO  i = nxl, nxr
     1640             v(nzb+1:nzt,j_bound_v,i) = var_1d(nzb+1:nzt) *                                        &
     1641                                  MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                           &
     1642                                         BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt,j_bound_v,i), 2 ) )
     1643             v_ref_l(nzb+1:nzt) = v_ref_l(nzb+1:nzt) + v(nzb+1:nzt,j_bound_v,i)
     1644          ENDDO
     1645       ENDIF
     1646!
     1647!--    w-component
     1648       IF ( lod == 2 )  THEN
     1649          DO  i = nxl, nxr
     1650             DO  k = nzb+1, nzt-1
     1651                w(k,j_bound,i) = interpolate_in_time( nest_offl%w_n(0,k,i),                        &
     1652                                                      nest_offl%w_n(1,k,i),                        &
     1653                                                      fac_dt ) *                                   &
     1654                                 MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                            &
     1655                                        BTEST( wall_flags_total_0(k,j_bound,i), 3 ) )
     1656             ENDDO
     1657             w(nzt,j_bound,i) = w(nzt-1,j_bound,i)
     1658          ENDDO
     1659       ELSE
     1660          DO  k = nzb+1, nzt-1
     1661             var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%w_n(0,k,1),                                &
     1662                                              nest_offl%w_n(1,k,1),                                &
     1663                                              fac_dt )
     1664          ENDDO
     1665          DO  i = nxl, nxr
     1666             w(nzb+1:nzt-1,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt-1) *                                      &
     1667                                  MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                           &
     1668                                         BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt-1,j_bound,i), 3 ) )
     1669             w(nzt,j_bound,i) = w(nzt-1,j_bound,i)
     1670          ENDDO
     1671       ENDIF
     1672!
     1673!--    u-component
     1674       IF ( lod == 2 )  THEN
     1675          DO  i = nxlu, nxr
     1676             DO  k = nzb+1, nzt
     1677                u(k,j_bound,i) = interpolate_in_time( nest_offl%u_n(0,k,i),                        &
     1678                                                      nest_offl%u_n(1,k,i),                        &
     1679                                                      fac_dt ) *                                   &
     1680                                 MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                            &
     1681                                        BTEST( wall_flags_total_0(k,j_bound,i), 1 ) )
     1682             ENDDO
     1683             u_ref_l(nzb+1:nzt) = u_ref_l(nzb+1:nzt) + u(nzb+1:nzt,j_bound,i)
     1684          ENDDO
     1685       ELSE
     1686          DO  k = nzb+1, nzt
     1687             var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%u_n(0,k,1),                                &
     1688                                              nest_offl%u_n(1,k,1),                                &
     1689                                              fac_dt )
     1690          ENDDO
     1691          DO  i = nxlu, nxr
     1692             u(nzb+1:nzt,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt) *                                          &
     1693                                    MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                         &
     1694                                           BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt,j_bound,i), 1 ) )
     1695             u_ref_l(nzb+1:nzt) = u_ref_l(nzb+1:nzt) + u(nzb+1:nzt,j_bound,i)
     1696          ENDDO
     1697       ENDIF
     1698!
     1699!--    Potential temperature
     1700       IF ( .NOT. neutral )  THEN
    16521701          IF ( lod == 2 )  THEN
    16531702             DO  i = nxl, nxr
    16541703                DO  k = nzb+1, nzt
    1655                    v(k,j_bound_v,i) = interpolate_in_time( nest_offl%v_n(0,k,i),                   &
    1656                                                            nest_offl%v_n(1,k,i),                   &
    1657                                                            fac_dt ) *                              &
    1658                                       MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                       &
    1659                                              BTEST( wall_flags_total_0(k,j_bound_v,i), 2 ) )
     1704                   pt(k,j_bound,i) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_n(0,k,i),                   &
     1705                                                          nest_offl%pt_n(1,k,i),                   &
     1706                                                          fac_dt )
    16601707                ENDDO
    1661                 v_ref_l(nzb+1:nzt) = v_ref_l(nzb+1:nzt) + v(nzb+1:nzt,j_bound_v,i)
     1708                pt_ref_l(nzb+1:nzt) = pt_ref_l(nzb+1:nzt) + pt(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    16621709             ENDDO
    16631710          ELSE
    16641711             DO  k = nzb+1, nzt
    1665                 var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%v_n(0,k,1),                             &
    1666                                                  nest_offl%v_n(1,k,1),                             &
     1712                var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_n(0,k,1),                            &
     1713                                                 nest_offl%pt_n(1,k,1),                            &
    16671714                                                 fac_dt )
    16681715             ENDDO
    16691716             DO  i = nxl, nxr
    1670                 v(nzb+1:nzt,j_bound_v,i) = var_1d(nzb+1:nzt) *                                     &
    1671                                      MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                        &
    1672                                             BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt,j_bound_v,i), 2 ) )
    1673                 v_ref_l(nzb+1:nzt) = v_ref_l(nzb+1:nzt) + v(nzb+1:nzt,j_bound_v,i)
    1674              ENDDO
    1675           ENDIF
    1676 !
    1677 !--       w-component
    1678           IF ( lod == 2 )  THEN
    1679              DO  i = nxl, nxr
    1680                 DO  k = nzb+1, nzt-1
    1681                    w(k,j_bound,i) = interpolate_in_time( nest_offl%w_n(0,k,i),                     &
    1682                                                          nest_offl%w_n(1,k,i),                     &
    1683                                                          fac_dt ) *                                &
    1684                                     MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                         &
    1685                                            BTEST( wall_flags_total_0(k,j_bound,i), 3 ) )
    1686                 ENDDO
    1687                 w(nzt,j_bound,i) = w(nzt-1,j_bound,i)
    1688              ENDDO
    1689           ELSE
    1690              DO  k = nzb+1, nzt-1
    1691                 var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%w_n(0,k,1),                             &
    1692                                                  nest_offl%w_n(1,k,1),                             &
    1693                                                  fac_dt )
    1694              ENDDO
    1695              DO  i = nxl, nxr
    1696                 w(nzb+1:nzt-1,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt-1) *                                   &
    1697                                      MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                        &
    1698                                             BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt-1,j_bound,i), 3 ) )
    1699                 w(nzt,j_bound,i) = w(nzt-1,j_bound,i)
    1700              ENDDO
    1701           ENDIF
    1702 !
    1703 !--       u-component
    1704           IF ( lod == 2 )  THEN
    1705              DO  i = nxlu, nxr
    1706                 DO  k = nzb+1, nzt
    1707                    u(k,j_bound,i) = interpolate_in_time( nest_offl%u_n(0,k,i),                     &
    1708                                                          nest_offl%u_n(1,k,i),                     &
    1709                                                          fac_dt ) *                                &
    1710                                     MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                         &
    1711                                            BTEST( wall_flags_total_0(k,j_bound,i), 1 ) )
    1712                 ENDDO
    1713                 u_ref_l(nzb+1:nzt) = u_ref_l(nzb+1:nzt) + u(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    1714              ENDDO
    1715           ELSE
    1716              DO  k = nzb+1, nzt
    1717                 var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%u_n(0,k,1),                             &
    1718                                                  nest_offl%u_n(1,k,1),                             &
    1719                                                  fac_dt )
    1720              ENDDO
    1721              DO  i = nxlu, nxr
    1722                 u(nzb+1:nzt,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt) *                                       &
    1723                                        MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                      &
    1724                                               BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt,j_bound,i), 1 ) )
    1725                 u_ref_l(nzb+1:nzt) = u_ref_l(nzb+1:nzt) + u(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    1726              ENDDO
    1727           ENDIF
    1728 !
    1729 !--       potential temperature
    1730           IF ( .NOT. neutral )  THEN
    1731              IF ( lod == 2 )  THEN
    1732                 DO  i = nxl, nxr
    1733                    DO  k = nzb+1, nzt
    1734                       pt(k,j_bound,i) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_n(0,k,i),                &
    1735                                                              nest_offl%pt_n(1,k,i),                &
    1736                                                              fac_dt )
    1737                    ENDDO
    1738                    pt_ref_l(nzb+1:nzt) = pt_ref_l(nzb+1:nzt) + pt(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    1739                 ENDDO
    1740              ELSE
    1741                 DO  k = nzb+1, nzt
    1742                    var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_n(0,k,1),                         &
    1743                                                     nest_offl%pt_n(1,k,1),                         &
    1744                                                     fac_dt )
    1745                 ENDDO
    1746                 DO  i = nxl, nxr
    1747                    pt(nzb+1:nzt,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt)
    1748                    pt_ref_l(nzb+1:nzt)     = pt_ref_l(nzb+1:nzt) + pt(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    1749                 ENDDO
    1750              ENDIF
    1751           ENDIF
    1752 !
    1753 !--       humidity
    1754           IF ( humidity )  THEN
    1755              IF ( lod == 2 )  THEN
    1756                 DO  i = nxl, nxr
    1757                    DO  k = nzb+1, nzt
    1758                       q(k,j_bound,i) = interpolate_in_time( nest_offl%q_n(0,k,i),                  &
    1759                                                             nest_offl%q_n(1,k,i),                  &
    1760                                                             fac_dt )
    1761                    ENDDO
    1762                    q_ref_l(nzb+1:nzt) = q_ref_l(nzb+1:nzt) + q(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    1763                 ENDDO
    1764              ELSE
    1765                 DO  k = nzb+1, nzt
    1766                    var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%q_n(0,k,1),                          &
    1767                                                     nest_offl%q_n(1,k,1),                          &
    1768                                                     fac_dt )
    1769                 ENDDO
    1770                 DO  i = nxl, nxr
    1771                    q(nzb+1:nzt,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt)
    1772                    q_ref_l(nzb+1:nzt)     = q_ref_l(nzb+1:nzt) + q(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    1773                 ENDDO
    1774              ENDIF
    1775           ENDIF
    1776 !
    1777 !--       chemistry
    1778           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    1779              DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
    1780                 IF ( nest_offl%chem_from_file_n(n) )  THEN
    1781                    IF ( lod == 2 )  THEN
    1782                       DO  i = nxl, nxr
    1783                          DO  k = nzb+1, nzt
    1784                             chem_species(n)%conc(k,j_bound,i) = interpolate_in_time(               &
    1785                                                                         nest_offl%chem_n(0,k,i,n), &
    1786                                                                         nest_offl%chem_n(1,k,i,n), &
    1787                                                                         fac_dt                    )
    1788                          ENDDO
    1789                          ref_chem_l(nzb+1:nzt,n) = ref_chem_l(nzb+1:nzt,n)                         &
    1790                                           + chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    1791                       ENDDO
    1792                    ELSE
    1793                       DO  k = nzb+1, nzt
    1794                          var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%chem_n(0,k,1,n),               &
    1795                                                           nest_offl%chem_n(1,k,1,n),               &
    1796                                                           fac_dt )
    1797                       ENDDO
    1798                       DO  i = nxl, nxr
    1799                          chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt)
    1800                          ref_chem_l(nzb+1:nzt,n)                   = ref_chem_l(nzb+1:nzt,n) +     &
    1801                                                                      chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    1802                       ENDDO
    1803                    ENDIF
    1804                 ENDIF
    1805              ENDDO
    1806           ENDIF
    1807        ENDIF
    1808 
    1809        IF ( bc_dirichlet_s )  THEN
    1810 !
    1811 !--       v-component
     1717                pt(nzb+1:nzt,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt)
     1718                pt_ref_l(nzb+1:nzt)     = pt_ref_l(nzb+1:nzt) + pt(nzb+1:nzt,j_bound,i)
     1719             ENDDO
     1720          ENDIF
     1721       ENDIF
     1722!
     1723!--    Humidity
     1724       IF ( humidity )  THEN
    18121725          IF ( lod == 2 )  THEN
    18131726             DO  i = nxl, nxr
    18141727                DO  k = nzb+1, nzt
    1815                    v(k,j_bound_v,i) = interpolate_in_time( nest_offl%v_s(0,k,i),                   &
    1816                                                            nest_offl%v_s(1,k,i),                   &
    1817                                                            fac_dt ) *                              &
    1818                                       MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                       &
    1819                                              BTEST( wall_flags_total_0(k,j_bound_v,i), 2 ) )
     1728                   q(k,j_bound,i) = interpolate_in_time( nest_offl%q_n(0,k,i),                     &
     1729                                                         nest_offl%q_n(1,k,i),                     &
     1730                                                         fac_dt )
    18201731                ENDDO
    1821                 v(:,j_bound_v-1,i) = v(:,j_bound_v,i)
    1822                 v_ref_l(nzb+1:nzt) = v_ref_l(nzb+1:nzt) + v(nzb+1:nzt,j_bound_v,i)
     1732                q_ref_l(nzb+1:nzt) = q_ref_l(nzb+1:nzt) + q(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    18231733             ENDDO
    18241734          ELSE
    18251735             DO  k = nzb+1, nzt
    1826                 var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%v_s(0,k,1),                             &
    1827                                                  nest_offl%v_s(1,k,1),                             &
     1736                var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%q_n(0,k,1),                             &
     1737                                                 nest_offl%q_n(1,k,1),                             &
    18281738                                                 fac_dt )
    18291739             ENDDO
    18301740             DO  i = nxl, nxr
    1831                 v(nzb+1:nzt,j_bound_v,i) = var_1d(nzb+1:nzt) *                                     &
     1741                q(nzb+1:nzt,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt)
     1742                q_ref_l(nzb+1:nzt)     = q_ref_l(nzb+1:nzt) + q(nzb+1:nzt,j_bound,i)
     1743             ENDDO
     1744          ENDIF
     1745       ENDIF
     1746!
     1747!--    Chemistry
     1748       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     1749          DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
     1750             IF ( nest_offl%chem_from_file_n(n) )  THEN
     1751                IF ( lod == 2 )  THEN
     1752                   DO  i = nxl, nxr
     1753                      DO  k = nzb+1, nzt
     1754                         chem_species(n)%conc(k,j_bound,i) = interpolate_in_time(                  &
     1755                                                                     nest_offl%chem_n(0,k,i,n),    &
     1756                                                                     nest_offl%chem_n(1,k,i,n),    &
     1757                                                                     fac_dt                    )
     1758                      ENDDO
     1759                      ref_chem_l(nzb+1:nzt,n) = ref_chem_l(nzb+1:nzt,n)                            &
     1760                                                + chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j_bound,i)
     1761                   ENDDO
     1762                ELSE
     1763                   DO  k = nzb+1, nzt
     1764                      var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%chem_n(0,k,1,n),                  &
     1765                                                       nest_offl%chem_n(1,k,1,n),                  &
     1766                                                       fac_dt )
     1767                   ENDDO
     1768                   DO  i = nxl, nxr
     1769                      chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt)
     1770                      ref_chem_l(nzb+1:nzt,n)                   = ref_chem_l(nzb+1:nzt,n) +        &
     1771                                                                  chem_species(n)                  &
     1772                                                                  %conc(nzb+1:nzt,j_bound,i)
     1773                   ENDDO
     1774                ENDIF
     1775             ENDIF
     1776          ENDDO
     1777       ENDIF
     1778    ENDIF
     1779
     1780    IF ( bc_dirichlet_s )  THEN
     1781!
     1782!--    v-component
     1783       IF ( lod == 2 )  THEN
     1784          DO  i = nxl, nxr
     1785             DO  k = nzb+1, nzt
     1786                v(k,j_bound_v,i) = interpolate_in_time( nest_offl%v_s(0,k,i),                      &
     1787                                                        nest_offl%v_s(1,k,i),                      &
     1788                                                        fac_dt ) *                                 &
     1789                                   MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                          &
     1790                                          BTEST( wall_flags_total_0(k,j_bound_v,i), 2 ) )
     1791             ENDDO
     1792             v(:,j_bound_v-1,i) = v(:,j_bound_v,i)
     1793             v_ref_l(nzb+1:nzt) = v_ref_l(nzb+1:nzt) + v(nzb+1:nzt,j_bound_v,i)
     1794          ENDDO
     1795       ELSE
     1796          DO  k = nzb+1, nzt
     1797             var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%v_s(0,k,1),                                &
     1798                                              nest_offl%v_s(1,k,1),                                &
     1799                                              fac_dt )
     1800          ENDDO
     1801          DO  i = nxl, nxr
     1802             v(nzb+1:nzt,j_bound_v,i) = var_1d(nzb+1:nzt) *                                        &
    18321803                                      MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                       &
    18331804                                             BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt,j_bound_v,i), 2 ) )
    1834                 v(:,j_bound_v-1,i) = v(:,j_bound_v,i)
    1835                 v_ref_l(nzb+1:nzt) = v_ref_l(nzb+1:nzt) + v(nzb+1:nzt,j_bound_v,i)
    1836              ENDDO
    1837           ENDIF
    1838 !
    1839 !--       w-component
    1840           IF ( lod == 2 )  THEN
    1841              DO  i = nxl, nxr
    1842                 DO  k = nzb+1, nzt-1
    1843                    w(k,j_bound,i) = interpolate_in_time( nest_offl%w_s(0,k,i),                     &
    1844                                                          nest_offl%w_s(1,k,i),                     &
    1845                                                          fac_dt ) *                                &
    1846                                     MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                         &
    1847                                            BTEST( wall_flags_total_0(k,j_bound,i), 3 ) )
    1848                 ENDDO
    1849                 w(nzt,j_bound,i) = w(nzt-1,j_bound,i)
    1850              ENDDO
    1851           ELSE
     1805             v(:,j_bound_v-1,i) = v(:,j_bound_v,i)
     1806             v_ref_l(nzb+1:nzt) = v_ref_l(nzb+1:nzt) + v(nzb+1:nzt,j_bound_v,i)
     1807          ENDDO
     1808       ENDIF
     1809!
     1810!--    w-component
     1811       IF ( lod == 2 )  THEN
     1812          DO  i = nxl, nxr
    18521813             DO  k = nzb+1, nzt-1
    1853                 var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%w_s(0,k,1),                             &
    1854                                                  nest_offl%w_s(1,k,1),                             &
    1855                                                  fac_dt )
    1856              ENDDO
    1857              DO  i = nxl, nxr
    1858                 w(nzb+1:nzt-1,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt-1) *                                   &
    1859                                      MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                        &
    1860                                             BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt-1,j_bound,i), 3 ) )
    1861                 w(nzt,j_bound,i) = w(nzt-1,j_bound,i)
    1862              ENDDO
    1863           ENDIF
    1864 !
    1865 !--       u-component
    1866           IF ( lod == 2 )  THEN
    1867              DO  i = nxlu, nxr
    1868                 DO  k = nzb+1, nzt
    1869                    u(k,j_bound,i) = interpolate_in_time( nest_offl%u_s(0,k,i),                     &
    1870                                                          nest_offl%u_s(1,k,i),                     &
    1871                                                          fac_dt ) *                                &
    1872                                     MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                         &
    1873                                            BTEST( wall_flags_total_0(k,j_bound,i), 1 ) )
    1874                 ENDDO
    1875                 u_ref_l(nzb+1:nzt) = u_ref_l(nzb+1:nzt) + u(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    1876              ENDDO
    1877           ELSE
    1878              DO  k = nzb+1, nzt
    1879                 var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%u_s(0,k,1),                             &
    1880                                                  nest_offl%u_s(1,k,1),                             &
    1881                                                  fac_dt )
    1882              ENDDO
    1883              DO  i = nxlu, nxr
    1884                 u(nzb+1:nzt,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt) *                                       &
    1885                                        MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                      &
    1886                                               BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt,j_bound,i), 1 ) )
    1887                 u_ref_l(nzb+1:nzt) = u_ref_l(nzb+1:nzt) + u(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    1888              ENDDO
    1889           ENDIF
    1890 !
    1891 !--       potential temperature
    1892           IF ( .NOT. neutral )  THEN
    1893              IF ( lod == 2 )  THEN
    1894                 DO  i = nxl, nxr
    1895                    DO  k = nzb+1, nzt
    1896                       pt(k,j_bound,i) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_s(0,k,i),                &
    1897                                                              nest_offl%pt_s(1,k,i),                &
    1898                                                              fac_dt )
    1899                    ENDDO
    1900                    pt_ref_l(nzb+1:nzt) = pt_ref_l(nzb+1:nzt) + pt(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    1901                 ENDDO
    1902              ELSE
    1903                 DO  k = nzb+1, nzt
    1904                    var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_s(0,k,1),                         &
    1905                                                     nest_offl%pt_s(1,k,1),                         &
    1906                                                     fac_dt )
    1907                 ENDDO
    1908                 DO  i = nxl, nxr
    1909                    pt(nzb+1:nzt,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt)
    1910                    pt_ref_l(nzb+1:nzt)     = pt_ref_l(nzb+1:nzt) + pt(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    1911                 ENDDO
    1912              ENDIF
    1913           ENDIF
    1914 !
    1915 !--       humidity
    1916           IF ( humidity )  THEN
    1917              IF ( lod == 2 )  THEN
    1918                 DO  i = nxl, nxr
    1919                    DO  k = nzb+1, nzt
    1920                       q(k,j_bound,i) = interpolate_in_time( nest_offl%q_s(0,k,i),                  &
    1921                                                             nest_offl%q_s(1,k,i),                  &
    1922                                                             fac_dt )
    1923                    ENDDO
    1924                    q_ref_l(nzb+1:nzt) = q_ref_l(nzb+1:nzt) + q(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    1925                 ENDDO
    1926              ELSE
    1927                 DO  k = nzb+1, nzt
    1928                    var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%q_s(0,k,1),                          &
    1929                                                     nest_offl%q_s(1,k,1),                          &
    1930                                                     fac_dt )
    1931                 ENDDO
    1932                 DO  i = nxl, nxr
    1933                    q(nzb+1:nzt,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt)
    1934                    q_ref_l(nzb+1:nzt)     = q_ref_l(nzb+1:nzt) + q(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    1935                 ENDDO
    1936              ENDIF
    1937           ENDIF
    1938 !
    1939 !--       chemistry
    1940           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    1941              DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
    1942                 IF ( nest_offl%chem_from_file_s(n) )  THEN
    1943                    IF ( lod == 2 )  THEN
    1944                       DO  i = nxl, nxr
    1945                          DO  k = nzb+1, nzt
    1946                             chem_species(n)%conc(k,j_bound,i) = interpolate_in_time(               &
    1947                                                                         nest_offl%chem_s(0,k,i,n), &
    1948                                                                         nest_offl%chem_s(1,k,i,n), &
    1949                                                                         fac_dt                    )
    1950                          ENDDO
    1951                          ref_chem_l(nzb+1:nzt,n) = ref_chem_l(nzb+1:nzt,n)                         &
    1952                                           + chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    1953                       ENDDO
    1954                    ELSE
    1955                       DO  k = nzb+1, nzt
    1956                          var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%chem_s(0,k,1,n),               &
    1957                                                           nest_offl%chem_s(1,k,1,n),               &
    1958                                                           fac_dt )
    1959                       ENDDO
    1960                       DO  i = nxl, nxr
    1961                          chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt)
    1962                          ref_chem_l(nzb+1:nzt,n)                   = ref_chem_l(nzb+1:nzt,n) +     &
    1963                                                                      chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    1964                       ENDDO
    1965                    ENDIF
    1966                 ENDIF
    1967              ENDDO
    1968           ENDIF
    1969        ENDIF
    1970 !
    1971 !--    Top boundary
     1814                w(k,j_bound,i) = interpolate_in_time( nest_offl%w_s(0,k,i),                        &
     1815                                                      nest_offl%w_s(1,k,i),                        &
     1816                                                      fac_dt ) *                                   &
     1817                                 MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                            &
     1818                                        BTEST( wall_flags_total_0(k,j_bound,i), 3 ) )
     1819             ENDDO
     1820             w(nzt,j_bound,i) = w(nzt-1,j_bound,i)
     1821          ENDDO
     1822       ELSE
     1823          DO  k = nzb+1, nzt-1
     1824             var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%w_s(0,k,1),                                &
     1825                                              nest_offl%w_s(1,k,1),                                &
     1826                                              fac_dt )
     1827          ENDDO
     1828          DO  i = nxl, nxr
     1829             w(nzb+1:nzt-1,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt-1) *                                      &
     1830                                      MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                       &
     1831                                             BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt-1,j_bound,i), 3 ) )
     1832             w(nzt,j_bound,i) = w(nzt-1,j_bound,i)
     1833          ENDDO
     1834       ENDIF
     1835!
    19721836!--    u-component
    19731837       IF ( lod == 2 )  THEN
    19741838          DO  i = nxlu, nxr
    1975              DO  j = nys, nyn
    1976                 u(nzt+1,j,i) = interpolate_in_time( nest_offl%u_top(0,j,i),                        &
    1977                                                     nest_offl%u_top(1,j,i),                        &
    1978                                                     fac_dt ) *                                     &
    1979                               MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_total_0(nzt+1,j,i), 1 ) )
    1980                 u_ref_l(nzt+1) = u_ref_l(nzt+1) + u(nzt+1,j,i)
    1981              ENDDO
     1839             DO  k = nzb+1, nzt
     1840                u(k,j_bound,i) = interpolate_in_time( nest_offl%u_s(0,k,i),                        &
     1841                                                      nest_offl%u_s(1,k,i),                        &
     1842                                                      fac_dt ) *                                   &
     1843                                 MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                            &
     1844                                        BTEST( wall_flags_total_0(k,j_bound,i), 1 ) )
     1845             ENDDO
     1846             u_ref_l(nzb+1:nzt) = u_ref_l(nzb+1:nzt) + u(nzb+1:nzt,j_bound,i)
    19821847          ENDDO
    19831848       ELSE
    1984           var_1d(nzt+1) = interpolate_in_time( nest_offl%u_top(0,1,1),                             &
    1985                                                nest_offl%u_top(1,1,1),                             &
    1986                                                fac_dt )
    1987           u(nzt+1,nys:nyn,nxlu:nxr) = var_1d(nzt+1) *                                              &
     1849          DO  k = nzb+1, nzt
     1850             var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%u_s(0,k,1),                                &
     1851                                              nest_offl%u_s(1,k,1),                                &
     1852                                              fac_dt )
     1853          ENDDO
     1854          DO  i = nxlu, nxr
     1855             u(nzb+1:nzt,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt) *                                          &
    19881856                                      MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                       &
    1989                                              BTEST( wall_flags_total_0(nzt+1,nys:nyn,nxlu:nxr), 1 ) )
    1990           u_ref_l(nzt+1) = u_ref_l(nzt+1) + SUM( u(nzt+1,nys:nyn,nxlu:nxr) )
    1991        ENDIF
    1992 !
    1993 !--    For left boundary set boundary condition for u-component also at top
    1994 !--    grid point.
     1857                                             BTEST( wall_flags_total_0(nzb+1:nzt,j_bound,i), 1 ) )
     1858             u_ref_l(nzb+1:nzt) = u_ref_l(nzb+1:nzt) + u(nzb+1:nzt,j_bound,i)
     1859          ENDDO
     1860       ENDIF
     1861!
     1862!--    Potential temperature
     1863       IF ( .NOT. neutral )  THEN
     1864          IF ( lod == 2 )  THEN
     1865             DO  i = nxl, nxr
     1866                DO  k = nzb+1, nzt
     1867                   pt(k,j_bound,i) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_s(0,k,i),                   &
     1868                                                          nest_offl%pt_s(1,k,i),                   &
     1869                                                          fac_dt )
     1870                ENDDO
     1871                pt_ref_l(nzb+1:nzt) = pt_ref_l(nzb+1:nzt) + pt(nzb+1:nzt,j_bound,i)
     1872             ENDDO
     1873          ELSE
     1874             DO  k = nzb+1, nzt
     1875                var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_s(0,k,1),                            &
     1876                                                 nest_offl%pt_s(1,k,1),                            &
     1877                                                 fac_dt )
     1878             ENDDO
     1879             DO  i = nxl, nxr
     1880                pt(nzb+1:nzt,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt)
     1881                pt_ref_l(nzb+1:nzt)     = pt_ref_l(nzb+1:nzt) + pt(nzb+1:nzt,j_bound,i)
     1882             ENDDO
     1883          ENDIF
     1884       ENDIF
     1885!
     1886!--    Humidity
     1887       IF ( humidity )  THEN
     1888          IF ( lod == 2 )  THEN
     1889             DO  i = nxl, nxr
     1890                DO  k = nzb+1, nzt
     1891                   q(k,j_bound,i) = interpolate_in_time( nest_offl%q_s(0,k,i),                     &
     1892                                                         nest_offl%q_s(1,k,i),                     &
     1893                                                         fac_dt )
     1894                ENDDO
     1895                q_ref_l(nzb+1:nzt) = q_ref_l(nzb+1:nzt) + q(nzb+1:nzt,j_bound,i)
     1896             ENDDO
     1897          ELSE
     1898             DO  k = nzb+1, nzt
     1899                var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%q_s(0,k,1),                             &
     1900                                                 nest_offl%q_s(1,k,1),                             &
     1901                                                 fac_dt )
     1902             ENDDO
     1903             DO  i = nxl, nxr
     1904                q(nzb+1:nzt,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt)
     1905                q_ref_l(nzb+1:nzt)     = q_ref_l(nzb+1:nzt) + q(nzb+1:nzt,j_bound,i)
     1906             ENDDO
     1907          ENDIF
     1908       ENDIF
     1909!
     1910!--    Chemistry
     1911       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     1912          DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
     1913             IF ( nest_offl%chem_from_file_s(n) )  THEN
     1914                IF ( lod == 2 )  THEN
     1915                   DO  i = nxl, nxr
     1916                      DO  k = nzb+1, nzt
     1917                         chem_species(n)%conc(k,j_bound,i) = interpolate_in_time(                  &
     1918                                                                        nest_offl%chem_s(0,k,i,n), &
     1919                                                                        nest_offl%chem_s(1,k,i,n), &
     1920                                                                        fac_dt  )
     1921                      ENDDO
     1922                      ref_chem_l(nzb+1:nzt,n) = ref_chem_l(nzb+1:nzt,n)                            &
     1923                                                + chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j_bound,i)
     1924                   ENDDO
     1925                ELSE
     1926                   DO  k = nzb+1, nzt
     1927                      var_1d(k) = interpolate_in_time( nest_offl%chem_s(0,k,1,n),                  &
     1928                                                       nest_offl%chem_s(1,k,1,n),                  &
     1929                                                       fac_dt )
     1930                   ENDDO
     1931                   DO  i = nxl, nxr
     1932                      chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j_bound,i) = var_1d(nzb+1:nzt)
     1933                      ref_chem_l(nzb+1:nzt,n)                   = ref_chem_l(nzb+1:nzt,n) +        &
     1934                                                                  chem_species(n)                  &
     1935                                                                  %conc(nzb+1:nzt,j_bound,i)
     1936                   ENDDO
     1937                ENDIF
     1938             ENDIF
     1939          ENDDO
     1940       ENDIF
     1941    ENDIF
     1942!
     1943!-- Top boundary
     1944!-- u-component
     1945    IF ( lod == 2 )  THEN
     1946       DO  i = nxlu, nxr
     1947          DO  j = nys, nyn
     1948             u(nzt+1,j,i) = interpolate_in_time( nest_offl%u_top(0,j,i),                           &
     1949                                                 nest_offl%u_top(1,j,i),                           &
     1950                                                 fac_dt ) *                                        &
     1951                            MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_total_0(nzt+1,j,i), 1 ) )
     1952             u_ref_l(nzt+1) = u_ref_l(nzt+1) + u(nzt+1,j,i)
     1953          ENDDO
     1954       ENDDO
     1955    ELSE
     1956       var_1d(nzt+1) = interpolate_in_time( nest_offl%u_top(0,1,1),                                &
     1957                                            nest_offl%u_top(1,1,1),                                &
     1958                                            fac_dt )
     1959       u(nzt+1,nys:nyn,nxlu:nxr) = var_1d(nzt+1) *                                                 &
     1960                                   MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                          &
     1961                                          BTEST( wall_flags_total_0(nzt+1,nys:nyn,nxlu:nxr), 1 ) )
     1962       u_ref_l(nzt+1) = u_ref_l(nzt+1) + SUM( u(nzt+1,nys:nyn,nxlu:nxr) )
     1963    ENDIF
     1964!
     1965!--    For left boundary set boundary condition for u-component also at top grid point.
    19951966!--    Note, this has no effect on the numeric solution, only for data output.
    1996        IF ( bc_dirichlet_l )  u(nzt+1,:,nxl) = u(nzt+1,:,nxlu)
    1997 !
    1998 !--    v-component
    1999        IF ( lod == 2 )  THEN
    2000           DO  i = nxl, nxr
    2001              DO  j = nysv, nyn
    2002                 v(nzt+1,j,i) = interpolate_in_time( nest_offl%v_top(0,j,i),                        &
    2003                                                     nest_offl%v_top(1,j,i),                        &
    2004                                                     fac_dt ) *                                     &
    2005                               MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_total_0(nzt+1,j,i), 2 ) )
    2006                 v_ref_l(nzt+1) = v_ref_l(nzt+1) + v(nzt+1,j,i)
    2007              ENDDO
    2008           ENDDO
    2009        ELSE
    2010           var_1d(nzt+1) = interpolate_in_time( nest_offl%v_top(0,1,1),                             &
    2011                                                nest_offl%v_top(1,1,1),                             &
    2012                                                fac_dt )
    2013           v(nzt+1,nysv:nyn,nxl:nxr) = var_1d(nzt+1) *                                              &
    2014                                       MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                       &
    2015                                              BTEST( wall_flags_total_0(nzt+1,nysv:nyn,nxl:nxr), 2 ) )
    2016           v_ref_l(nzt+1) = v_ref_l(nzt+1) + SUM( v(nzt+1,nysv:nyn,nxl:nxr) )
    2017        ENDIF
    2018 !
    2019 !--    For south boundary set boundary condition for v-component also at top
    2020 !--    grid point.
    2021 !--    Note, this has no effect on the numeric solution, only for data output.
    2022        IF ( bc_dirichlet_s )  v(nzt+1,nys,:) = v(nzt+1,nysv,:)
    2023 !
    2024 !--    w-component
     1967    IF ( bc_dirichlet_l )  u(nzt+1,:,nxl) = u(nzt+1,:,nxlu)
     1968!
     1969!-- v-component
     1970    IF ( lod == 2 )  THEN
     1971       DO  i = nxl, nxr
     1972          DO  j = nysv, nyn
     1973             v(nzt+1,j,i) = interpolate_in_time( nest_offl%v_top(0,j,i),                           &
     1974                                                 nest_offl%v_top(1,j,i),                           &
     1975                                                 fac_dt ) *                                        &
     1976                            MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_total_0(nzt+1,j,i), 2 ) )
     1977             v_ref_l(nzt+1) = v_ref_l(nzt+1) + v(nzt+1,j,i)
     1978          ENDDO
     1979       ENDDO
     1980    ELSE
     1981       var_1d(nzt+1) = interpolate_in_time( nest_offl%v_top(0,1,1),                                &
     1982                                            nest_offl%v_top(1,1,1),                                &
     1983                                            fac_dt )
     1984       v(nzt+1,nysv:nyn,nxl:nxr) = var_1d(nzt+1) *                                                 &
     1985                                   MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                          &
     1986                                          BTEST( wall_flags_total_0(nzt+1,nysv:nyn,nxl:nxr), 2 ) )
     1987       v_ref_l(nzt+1) = v_ref_l(nzt+1) + SUM( v(nzt+1,nysv:nyn,nxl:nxr) )
     1988    ENDIF
     1989!
     1990!-- For south boundary set boundary condition for v-component also at top grid point.
     1991!-- Note, this has no effect on the numeric solution, only for data output.
     1992    IF ( bc_dirichlet_s )  v(nzt+1,nys,:) = v(nzt+1,nysv,:)
     1993!
     1994!-- w-component
     1995    IF ( lod == 2 )  THEN
     1996       DO  i = nxl, nxr
     1997          DO  j = nys, nyn
     1998             w(nzt,j,i) = interpolate_in_time( nest_offl%w_top(0,j,i),                             &
     1999                                               nest_offl%w_top(1,j,i),                             &
     2000                                               fac_dt ) *                                          &
     2001                          MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_total_0(nzt,j,i), 3 ) )
     2002             w(nzt+1,j,i) = w(nzt,j,i)
     2003          ENDDO
     2004       ENDDO
     2005    ELSE
     2006       var_1d(nzt) = interpolate_in_time( nest_offl%w_top(0,1,1),                                  &
     2007                                          nest_offl%w_top(1,1,1),                                  &
     2008                                          fac_dt )
     2009       w(nzt,nys:nyn,nxl:nxr) = var_1d(nzt) *                                                      &
     2010                                MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                             &
     2011                                       BTEST( wall_flags_total_0(nzt,nys:nyn,nxl:nxr), 3 ) )
     2012       w(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) = w(nzt,nys:nyn,nxl:nxr)
     2013    ENDIF
     2014!
     2015!-- Potential temperture
     2016    IF ( .NOT. neutral )  THEN
    20252017       IF ( lod == 2 )  THEN
    20262018          DO  i = nxl, nxr
    20272019             DO  j = nys, nyn
    2028                 w(nzt,j,i) = interpolate_in_time( nest_offl%w_top(0,j,i),                          &
    2029                                                   nest_offl%w_top(1,j,i),                          &
    2030                                                   fac_dt ) *                                       &
    2031                               MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_total_0(nzt,j,i), 3 ) )
    2032                 w(nzt+1,j,i) = w(nzt,j,i)
     2020                pt(nzt+1,j,i) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_top(0,j,i),                      &
     2021                                                     nest_offl%pt_top(1,j,i),                      &
     2022                                                     fac_dt )
     2023                pt_ref_l(nzt+1) = pt_ref_l(nzt+1) + pt(nzt+1,j,i)
    20332024             ENDDO
    20342025          ENDDO
    20352026       ELSE
    2036           var_1d(nzt) = interpolate_in_time( nest_offl%w_top(0,1,1),                               &
    2037                                              nest_offl%w_top(1,1,1),                               &
    2038                                              fac_dt )
    2039           w(nzt,nys:nyn,nxl:nxr) = var_1d(nzt) *                                                   &
    2040                                       MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                                       &
    2041                                              BTEST( wall_flags_total_0(nzt,nys:nyn,nxl:nxr), 3 ) )
    2042           w(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) = w(nzt,nys:nyn,nxl:nxr)
    2043        ENDIF
    2044 !
    2045 !--    potential temperture
    2046        IF ( .NOT. neutral )  THEN
    2047           IF ( lod == 2 )  THEN
    2048              DO  i = nxl, nxr
    2049                 DO  j = nys, nyn
    2050                    pt(nzt+1,j,i) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_top(0,j,i),                   &
    2051                                                         nest_offl%pt_top(1,j,i),                   &
    2052                                                         fac_dt )
    2053                    pt_ref_l(nzt+1) = pt_ref_l(nzt+1) + pt(nzt+1,j,i)
     2027          var_1d(nzt+1) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_top(0,1,1),                            &
     2028                                               nest_offl%pt_top(1,1,1),                            &
     2029                                               fac_dt )
     2030          pt(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) = var_1d(nzt+1)
     2031          pt_ref_l(nzt+1) = pt_ref_l(nzt+1) + SUM( pt(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) )
     2032       ENDIF
     2033    ENDIF
     2034!
     2035!--    humidity
     2036    IF ( humidity )  THEN
     2037       IF ( lod == 2 )  THEN
     2038          DO  i = nxl, nxr
     2039             DO  j = nys, nyn
     2040                q(nzt+1,j,i) = interpolate_in_time( nest_offl%q_top(0,j,i),                        &
     2041                                                    nest_offl%q_top(1,j,i),                        &
     2042                                                    fac_dt )
     2043                q_ref_l(nzt+1) = q_ref_l(nzt+1) + q(nzt+1,j,i)
     2044             ENDDO
     2045          ENDDO
     2046       ELSE
     2047          var_1d(nzt+1) = interpolate_in_time( nest_offl%q_top(0,1,1),                             &
     2048                                               nest_offl%q_top(1,1,1),                             &
     2049                                               fac_dt )
     2050          q(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) = var_1d(nzt+1)
     2051          q_ref_l(nzt+1) = q_ref_l(nzt+1) + SUM( q(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) )
     2052       ENDIF
     2053    ENDIF
     2054
     2055    IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     2056       DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
     2057          IF ( nest_offl%chem_from_file_t(n) )  THEN
     2058             IF ( lod == 2 )  THEN
     2059                DO  i = nxl, nxr
     2060                   DO  j = nys, nyn
     2061                      chem_species(n)%conc(nzt+1,j,i) = interpolate_in_time(                       &
     2062                                                           nest_offl%chem_top(0,j,i,n),            &
     2063                                                           nest_offl%chem_top(1,j,i,n),            &
     2064                                                           fac_dt          )
     2065                      ref_chem_l(nzt+1,n) = ref_chem_l(nzt+1,n) + chem_species(n)%conc(nzt+1,j,i)
     2066                   ENDDO
    20542067                ENDDO
    2055              ENDDO
    2056           ELSE
    2057              var_1d(nzt+1) = interpolate_in_time( nest_offl%pt_top(0,1,1),                         &
    2058                                                   nest_offl%pt_top(1,1,1),                         &
    2059                                                   fac_dt )
    2060              pt(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) = var_1d(nzt+1)
    2061              pt_ref_l(nzt+1) = pt_ref_l(nzt+1) + SUM( pt(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) )
    2062           ENDIF
    2063        ENDIF
    2064 !
    2065 !--    humidity
    2066        IF ( humidity )  THEN
    2067           IF ( lod == 2 )  THEN
    2068              DO  i = nxl, nxr
    2069                 DO  j = nys, nyn
    2070                    q(nzt+1,j,i) = interpolate_in_time( nest_offl%q_top(0,j,i),                     &
    2071                                                        nest_offl%q_top(1,j,i),                     &
    2072                                                        fac_dt )
    2073                    q_ref_l(nzt+1) = q_ref_l(nzt+1) + q(nzt+1,j,i)
    2074                 ENDDO
    2075              ENDDO
    2076           ELSE
    2077              var_1d(nzt+1) = interpolate_in_time( nest_offl%q_top(0,1,1),                          &
    2078                                                   nest_offl%q_top(1,1,1),                          &
    2079                                                   fac_dt )
    2080              q(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) = var_1d(nzt+1)
    2081              q_ref_l(nzt+1) = q_ref_l(nzt+1) + SUM( q(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) )
    2082           ENDIF
    2083        ENDIF
    2084 
    2085        IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    2086           DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
    2087              IF ( nest_offl%chem_from_file_t(n) )  THEN
    2088                 IF ( lod == 2 )  THEN
    2089                    DO  i = nxl, nxr
    2090                       DO  j = nys, nyn
    2091                          chem_species(n)%conc(nzt+1,j,i) = interpolate_in_time(                    &
    2092                                                  nest_offl%chem_top(0,j,i,n),                      &
    2093                                                  nest_offl%chem_top(1,j,i,n),                      &
    2094                                                  fac_dt                       )
    2095                          ref_chem_l(nzt+1,n) = ref_chem_l(nzt+1,n) +                               &
    2096                                                chem_species(n)%conc(nzt+1,j,i)
    2097                       ENDDO
    2098                    ENDDO
    2099                 ELSE
    2100                    var_1d(nzt+1) = interpolate_in_time( nest_offl%chem_top(0,1,1,n),               &
    2101                                                         nest_offl%chem_top(1,1,1,n),               &
    2102                                                         fac_dt )
    2103                    chem_species(n)%conc(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) = var_1d(nzt+1)
    2104                    ref_chem_l(nzt+1,n) = ref_chem_l(nzt+1,n) +                                     &
    2105                                          SUM( chem_species(n)%conc(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) )
    2106                 ENDIF
     2068             ELSE
     2069                var_1d(nzt+1) = interpolate_in_time( nest_offl%chem_top(0,1,1,n),                  &
     2070                                                     nest_offl%chem_top(1,1,1,n),                  &
     2071                                                     fac_dt )
     2072                chem_species(n)%conc(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) = var_1d(nzt+1)
     2073                ref_chem_l(nzt+1,n) = ref_chem_l(nzt+1,n) +                                        &
     2074                                      SUM( chem_species(n)%conc(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) )
    21072075             ENDIF
    2108           ENDDO
    2109        ENDIF
    2110 !
    2111 !--    Moreover, set Neumann boundary condition for subgrid-scale TKE,
    2112 !--    passive scalar, dissipation, and chemical species if required
    2113        IF ( rans_mode  .AND.  rans_tke_e )  THEN
    2114           IF (  bc_dirichlet_l )  diss(:,:,nxl-1) = diss(:,:,nxl)
    2115           IF (  bc_dirichlet_r )  diss(:,:,nxr+1) = diss(:,:,nxr)
    2116           IF (  bc_dirichlet_s )  diss(:,nys-1,:) = diss(:,nys,:)
    2117           IF (  bc_dirichlet_n )  diss(:,nyn+1,:) = diss(:,nyn,:)
    2118        ENDIF
     2076          ENDIF
     2077       ENDDO
     2078    ENDIF
     2079!
     2080!-- Moreover, set Neumann boundary condition for subgrid-scale TKE, passive scalar, dissipation, and
     2081!-- chemical species if required.
     2082    IF ( rans_mode  .AND.  rans_tke_e )  THEN
     2083       IF (  bc_dirichlet_l )  diss(:,:,nxl-1) = diss(:,:,nxl)
     2084       IF (  bc_dirichlet_r )  diss(:,:,nxr+1) = diss(:,:,nxr)
     2085       IF (  bc_dirichlet_s )  diss(:,nys-1,:) = diss(:,nys,:)
     2086       IF (  bc_dirichlet_n )  diss(:,nyn+1,:) = diss(:,nyn,:)
     2087    ENDIF
    21192088!        IF ( .NOT. constant_diffusion )  THEN
    21202089!           IF (  bc_dirichlet_l )  e(:,:,nxl-1) = e(:,:,nxl)
    … …  
    21312100!        ENDIF
    21322101
    2133        CALL exchange_horiz( u, nbgp )
    2134        CALL exchange_horiz( v, nbgp )
    2135        CALL exchange_horiz( w, nbgp )
    2136        IF ( .NOT. neutral )  CALL exchange_horiz( pt, nbgp )
    2137        IF ( humidity      )  CALL exchange_horiz( q,  nbgp )
    2138        IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    2139           DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
    2140 !
    2141 !--          Do local exchange only when necessary, i.e. when data is coming
    2142 !--          from dynamic file.
    2143              IF ( nest_offl%chem_from_file_t(n) )  CALL exchange_horiz( chem_species(n)%conc, nbgp )
    2144           ENDDO
    2145        ENDIF
    2146 !
    2147 !--    Set top boundary condition at all horizontal grid points, also at the
    2148 !--    lateral boundary grid points.
    2149        w(nzt+1,:,:) = w(nzt,:,:)       
    2150 !
    2151 !--    Offline nesting for salsa
    2152        IF ( salsa )  CALL salsa_nesting_offl_bc
    2153 !
    2154 !--    Calculate the mean profiles. These are later stored on u_init, v_init,
    2155 !--    etc., in order to adjust the Rayleigh damping under time-evolving atmospheric conditions
    2156 !--    accordingly - damping against the representative mean profiles, not against the initial
    2157 !--    profiles. Note, in LOD = 1 case no averaging is required.
     2102    CALL exchange_horiz( u, nbgp )
     2103    CALL exchange_horiz( v, nbgp )
     2104    CALL exchange_horiz( w, nbgp )
     2105    IF ( .NOT. neutral )  CALL exchange_horiz( pt, nbgp )
     2106    IF ( humidity      )  CALL exchange_horiz( q,  nbgp )
     2107    IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     2108       DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
     2109!
     2110!--       Do local exchange only when necessary, i.e. when data is coming from dynamic file.
     2111          IF ( nest_offl%chem_from_file_t(n) )  CALL exchange_horiz( chem_species(n)%conc, nbgp )
     2112       ENDDO
     2113    ENDIF
     2114!
     2115!-- Set top boundary condition at all horizontal grid points, also at the lateral boundary grid
     2116!-- points.
     2117    w(nzt+1,:,:) = w(nzt,:,:)
     2118!
     2119!-- Offline nesting for salsa
     2120    IF ( salsa )  CALL salsa_nesting_offl_bc
     2121!
     2122!-- Calculate the mean profiles. These are later stored on u_init, v_init, etc., in order to adjust
     2123!-- the Rayleigh damping under time-evolving atmospheric conditions accordingly - damping against
     2124!-- the representative mean profiles, not against the initial profiles. Note, in LOD = 1 case no
     2125!-- averaging is required.
    21582126#if defined( __parallel )
    2159        CALL MPI_ALLREDUCE( u_ref_l, u_ref, nzt+1-nzb+1, MPI_REAL, MPI_SUM, comm2d, ierr )
    2160        CALL MPI_ALLREDUCE( v_ref_l, v_ref, nzt+1-nzb+1, MPI_REAL, MPI_SUM, comm2d, ierr )
    2161        IF ( humidity )  THEN
    2162           CALL MPI_ALLREDUCE( q_ref_l, q_ref, nzt+1-nzb+1, MPI_REAL, MPI_SUM, comm2d, ierr )
    2163        ENDIF
    2164        IF ( .NOT. neutral )  THEN
    2165           CALL MPI_ALLREDUCE( pt_ref_l, pt_ref, nzt+1-nzb+1, MPI_REAL, MPI_SUM, comm2d, ierr )
    2166        ENDIF
    2167        IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    2168           CALL MPI_ALLREDUCE( ref_chem_l, ref_chem, ( nzt+1-nzb+1 ) * SIZE( ref_chem(nzb,:) ),  &
    2169                               MPI_REAL, MPI_SUM, comm2d, ierr )
    2170        ENDIF
     2127    CALL MPI_ALLREDUCE( u_ref_l, u_ref, nzt+1-nzb+1, MPI_REAL, MPI_SUM, comm2d, ierr )
     2128    CALL MPI_ALLREDUCE( v_ref_l, v_ref, nzt+1-nzb+1, MPI_REAL, MPI_SUM, comm2d, ierr )
     2129    IF ( humidity )  THEN
     2130       CALL MPI_ALLREDUCE( q_ref_l, q_ref, nzt+1-nzb+1, MPI_REAL, MPI_SUM, comm2d, ierr )
     2131    ENDIF
     2132    IF ( .NOT. neutral )  THEN
     2133       CALL MPI_ALLREDUCE( pt_ref_l, pt_ref, nzt+1-nzb+1, MPI_REAL, MPI_SUM, comm2d, ierr )
     2134    ENDIF
     2135    IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     2136       CALL MPI_ALLREDUCE( ref_chem_l, ref_chem, ( nzt+1-nzb+1 ) * SIZE( ref_chem(nzb,:) ),        &
     2137                           MPI_REAL, MPI_SUM, comm2d, ierr )
     2138    ENDIF
    21712139#else
    2172        u_ref  = u_ref_l
    2173        v_ref  = v_ref_l
    2174        IF ( humidity )       q_ref    = q_ref_l
    2175        IF ( .NOT. neutral )  pt_ref   = pt_ref_l
    2176        IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  ref_chem = ref_chem_l
     2140    u_ref  = u_ref_l
     2141    v_ref  = v_ref_l
     2142    IF ( humidity )       q_ref    = q_ref_l
     2143    IF ( .NOT. neutral )  pt_ref   = pt_ref_l
     2144    IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  ref_chem = ref_chem_l
    21772145#endif
    21782146!
    2179 !--    Average data. Note, reference profiles up to nzt are derived from lateral
    2180 !--    boundaries, at the model top it is derived from the top boundary. Thus,
    2181 !--    number of input data is different from nzb:nzt compared to nzt+1.
    2182 !--    Derived from lateral boundaries.
    2183        u_ref(nzb:nzt) = u_ref(nzb:nzt) / REAL( 2.0_wp * ( ny + 1 + nx     ), KIND = wp ) 
    2184        v_ref(nzb:nzt) = v_ref(nzb:nzt) / REAL( 2.0_wp * ( ny   + nx + 1   ), KIND = wp )
    2185        IF ( humidity )                                                                          &
    2186           q_ref(nzb:nzt) = q_ref(nzb:nzt)   / REAL( 2.0_wp * ( ny + 1 + nx + 1 ), KIND = wp )
    2187        IF ( .NOT. neutral )                                                                     &
    2188           pt_ref(nzb:nzt) = pt_ref(nzb:nzt) / REAL( 2.0_wp * ( ny + 1 + nx + 1 ), KIND = wp )
    2189        IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                        &
    2190           ref_chem(nzb:nzt,:) = ref_chem(nzb:nzt,:) / REAL( 2.0_wp * ( ny + 1 + nx + 1 ), KIND = wp )
    2191 !
    2192 !--    Derived from top boundary.
    2193        u_ref(nzt+1) = u_ref(nzt+1) / REAL( ( ny + 1 ) * ( nx     ), KIND = wp )
    2194        v_ref(nzt+1) = v_ref(nzt+1) / REAL( ( ny     ) * ( nx + 1 ), KIND = wp )
    2195        IF ( humidity )                                                                          &
    2196           q_ref(nzt+1) = q_ref(nzt+1)   / REAL( ( ny + 1 ) * ( nx + 1 ), KIND = wp )
    2197        IF ( .NOT. neutral )                                                                     &
    2198           pt_ref(nzt+1) = pt_ref(nzt+1) / REAL( ( ny + 1 ) * ( nx + 1 ), KIND = wp )
    2199        IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                        &
    2200           ref_chem(nzt+1,:) = ref_chem(nzt+1,:) / REAL( ( ny + 1 ) * ( nx + 1 ),KIND = wp )
    2201 !
    2202 !--    Write onto init profiles, which are used for damping. Also set lower
    2203 !--    boundary condition for scalars (not required for u and v as these are
    2204 !--    zero at k=nzb.
    2205        u_init = u_ref
    2206        v_init = v_ref
    2207        IF ( humidity      )  THEN
    2208           q_init      = q_ref
    2209           q_init(nzb) = q_init(nzb+1)
    2210        ENDIF
    2211        IF ( .NOT. neutral )  THEN
    2212           pt_init      = pt_ref
    2213           pt_init(nzb) = pt_init(nzb+1)
    2214        ENDIF
    2215 
    2216        IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    2217           DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
    2218              IF ( nest_offl%chem_from_file_t(n) )  THEN
    2219                 chem_species(n)%conc_pr_init(:)   = ref_chem(:,n)
    2220                 chem_species(n)%conc_pr_init(nzb) = chem_species(n)%conc_pr_init(nzb+1)
    2221              ENDIF
    2222           ENDDO
    2223        ENDIF
    2224        IF ( ALLOCATED( ref_chem   ) )  DEALLOCATE( ref_chem   )
    2225        IF ( ALLOCATED( ref_chem_l ) )  DEALLOCATE( ref_chem_l )
    2226 !
    2227 !--    Further, adjust Rayleigh damping height in case of time-changing conditions.
    2228 !--    Therefore, calculate boundary-layer depth first.
    2229        CALL nesting_offl_calc_zi
    2230        CALL adjust_sponge_layer
    2231 
    2232        CALL  cpu_log( log_point(58), 'offline nesting', 'stop' )
    2233 
    2234        IF ( debug_output_timestep )  CALL debug_message( 'nesting_offl_bc', 'end' )
    2235 
    2236 
    2237     END SUBROUTINE nesting_offl_bc
    2238 
    2239 !------------------------------------------------------------------------------!
     2147!-- Average data. Note, reference profiles up to nzt are derived from lateral boundaries, at the
     2148!-- model top it is derived from the top boundary. Thus, number of input data is different from
     2149!-- nzb:nzt compared to nzt+1.
     2150!-- Derived from lateral boundaries.
     2151    u_ref(nzb:nzt) = u_ref(nzb:nzt) / REAL( 2.0_wp * ( ny + 1 + nx     ), KIND = wp )
     2152    v_ref(nzb:nzt) = v_ref(nzb:nzt) / REAL( 2.0_wp * ( ny   + nx + 1   ), KIND = wp )
     2153    IF ( humidity )                                                                                &
     2154       q_ref(nzb:nzt) = q_ref(nzb:nzt)   / REAL( 2.0_wp * ( ny + 1 + nx + 1 ), KIND = wp )
     2155    IF ( .NOT. neutral )                                                                           &
     2156       pt_ref(nzb:nzt) = pt_ref(nzb:nzt) / REAL( 2.0_wp * ( ny + 1 + nx + 1 ), KIND = wp )
     2157    IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                              &
     2158       ref_chem(nzb:nzt,:) = ref_chem(nzb:nzt,:) / REAL( 2.0_wp * ( ny + 1 + nx + 1 ), KIND = wp )
     2159!
     2160!-- Derived from top boundary.
     2161    u_ref(nzt+1) = u_ref(nzt+1) / REAL( ( ny + 1 ) * ( nx     ), KIND = wp )
     2162    v_ref(nzt+1) = v_ref(nzt+1) / REAL( ( ny     ) * ( nx + 1 ), KIND = wp )
     2163    IF ( humidity )                                                                                &
     2164       q_ref(nzt+1) = q_ref(nzt+1)   / REAL( ( ny + 1 ) * ( nx + 1 ), KIND = wp )
     2165    IF ( .NOT. neutral )                                                                           &
     2166       pt_ref(nzt+1) = pt_ref(nzt+1) / REAL( ( ny + 1 ) * ( nx + 1 ), KIND = wp )
     2167    IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                              &
     2168       ref_chem(nzt+1,:) = ref_chem(nzt+1,:) / REAL( ( ny + 1 ) * ( nx + 1 ),KIND = wp )
     2169!
     2170!-- Write onto init profiles, which are used for damping. Also set lower boundary condition for
     2171!-- scalars (not required for u and v as these are zero at k=nzb).
     2172    u_init = u_ref
     2173    v_init = v_ref
     2174    IF ( humidity      )  THEN
     2175       q_init      = q_ref
     2176       q_init(nzb) = q_init(nzb+1)
     2177    ENDIF
     2178    IF ( .NOT. neutral )  THEN
     2179       pt_init      = pt_ref
     2180       pt_init(nzb) = pt_init(nzb+1)
     2181    ENDIF
     2182
     2183    IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     2184       DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
     2185          IF ( nest_offl%chem_from_file_t(n) )  THEN
     2186             chem_species(n)%conc_pr_init(:)   = ref_chem(:,n)
     2187             chem_species(n)%conc_pr_init(nzb) = chem_species(n)%conc_pr_init(nzb+1)
     2188          ENDIF
     2189       ENDDO
     2190    ENDIF
     2191    IF ( ALLOCATED( ref_chem   ) )  DEALLOCATE( ref_chem   )
     2192    IF ( ALLOCATED( ref_chem_l ) )  DEALLOCATE( ref_chem_l )
     2193!
     2194!-- Further, adjust Rayleigh damping height in case of time-changing conditions.
     2195!-- Therefore, calculate boundary-layer depth first.
     2196    CALL nesting_offl_calc_zi
     2197    CALL adjust_sponge_layer
     2198
     2199    CALL  cpu_log( log_point(58), 'offline nesting', 'stop' )
     2200
     2201    IF ( debug_output_timestep )  CALL debug_message( 'nesting_offl_bc', 'end' )
     2202
     2203
     2204 END SUBROUTINE nesting_offl_bc
     2205
     2206!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    22402207! Description:
    2241 !------------------------------------------------------------------------------!
    2242 !>  Update of the geostrophic wind components. Note, currently this routine is
    2243 !>  not invoked.
    2244 !------------------------------------------------------------------------------!
    2245     SUBROUTINE nesting_offl_geostrophic_wind
    2246 
    2247        INTEGER(iwp) ::  k
    2248 !
    2249 !--    Update geostrophic wind components from dynamic input file.
    2250        DO  k = nzb+1, nzt
    2251           ug(k) = interpolate_in_time( nest_offl%ug(0,k), nest_offl%ug(1,k),   &
    2252                                        fac_dt )
    2253           vg(k) = interpolate_in_time( nest_offl%vg(0,k), nest_offl%vg(1,k),   &
    2254                                        fac_dt )
     2208!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2209!>  Update of the geostrophic wind components. Note, currently this routine is not invoked.
     2210!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2211 SUBROUTINE nesting_offl_geostrophic_wind
     2212
     2213    INTEGER(iwp) ::  k
     2214!
     2215!--    Update geostrophic wind components from dynamic input file.
     2216    DO  k = nzb+1, nzt
     2217       ug(k) = interpolate_in_time( nest_offl%ug(0,k), nest_offl%ug(1,k), fac_dt )
     2218       vg(k) = interpolate_in_time( nest_offl%vg(0,k), nest_offl%vg(1,k), fac_dt )
     2219    ENDDO
     2220    ug(nzt+1) = ug(nzt)
     2221    vg(nzt+1) = vg(nzt)
     2222
     2223 END SUBROUTINE nesting_offl_geostrophic_wind
     2224
     2225!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2226! Description:
     2227!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2228!>  Determine the interpolation constant for time interpolation. The calculation is separated from
     2229!>  the nesting_offl_bc and nesting_offl_geostrophic_wind in order to be independent on the order of
     2230!> calls.
     2231!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2232 SUBROUTINE nesting_offl_interpolation_factor
     2233!
     2234!-- Determine interpolation factor and limit it to 1. This is because t+dt can slightly exceed
     2235!-- time(tind_p) before boundary data is updated again.
     2236    fac_dt = ( time_since_reference_point - nest_offl%time(nest_offl%tind) + dt_3d ) /             &
     2237             ( nest_offl%time(nest_offl%tind_p) - nest_offl%time(nest_offl%tind) )
     2238
     2239    fac_dt = MIN( 1.0_wp, fac_dt )
     2240
     2241 END SUBROUTINE nesting_offl_interpolation_factor
     2242
     2243!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2244! Description:
     2245!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2246!> Calculates the boundary-layer depth from the boundary data, according to bulk-Richardson
     2247!> criterion.
     2248!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2249 SUBROUTINE nesting_offl_calc_zi
     2250
     2251    INTEGER(iwp) :: i                             !< loop index in x-direction
     2252    INTEGER(iwp) :: j                             !< loop index in y-direction
     2253    INTEGER(iwp) :: k                             !< loop index in z-direction
     2254    INTEGER(iwp) :: k_max_loc                     !< index of maximum wind speed along z-direction
     2255    INTEGER(iwp) :: k_surface                     !< topography top index in z-direction
     2256    INTEGER(iwp) :: num_boundary_gp_non_cyclic    !< number of non-cyclic boundaries, used for averaging ABL depth
     2257    INTEGER(iwp) :: num_boundary_gp_non_cyclic_l  !< number of non-cyclic boundaries, used for averaging ABL depth
     2258
     2259    REAL(wp) ::  ri_bulk                 !< bulk Richardson number
     2260    REAL(wp) ::  ri_bulk_crit = 0.25_wp  !< critical bulk Richardson number
     2261    REAL(wp) ::  topo_max                !< maximum topography level in model domain
     2262    REAL(wp) ::  topo_max_l              !< maximum topography level in subdomain
     2263    REAL(wp) ::  vpt_surface             !< near-surface virtual potential temperature
     2264    REAL(wp) ::  zi_l                    !< mean boundary-layer depth on subdomain
     2265    REAL(wp) ::  zi_local                !< local boundary-layer depth
     2266
     2267    REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  vpt_col  !< vertical profile of virtual potential temperature at (j,i)-grid point
     2268    REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  uv_abs   !< vertical profile of horizontal wind speed at (j,i)-grid point
     2269
     2270
     2271!
     2272!-- Calculate mean boundary-layer height from boundary data.
     2273!-- Start with the left and right boundaries.
     2274    zi_l      = 0.0_wp
     2275    num_boundary_gp_non_cyclic_l = 0
     2276    IF ( bc_dirichlet_l  .OR.  bc_dirichlet_r )  THEN
     2277!
     2278!--    Sum-up and store number of boundary grid points used for averaging ABL depth
     2279       num_boundary_gp_non_cyclic_l = num_boundary_gp_non_cyclic_l + nxr - nxl + 1
     2280!
     2281!--    Determine index along x. Please note, index indicates boundary grid point for scalars.
     2282       i = MERGE( -1, nxr + 1, bc_dirichlet_l )
     2283
     2284       DO  j = nys, nyn
     2285!
     2286!--       Determine topography top index at current (j,i) index
     2287          k_surface = topo_top_ind(j,i,0)
     2288!
     2289!--       Pre-compute surface virtual temperature. Therefore, use 2nd prognostic level according to
     2290!--       Heinze et al. (2017).
     2291          IF ( humidity )  THEN
     2292             vpt_surface = pt(k_surface+2,j,i) * ( 1.0_wp + 0.61_wp * q(k_surface+2,j,i) )
     2293             vpt_col     = pt(:,j,i) * ( 1.0_wp + 0.61_wp * q(:,j,i) )
     2294          ELSE
     2295             vpt_surface = pt(k_surface+2,j,i)
     2296             vpt_col     = pt(:,j,i)
     2297          ENDIF
     2298!
     2299!--       Calculate local boundary layer height from bulk Richardson number, i.e. the height where
     2300!--       the bulk Richardson number exceeds its critical value of 0.25
     2301!--       (according to Heinze et al., 2017).
     2302!--       Note, no interpolation of u- and v-component is made, as both are mainly mean inflow
     2303!--       profiles with very small spatial variation.
     2304!--       Add a safety factor in case the velocity term becomes zero. This may happen if overhanging
     2305!--       3D structures are directly located at the boundary, where velocity inside the building is
     2306!--       zero (k_surface is the index of the lowest upward-facing surface).
     2307          uv_abs(:) = SQRT( MERGE( u(:,j,i+1), u(:,j,i), bc_dirichlet_l )**2 + v(:,j,i)**2 )
     2308!
     2309!--       Determine index of the maximum wind speed
     2310          k_max_loc = MAXLOC( uv_abs(:), DIM = 1 ) - 1
     2311
     2312          zi_local = 0.0_wp
     2313          DO  k = k_surface+1, nzt
     2314             ri_bulk = zu(k) * g / vpt_surface *                                                   &
     2315                       ( vpt_col(k) - vpt_surface ) / ( uv_abs(k) + 1E-5_wp )
     2316!
     2317!--          Check if critical Richardson number is exceeded. Further, check if there is a maxium in
     2318!--          the wind profile in order to detect also ABL heights in the stable boundary layer.
     2319             IF ( zi_local == 0.0_wp  .AND.  ( ri_bulk > ri_bulk_crit .OR. k == k_max_loc ) )      &
     2320                zi_local = zu(k)
     2321          ENDDO
     2322!
     2323!--       Assure that the minimum local boundary-layer depth is at least at the second vertical grid
     2324!--       level.
     2325          zi_l = zi_l + MAX( zi_local, zu(k_surface+2) )
     2326
    22552327       ENDDO
    2256        ug(nzt+1) = ug(nzt)
    2257        vg(nzt+1) = vg(nzt)
    2258 
    2259     END SUBROUTINE nesting_offl_geostrophic_wind
    2260 
    2261 !------------------------------------------------------------------------------!
    2262 ! Description:
    2263 !------------------------------------------------------------------------------!
    2264 !>  Determine the interpolation constant for time interpolation. The
    2265 !>  calculation is separated from the nesting_offl_bc and
    2266 !>  nesting_offl_geostrophic_wind in order to be independent on the order
    2267 !>  of calls.
    2268 !------------------------------------------------------------------------------!
    2269     SUBROUTINE nesting_offl_interpolation_factor
    2270 !
    2271 !--    Determine interpolation factor and limit it to 1. This is because
    2272 !--    t+dt can slightly exceed time(tind_p) before boundary data is updated
    2273 !--    again.
    2274        fac_dt = ( time_since_reference_point                                   &
    2275                 - nest_offl%time(nest_offl%tind) + dt_3d ) /                   &
    2276            ( nest_offl%time(nest_offl%tind_p) - nest_offl%time(nest_offl%tind) )
    2277 
    2278        fac_dt = MIN( 1.0_wp, fac_dt )
    2279 
    2280     END SUBROUTINE nesting_offl_interpolation_factor
    2281 
    2282 !------------------------------------------------------------------------------!
    2283 ! Description:
    2284 !------------------------------------------------------------------------------!
    2285 !> Calculates the boundary-layer depth from the boundary data, according to
    2286 !> bulk-Richardson criterion.
    2287 !------------------------------------------------------------------------------!
    2288     SUBROUTINE nesting_offl_calc_zi
    2289 
    2290        INTEGER(iwp) :: i                            !< loop index in x-direction
    2291        INTEGER(iwp) :: j                            !< loop index in y-direction
    2292        INTEGER(iwp) :: k                            !< loop index in z-direction
    2293        INTEGER(iwp) :: k_max_loc                    !< index of maximum wind speed along z-direction
    2294        INTEGER(iwp) :: k_surface                    !< topography top index in z-direction
    2295        INTEGER(iwp) :: num_boundary_gp_non_cyclic   !< number of non-cyclic boundaries, used for averaging ABL depth
    2296        INTEGER(iwp) :: num_boundary_gp_non_cyclic_l !< number of non-cyclic boundaries, used for averaging ABL depth
    2297    
    2298        REAL(wp) ::  ri_bulk                 !< bulk Richardson number
    2299        REAL(wp) ::  ri_bulk_crit = 0.25_wp  !< critical bulk Richardson number
    2300        REAL(wp) ::  topo_max                !< maximum topography level in model domain
    2301        REAL(wp) ::  topo_max_l              !< maximum topography level in subdomain
    2302        REAL(wp) ::  vpt_surface             !< near-surface virtual potential temperature
    2303        REAL(wp) ::  zi_l                    !< mean boundary-layer depth on subdomain   
    2304        REAL(wp) ::  zi_local                !< local boundary-layer depth 
    2305    
    2306        REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  vpt_col !< vertical profile of virtual potential temperature at (j,i)-grid point
    2307        REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1) ::  uv_abs  !< vertical profile of horizontal wind speed at (j,i)-grid point
    2308 
    2309        
    2310 !
    2311 !--    Calculate mean boundary-layer height from boundary data.
    2312 !--    Start with the left and right boundaries.
    2313        zi_l      = 0.0_wp
    2314        num_boundary_gp_non_cyclic_l = 0
    2315        IF ( bc_dirichlet_l  .OR.  bc_dirichlet_r )  THEN
    2316 !
    2317 !--       Sum-up and store number of boundary grid points used for averaging
    2318 !--       ABL depth
    2319           num_boundary_gp_non_cyclic_l = num_boundary_gp_non_cyclic_l +        &
    2320                                          nxr - nxl + 1
    2321 !
    2322 !--       Determine index along x. Please note, index indicates boundary
    2323 !--       grid point for scalars.
    2324           i = MERGE( -1, nxr + 1, bc_dirichlet_l )
    2325    
    2326           DO  j = nys, nyn
    2327 !
    2328 !--          Determine topography top index at current (j,i) index
    2329              k_surface = topo_top_ind(j,i,0)
    2330 !
    2331 !--          Pre-compute surface virtual temperature. Therefore, use 2nd
    2332 !--          prognostic level according to Heinze et al. (2017).
    2333              IF ( humidity )  THEN
    2334                 vpt_surface = pt(k_surface+2,j,i) *                            &
    2335                             ( 1.0_wp + 0.61_wp * q(k_surface+2,j,i) )
    2336                 vpt_col     = pt(:,j,i) * ( 1.0_wp + 0.61_wp * q(:,j,i) )
    2337              ELSE
    2338                 vpt_surface = pt(k_surface+2,j,i)
    2339                 vpt_col     = pt(:,j,i)
    2340              ENDIF
    2341 !
    2342 !--          Calculate local boundary layer height from bulk Richardson number,
    2343 !--          i.e. the height where the bulk Richardson number exceeds its
    2344 !--          critical value of 0.25 (according to Heinze et al., 2017).
    2345 !--          Note, no interpolation of u- and v-component is made, as both
    2346 !--          are mainly mean inflow profiles with very small spatial variation.
    2347 !--          Add a safety factor in case the velocity term becomes zero. This
    2348 !--          may happen if overhanging 3D structures are directly located at
    2349 !--          the boundary, where velocity inside the building is zero
    2350 !--          (k_surface is the index of the lowest upward-facing surface).
    2351              uv_abs(:) = SQRT( MERGE( u(:,j,i+1), u(:,j,i),                   &
    2352                                       bc_dirichlet_l )**2 +                   &
    2353                                v(:,j,i)**2 )
    2354 !
    2355 !--          Determine index of the maximum wind speed                               
    2356              k_max_loc = MAXLOC( uv_abs(:), DIM = 1 ) - 1
    2357 
    2358              zi_local = 0.0_wp
    2359              DO  k = k_surface+1, nzt
    2360                 ri_bulk = zu(k) * g / vpt_surface *                            &
    2361                           ( vpt_col(k) - vpt_surface ) /                       &
    2362                           ( uv_abs(k) + 1E-5_wp )
    2363 !
    2364 !--             Check if critical Richardson number is exceeded. Further, check
    2365 !--             if there is a maxium in the wind profile in order to detect also
    2366 !--             ABL heights in the stable boundary layer.
    2367                 IF ( zi_local == 0.0_wp  .AND.                                 &
    2368                      ( ri_bulk > ri_bulk_crit  .OR.  k == k_max_loc ) )        &
    2369                    zi_local = zu(k)           
    2370              ENDDO
    2371 !
    2372 !--          Assure that the minimum local boundary-layer depth is at least at
    2373 !--          the second vertical grid level.
    2374              zi_l = zi_l + MAX( zi_local, zu(k_surface+2) )   
    2375              
    2376           ENDDO
    2377        
    2378        ENDIF
    2379 !
    2380 !--    Do the same at the north and south boundaries.
    2381        IF ( bc_dirichlet_s  .OR.  bc_dirichlet_n )  THEN
    2382        
    2383           num_boundary_gp_non_cyclic_l = num_boundary_gp_non_cyclic_l +        &
    2384                                          nxr - nxl + 1
    2385        
    2386           j = MERGE( -1, nyn + 1, bc_dirichlet_s )
    2387        
    2388           DO  i = nxl, nxr
    2389              k_surface = topo_top_ind(j,i,0)
    2390  
    2391              IF ( humidity )  THEN
    2392                 vpt_surface = pt(k_surface+2,j,i) *                            &
    2393                             ( 1.0_wp + 0.61_wp * q(k_surface+2,j,i) )
    2394                 vpt_col     = pt(:,j,i) * ( 1.0_wp + 0.61_wp * q(:,j,i) )
    2395              ELSE
    2396                 vpt_surface = pt(k_surface+2,j,i)
    2397                 vpt_col  = pt(:,j,i)
    2398              ENDIF
    2399          
    2400              uv_abs(:) = SQRT( u(:,j,i)**2 +                                   &
    2401                                MERGE( v(:,j+1,i), v(:,j,i),                    &
    2402                                bc_dirichlet_s )**2 )
    2403 !
    2404 !--          Determine index of the maximum wind speed
    2405              k_max_loc = MAXLOC( uv_abs(:), DIM = 1 ) - 1
    2406          
    2407              zi_local = 0.0_wp
    2408              DO  k = k_surface+1, nzt               
    2409                 ri_bulk = zu(k) * g / vpt_surface *                            &
    2410                        ( vpt_col(k) - vpt_surface ) /                          &
    2411                        ( uv_abs(k) + 1E-5_wp )
    2412 !
    2413 !--             Check if critical Richardson number is exceeded. Further, check
    2414 !--             if there is a maxium in the wind profile in order to detect also
    2415 !--             ABL heights in the stable boundary layer.                       
    2416                 IF ( zi_local == 0.0_wp  .AND.                                 &
    2417                      ( ri_bulk > ri_bulk_crit  .OR.  k == k_max_loc ) )        &
    2418                    zi_local = zu(k)   
    2419              ENDDO
    2420              zi_l = zi_l + MAX( zi_local, zu(k_surface+2) )   
    2421          
    2422           ENDDO
    2423          
    2424        ENDIF
    2425    
     2328
     2329    ENDIF
     2330!
     2331!-- Do the same at the north and south boundaries.
     2332    IF ( bc_dirichlet_s  .OR.  bc_dirichlet_n )  THEN
     2333
     2334       num_boundary_gp_non_cyclic_l = num_boundary_gp_non_cyclic_l + nxr - nxl + 1
     2335
     2336       j = MERGE( -1, nyn + 1, bc_dirichlet_s )
     2337
     2338       DO  i = nxl, nxr
     2339          k_surface = topo_top_ind(j,i,0)
     2340
     2341          IF ( humidity )  THEN
     2342             vpt_surface = pt(k_surface+2,j,i) * ( 1.0_wp + 0.61_wp * q(k_surface+2,j,i) )
     2343             vpt_col     = pt(:,j,i) * ( 1.0_wp + 0.61_wp * q(:,j,i) )
     2344          ELSE
     2345             vpt_surface = pt(k_surface+2,j,i)
     2346             vpt_col  = pt(:,j,i)
     2347          ENDIF
     2348
     2349          uv_abs(:) = SQRT( u(:,j,i)**2 + MERGE( v(:,j+1,i), v(:,j,i), bc_dirichlet_s )**2 )
     2350!
     2351!--       Determine index of the maximum wind speed
     2352          k_max_loc = MAXLOC( uv_abs(:), DIM = 1 ) - 1
     2353
     2354          zi_local = 0.0_wp
     2355          DO  k = k_surface+1, nzt
     2356             ri_bulk = zu(k) * g / vpt_surface *                                                   &
     2357                       ( vpt_col(k) - vpt_surface ) / ( uv_abs(k) + 1E-5_wp )
     2358!
     2359!--          Check if critical Richardson number is exceeded. Further, check if there is a maxium in
     2360!--          the wind profile in order to detect also ABL heights in the stable boundary layer.
     2361             IF ( zi_local == 0.0_wp  .AND.  ( ri_bulk > ri_bulk_crit .OR. k == k_max_loc ) )      &
     2362                zi_local = zu(k)
     2363          ENDDO
     2364          zi_l = zi_l + MAX( zi_local, zu(k_surface+2) )
     2365
     2366       ENDDO
     2367
     2368    ENDIF
     2369
    24262370#if defined( __parallel )
    2427        CALL MPI_ALLREDUCE( zi_l, zi_ribulk, 1, MPI_REAL, MPI_SUM,              &
    2428                            comm2d, ierr )
    2429        CALL MPI_ALLREDUCE( num_boundary_gp_non_cyclic_l,                       &
    2430                            num_boundary_gp_non_cyclic,                         &
    2431                            1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, comm2d, ierr )
     2371    CALL MPI_ALLREDUCE( zi_l, zi_ribulk, 1, MPI_REAL, MPI_SUM, comm2d, ierr )
     2372    CALL MPI_ALLREDUCE( num_boundary_gp_non_cyclic_l, num_boundary_gp_non_cyclic,                  &
     2373                        1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, comm2d, ierr )
    24322374#else
    2433        zi_ribulk = zi_l
    2434        num_boundary_gp_non_cyclic = num_boundary_gp_non_cyclic_l
     2375    zi_ribulk = zi_l
     2376    num_boundary_gp_non_cyclic = num_boundary_gp_non_cyclic_l
    24352377#endif
    2436        zi_ribulk = zi_ribulk / REAL( num_boundary_gp_non_cyclic, KIND = wp )
    2437 !
    2438 !--    Finally, check if boundary layer depth is not below the any topography.
    2439 !--    zi_ribulk will be used to adjust rayleigh damping height, i.e. the
    2440 !--    lower level of the sponge layer, as well as to adjust the synthetic
    2441 !--    turbulence generator accordingly. If Rayleigh damping would be applied
    2442 !--    near buildings, etc., this would spoil the simulation results.
    2443        topo_max_l = zw(MAXVAL( topo_top_ind(nys:nyn,nxl:nxr,0) ))
    2444        
     2378    zi_ribulk = zi_ribulk / REAL( num_boundary_gp_non_cyclic, KIND = wp )
     2379!
     2380!-- Finally, check if boundary layer depth is not below the any topography.
     2381!-- zi_ribulk will be used to adjust rayleigh damping height, i.e. the lower level of the sponge
     2382!-- layer, as well as to adjust the synthetic turbulence generator accordingly. If Rayleigh damping
     2383!-- would be applied near buildings, etc., this would spoil the simulation results.
     2384    topo_max_l = zw(MAXVAL( topo_top_ind(nys:nyn,nxl:nxr,0) ))
     2385
    24452386#if defined( __parallel )
    2446        CALL MPI_ALLREDUCE( topo_max_l, topo_max, 1, MPI_REAL, MPI_MAX,         &
    2447                            comm2d, ierr )
     2387    CALL MPI_ALLREDUCE( topo_max_l, topo_max, 1, MPI_REAL, MPI_MAX, comm2d, ierr )
    24482388#else
    2449        topo_max     = topo_max_l
     2389    topo_max     = topo_max_l
    24502390#endif
    24512391!        zi_ribulk = MAX( zi_ribulk, topo_max )
    2452        
    2453     END SUBROUTINE nesting_offl_calc_zi
    2454    
    2455    
    2456 !------------------------------------------------------------------------------!
     2392
     2393 END SUBROUTINE nesting_offl_calc_zi
     2394
     2395
     2396!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    24572397! Description:
    2458 !------------------------------------------------------------------------------!
    2459 !> Adjust the height where the rayleigh damping starts, i.e. the lower level
    2460 !> of the sponge layer.
    2461 !------------------------------------------------------------------------------!
    2462     SUBROUTINE adjust_sponge_layer
    2463 
    2464        INTEGER(iwp) :: k   !< loop index in z-direction
    2465    
    2466        REAL(wp) ::  rdh    !< updated Rayleigh damping height
    2467  
    2468    
    2469        IF ( rayleigh_damping_height > 0.0_wp  .AND.                            &
    2470             rayleigh_damping_factor > 0.0_wp )  THEN
    2471 !
    2472 !--       Update Rayleigh-damping height and re-calculate height-depending
    2473 !--       damping coefficients.
    2474 !--       Assure that rayleigh damping starts well above the boundary layer.   
    2475           rdh = MIN( MAX( zi_ribulk * 1.3_wp, 10.0_wp * dz(1) ),               &
    2476                      0.8_wp * zu(nzt), rayleigh_damping_height )
     2398!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2399!> Adjust the height where the rayleigh damping starts, i.e. the lower level of the sponge layer.
     2400!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2401 SUBROUTINE adjust_sponge_layer
     2402
     2403    INTEGER(iwp) :: k   !< loop index in z-direction
     2404
     2405    REAL(wp) ::  rdh    !< updated Rayleigh damping height
     2406
     2407
     2408    IF ( rayleigh_damping_height > 0.0_wp  .AND.  rayleigh_damping_factor > 0.0_wp )  THEN
     2409!
     2410!--    Update Rayleigh-damping height and re-calculate height-depending damping coefficients.
     2411!--    Assure that rayleigh damping starts well above the boundary layer.
     2412       rdh = MIN( MAX( zi_ribulk * 1.3_wp, 10.0_wp * dz(1) ),                                      &
     2413                  0.8_wp * zu(nzt), rayleigh_damping_height )
    24772414!
    24782415!--       Update Rayleigh damping factor
    2479           DO  k = nzb+1, nzt
    2480              IF ( zu(k) >= rdh )  THEN
    2481                 rdf(k) = rayleigh_damping_factor *                             &
    2482                                           ( SIN( pi * 0.5_wp * ( zu(k) - rdh ) &
    2483                                         / ( zu(nzt) - rdh ) )                  &
    2484                                           )**2
    2485              ENDIF
    2486           ENDDO
    2487           rdf_sc = rdf
    2488        
    2489        ENDIF
    2490 
    2491     END SUBROUTINE adjust_sponge_layer
    2492    
    2493 !------------------------------------------------------------------------------!
     2416       DO  k = nzb+1, nzt
     2417          IF ( zu(k) >= rdh )  THEN
     2418             rdf(k) = rayleigh_damping_factor *                                                    &
     2419                      ( SIN( pi * 0.5_wp * ( zu(k) - rdh ) / ( zu(nzt) - rdh ) ) )**2
     2420          ENDIF
     2421       ENDDO
     2422       rdf_sc = rdf
     2423
     2424    ENDIF
     2425
     2426 END SUBROUTINE adjust_sponge_layer
     2427
     2428!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    24942429! Description:
    24952430! ------------
    24962431!> Performs consistency checks
    2497 !------------------------------------------------------------------------------!
    2498     SUBROUTINE nesting_offl_check_parameters
    2499 !
    2500 !--    Check if offline nesting is applied in nested child domain.
    2501        IF ( nesting_offline  .AND.  child_domain )  THEN
    2502           message_string = 'Offline nesting is only applicable in root model.'
    2503           CALL message( 'offline_nesting_check_parameters', 'PA0622', 1, 2, 0, 6, 0 )       
    2504        ENDIF
    2505 
    2506     END SUBROUTINE nesting_offl_check_parameters
    2507    
    2508 !------------------------------------------------------------------------------!
     2432!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2433 SUBROUTINE nesting_offl_check_parameters
     2434!
     2435!-- Check if offline nesting is applied in nested child domain.
     2436    IF ( nesting_offline  .AND.  child_domain )  THEN
     2437       message_string = 'Offline nesting is only applicable in root model.'
     2438       CALL message( 'offline_nesting_check_parameters', 'PA0622', 1, 2, 0, 6, 0 )
     2439    ENDIF
     2440
     2441 END SUBROUTINE nesting_offl_check_parameters
     2442
     2443!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    25092444! Description:
    25102445! ------------
    25112446!> Reads the parameter list nesting_offl_parameters
    2512 !------------------------------------------------------------------------------!
    2513     SUBROUTINE nesting_offl_parin
    2514        
    2515        CHARACTER (LEN=80) ::  line   !< dummy string that contains the current line of the parameter file
    2516 
    2517 
    2518        NAMELIST /nesting_offl_parameters/   nesting_offline
    2519 
    2520        line = ' '
    2521 
    2522 !
    2523 !--    Try to find stg package
    2524        REWIND ( 11 )
    2525        line = ' '
    2526        DO WHILE ( INDEX( line, '&nesting_offl_parameters' ) == 0 )
    2527           READ ( 11, '(A)', END=20 )  line
    2528        ENDDO
    2529        BACKSPACE ( 11 )
    2530 
    2531 !
    2532 !--    Read namelist
    2533        READ ( 11, nesting_offl_parameters, ERR = 10, END = 20 )
    2534 
    2535        GOTO 20
    2536 
    2537  10    BACKSPACE( 11 )
    2538        READ( 11 , '(A)') line
    2539        CALL parin_fail_message( 'nesting_offl_parameters', line )
    2540 
    2541  20    CONTINUE
    2542 
    2543 
    2544     END SUBROUTINE nesting_offl_parin
    2545 
    2546 !------------------------------------------------------------------------------!
     2447!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2448 SUBROUTINE nesting_offl_parin
     2449
     2450    CHARACTER (LEN=80) ::  line  !< dummy string that contains the current line of the parameter file
     2451
     2452
     2453    NAMELIST /nesting_offl_parameters/   nesting_offline
     2454
     2455    line = ' '
     2456
     2457!
     2458!-- Try to find stg package
     2459    REWIND ( 11 )
     2460    line = ' '
     2461    DO WHILE ( INDEX( line, '&nesting_offl_parameters' ) == 0 )
     2462       READ ( 11, '(A)', END=20 )  line
     2463    ENDDO
     2464    BACKSPACE ( 11 )
     2465
     2466!
     2467!-- Read namelist
     2468    READ ( 11, nesting_offl_parameters, ERR = 10, END = 20 )
     2469
     2470    GOTO 20
     2471
     247210    BACKSPACE( 11 )
     2473    READ( 11 , '(A)') line
     2474    CALL parin_fail_message( 'nesting_offl_parameters', line )
     2475
     247620    CONTINUE
     2477
     2478
     2479 END SUBROUTINE nesting_offl_parin
     2480
     2481!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    25472482! Description:
    25482483! ------------
    25492484!> Writes information about offline nesting into HEADER file
    2550 !------------------------------------------------------------------------------!
    2551     SUBROUTINE nesting_offl_header ( io )
    2552 
    2553        INTEGER(iwp), INTENT(IN) ::  io !< Unit of the output file
    2554 
    2555        WRITE ( io, 1 )
    2556        IF ( nesting_offline )  THEN
    2557           WRITE ( io, 3 )
    2558        ELSE
    2559           WRITE ( io, 2 )
    2560        ENDIF
    2561 
    2562 1 FORMAT (//' Offline nesting in COSMO model:'/                                &
    2563               ' -------------------------------'/)
     2485!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2486 SUBROUTINE nesting_offl_header ( io )
     2487
     2488    INTEGER(iwp), INTENT(IN) ::  io  !< Unit of the output file
     2489
     2490    WRITE ( io, 1 )
     2491    IF ( nesting_offline )  THEN
     2492       WRITE ( io, 3 )
     2493    ELSE
     2494       WRITE ( io, 2 )
     2495    ENDIF
     2496
     24971 FORMAT (//' Offline nesting in COSMO model:'/' -------------------------------'/)
    256424982 FORMAT (' --> No offlince nesting is used (default) ')
    256524993 FORMAT (' --> Offlince nesting is used. Boundary data is read from dynamic input file ')
    25662500
    2567     END SUBROUTINE nesting_offl_header
    2568 
    2569 !------------------------------------------------------------------------------!
     2501 END SUBROUTINE nesting_offl_header
     2502
     2503!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    25702504! Description:
    25712505! ------------
    2572 !> Allocate arrays used to read boundary data from NetCDF file and initialize
    2573 !> boundary data.
    2574 !------------------------------------------------------------------------------!
    2575     SUBROUTINE nesting_offl_init
    2576 
    2577        INTEGER(iwp) ::  i   !< loop index for x-direction
    2578        INTEGER(iwp) ::  j   !< loop index for y-direction
    2579        INTEGER(iwp) ::  n   !< running index for chemical species
    2580 
    2581 !
    2582 !--    Before arrays for the boundary data are allocated, the LOD of the dynamic input data
    2583 !--    at the boundaries is read.
     2506!> Allocate arrays used to read boundary data from NetCDF file and initialize boundary data.
     2507!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2508 SUBROUTINE nesting_offl_init
     2509
     2510    INTEGER(iwp) ::  i   !< loop index for x-direction
     2511    INTEGER(iwp) ::  j   !< loop index for y-direction
     2512    INTEGER(iwp) ::  n   !< running index for chemical species
     2513
     2514!
     2515!-- Before arrays for the boundary data are allocated, the LOD of the dynamic input data at the
     2516!-- boundaries is read.
    25842517#if defined ( __netcdf )
    25852518!
    2586 !--    Open file in read-only mode
    2587        CALL open_read_file( TRIM( input_file_dynamic ) // TRIM( coupling_char ), pids_id )
    2588 !
    2589 !--    Read attributes for LOD. In order to gurantee that also older drivers, where attribute is not given,
    2590 !--   are working, do not abort the run but assume LOD2 forcing.
    2591        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_east_pt,  .FALSE., 'ls_forcing_left_pt', .FALSE. )
    2592        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_east_qv,  .FALSE., 'ls_forcing_left_qv', .FALSE. )
    2593        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_east_u,   .FALSE., 'ls_forcing_left_u',  .FALSE. )
    2594        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_east_v,   .FALSE., 'ls_forcing_left_v',  .FALSE. )
    2595        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_east_w,   .FALSE., 'ls_forcing_left_w',  .FALSE. )
    2596 
    2597        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_north_pt, .FALSE., 'ls_forcing_north_pt', .FALSE. )
    2598        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_north_qv, .FALSE., 'ls_forcing_north_qv', .FALSE. )
    2599        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_north_u,  .FALSE., 'ls_forcing_north_u',  .FALSE. )
    2600        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_north_v,  .FALSE., 'ls_forcing_north_v',  .FALSE. )
    2601        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_north_w,  .FALSE., 'ls_forcing_north_w',  .FALSE. )
    2602 
    2603        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_south_pt, .FALSE., 'ls_forcing_south_pt', .FALSE. )
    2604        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_south_qv, .FALSE., 'ls_forcing_south_qv', .FALSE. )
    2605        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_south_u,  .FALSE., 'ls_forcing_south_u',  .FALSE. )
    2606        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_south_v,  .FALSE., 'ls_forcing_south_v',  .FALSE. )
    2607        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_south_w,  .FALSE., 'ls_forcing_south_w',  .FALSE. )
    2608 
    2609        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_west_pt,  .FALSE., 'ls_forcing_right_pt', .FALSE. )
    2610        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_west_qv,  .FALSE., 'ls_forcing_right_qv', .FALSE. )
    2611        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_west_u,   .FALSE., 'ls_forcing_right_u',  .FALSE. )
    2612        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_west_v,   .FALSE., 'ls_forcing_right_v',  .FALSE. )
    2613        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_west_w,   .FALSE., 'ls_forcing_right_w',  .FALSE. )
    2614 
    2615        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_top_pt,   .FALSE., 'ls_forcing_top_pt', .FALSE. )
    2616        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_top_qv,   .FALSE., 'ls_forcing_top_qv', .FALSE. )
    2617        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_top_u,    .FALSE., 'ls_forcing_top_u',  .FALSE. )
    2618        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_top_v,    .FALSE., 'ls_forcing_top_v',  .FALSE. )
    2619        CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_top_w,    .FALSE., 'ls_forcing_top_w',  .FALSE. )
    2620 
    2621        CALL close_input_file( pids_id )
     2519!-- Open file in read-only mode
     2520    CALL open_read_file( TRIM( input_file_dynamic ) // TRIM( coupling_char ), pids_id )
     2521!
     2522!-- Read attributes for LOD. In order to gurantee that also older drivers, where attribute is not
     2523!-- given, are working, do not abort the run but assume LOD2 forcing.
     2524    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_east_pt,  .FALSE., 'ls_forcing_left_pt', .FALSE. )
     2525    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_east_qv,  .FALSE., 'ls_forcing_left_qv', .FALSE. )
     2526    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_east_u,   .FALSE., 'ls_forcing_left_u',  .FALSE. )
     2527    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_east_v,   .FALSE., 'ls_forcing_left_v',  .FALSE. )
     2528    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_east_w,   .FALSE., 'ls_forcing_left_w',  .FALSE. )
     2529
     2530    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_north_pt, .FALSE., 'ls_forcing_north_pt', .FALSE. )
     2531    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_north_qv, .FALSE., 'ls_forcing_north_qv', .FALSE. )
     2532    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_north_u,  .FALSE., 'ls_forcing_north_u',  .FALSE. )
     2533    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_north_v,  .FALSE., 'ls_forcing_north_v',  .FALSE. )
     2534    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_north_w,  .FALSE., 'ls_forcing_north_w',  .FALSE. )
     2535
     2536    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_south_pt, .FALSE., 'ls_forcing_south_pt', .FALSE. )
     2537    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_south_qv, .FALSE., 'ls_forcing_south_qv', .FALSE. )
     2538    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_south_u,  .FALSE., 'ls_forcing_south_u',  .FALSE. )
     2539    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_south_v,  .FALSE., 'ls_forcing_south_v',  .FALSE. )
     2540    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_south_w,  .FALSE., 'ls_forcing_south_w',  .FALSE. )
     2541
     2542    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_west_pt,  .FALSE., 'ls_forcing_right_pt', .FALSE. )
     2543    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_west_qv,  .FALSE., 'ls_forcing_right_qv', .FALSE. )
     2544    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_west_u,   .FALSE., 'ls_forcing_right_u',  .FALSE. )
     2545    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_west_v,   .FALSE., 'ls_forcing_right_v',  .FALSE. )
     2546    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_west_w,   .FALSE., 'ls_forcing_right_w',  .FALSE. )
     2547
     2548    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_top_pt,   .FALSE., 'ls_forcing_top_pt', .FALSE. )
     2549    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_top_qv,   .FALSE., 'ls_forcing_top_qv', .FALSE. )
     2550    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_top_u,    .FALSE., 'ls_forcing_top_u',  .FALSE. )
     2551    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_top_v,    .FALSE., 'ls_forcing_top_v',  .FALSE. )
     2552    CALL get_attribute( pids_id, char_lod, nest_offl%lod_top_w,    .FALSE., 'ls_forcing_top_w',  .FALSE. )
     2553
     2554    CALL close_input_file( pids_id )
    26222555#endif
    26232556!
    2624 !--    Temporary workaround until most of the dynamic drivers contain a LOD attribute. So far INIFOR
    2625 !--    did not provide the LOD attribute. In order to still use these older dynamic drivers, provide
    2626 !--    a temporary workaround. If the LOD is not given, a NetCDF interal error will occur but the simulation
    2627 !--    will not be aborted since the no_abort flag is passed. However, the respective attribute value
    2628 !--    might be given an arbitrary number. Hence, check for valid LOD's and manually set them to LOD 2
    2629 !--    (as assumed so far). Note, this workaround should be removed later (date of reference: 6. Oct. 2020).
    2630        IF ( nest_offl%lod_east_pt /= 1  .AND.  nest_offl%lod_east_pt /= 2 )  nest_offl%lod_east_pt = 2
    2631        IF ( nest_offl%lod_east_qv /= 1  .AND.  nest_offl%lod_east_qv /= 2 )  nest_offl%lod_east_qv = 2
    2632        IF ( nest_offl%lod_east_u  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_east_u  /= 2 )  nest_offl%lod_east_u  = 2
    2633        IF ( nest_offl%lod_east_v  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_east_v  /= 2 )  nest_offl%lod_east_v  = 2
    2634        IF ( nest_offl%lod_east_w  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_east_w  /= 2 )  nest_offl%lod_east_w  = 2
    2635 
    2636        IF ( nest_offl%lod_north_pt /= 1  .AND.  nest_offl%lod_north_pt /= 2 )  nest_offl%lod_north_pt = 2
    2637        IF ( nest_offl%lod_north_qv /= 1  .AND.  nest_offl%lod_north_qv /= 2 )  nest_offl%lod_north_qv = 2
    2638        IF ( nest_offl%lod_north_u  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_north_u  /= 2 )  nest_offl%lod_north_u  = 2
    2639        IF ( nest_offl%lod_north_v  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_north_v  /= 2 )  nest_offl%lod_north_v  = 2
    2640        IF ( nest_offl%lod_north_w  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_north_w  /= 2 )  nest_offl%lod_north_w  = 2
    2641 
    2642        IF ( nest_offl%lod_south_pt /= 1  .AND.  nest_offl%lod_south_pt /= 2 )  nest_offl%lod_south_pt = 2
    2643        IF ( nest_offl%lod_south_qv /= 1  .AND.  nest_offl%lod_south_qv /= 2 )  nest_offl%lod_south_qv = 2
    2644        IF ( nest_offl%lod_south_u  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_south_u  /= 2 )  nest_offl%lod_south_u  = 2
    2645        IF ( nest_offl%lod_south_v  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_south_v  /= 2 )  nest_offl%lod_south_v  = 2
    2646        IF ( nest_offl%lod_south_w  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_south_w  /= 2 )  nest_offl%lod_south_w  = 2
    2647 
    2648        IF ( nest_offl%lod_west_pt /= 1  .AND.  nest_offl%lod_west_pt /= 2 )  nest_offl%lod_west_pt = 2
    2649        IF ( nest_offl%lod_west_qv /= 1  .AND.  nest_offl%lod_west_qv /= 2 )  nest_offl%lod_west_qv = 2
    2650        IF ( nest_offl%lod_west_u  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_west_u  /= 2 )  nest_offl%lod_west_u  = 2
    2651        IF ( nest_offl%lod_west_v  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_west_v  /= 2 )  nest_offl%lod_west_v  = 2
    2652        IF ( nest_offl%lod_west_w  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_west_w  /= 2 )  nest_offl%lod_west_w  = 2
    2653 
    2654        IF ( nest_offl%lod_top_pt /= 1  .AND.  nest_offl%lod_top_pt /= 2 )  nest_offl%lod_top_pt = 2
    2655        IF ( nest_offl%lod_top_qv /= 1  .AND.  nest_offl%lod_top_qv /= 2 )  nest_offl%lod_top_qv = 2
    2656        IF ( nest_offl%lod_top_u  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_top_u  /= 2 )  nest_offl%lod_top_u  = 2
    2657        IF ( nest_offl%lod_top_v  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_top_v  /= 2 )  nest_offl%lod_top_v  = 2
    2658        IF ( nest_offl%lod_top_w  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_top_w  /= 2 )  nest_offl%lod_top_w  = 2
    2659 !
    2660 !--    For consistency, check if all boundary input variables have the same LOD.
    2661        IF ( MAX( nest_offl%lod_east_pt,  nest_offl%lod_east_qv,  nest_offl%lod_east_u,             &
    2662                  nest_offl%lod_east_v,   nest_offl%lod_east_w,                                     &
    2663                  nest_offl%lod_north_pt, nest_offl%lod_north_qv, nest_offl%lod_north_u,            &
    2664                  nest_offl%lod_north_v,  nest_offl%lod_north_w,                                    &
    2665                  nest_offl%lod_south_pt, nest_offl%lod_south_qv, nest_offl%lod_south_u,            &
    2666                  nest_offl%lod_south_v,  nest_offl%lod_south_w,                                    &
    2667                  nest_offl%lod_north_pt, nest_offl%lod_north_qv, nest_offl%lod_north_u,            &
    2668                  nest_offl%lod_north_v,  nest_offl%lod_north_w,                                    &
    2669                  nest_offl%lod_top_pt,   nest_offl%lod_top_qv,   nest_offl%lod_top_u,              &
    2670                  nest_offl%lod_top_v,    nest_offl%lod_top_w )                                     &
    2671                /=                                                                                  &
    2672             MIN( nest_offl%lod_east_pt,  nest_offl%lod_east_qv,  nest_offl%lod_east_u,             &
    2673                  nest_offl%lod_east_v,   nest_offl%lod_east_w,                                     &
    2674                  nest_offl%lod_north_pt, nest_offl%lod_north_qv, nest_offl%lod_north_u,            &
    2675                  nest_offl%lod_north_v,  nest_offl%lod_north_w,                                    &
    2676                  nest_offl%lod_south_pt, nest_offl%lod_south_qv, nest_offl%lod_south_u,            &
    2677                  nest_offl%lod_south_v,  nest_offl%lod_south_w,                                    &
    2678                  nest_offl%lod_north_pt, nest_offl%lod_north_qv, nest_offl%lod_north_u,            &
    2679                  nest_offl%lod_north_v,  nest_offl%lod_north_w,                                    &
    2680                  nest_offl%lod_top_pt,   nest_offl%lod_top_qv,   nest_offl%lod_top_u,              &
    2681                  nest_offl%lod_top_v,    nest_offl%lod_top_w ) )  THEN
    2682           message_string = 'A mixture of different LOD for the provided boundary data is not ' //  &
    2683                            'possible.'
    2684           CALL message( 'nesting_offl_init', 'PA0504', 1, 2, 0, 6, 0 )
    2685        ENDIF
    2686 !
    2687 !--    As all LODs are the same, store it.
    2688        lod = nest_offl%lod_east_u
    2689 !
    2690 !--    Allocate arrays for geostrophic wind components. Arrays will
    2691 !--    incorporate 2 time levels in order to interpolate in between.
    2692        ALLOCATE( nest_offl%ug(0:1,1:nzt) )
    2693        ALLOCATE( nest_offl%vg(0:1,1:nzt) )
    2694 !
    2695 !--    Set index range according to the given LOD in order to allocate the input arrays
    2696        IF ( bc_dirichlet_l  .OR.  bc_dirichlet_r  )  THEN
    2697           IF ( lod == 2 )  THEN
    2698              j_start   = nys
    2699              j_start_v = nysv
    2700              j_end     = nyn
    2701           ELSE
    2702              j_start   = 1
    2703              j_start_v = 1
    2704              j_end     = 1
    2705           ENDIF
    2706        ENDIF
    2707 
    2708        IF ( bc_dirichlet_n  .OR.  bc_dirichlet_s )  THEN
    2709           IF( lod == 2 )  THEN
    2710              i_start   = nxl
    2711              i_start_u = nxlu
    2712              i_end     = nxr
    2713           ELSE
    2714              i_start   = 1
    2715              i_start_u = 1
    2716              i_end     = 1
    2717           ENDIF
    2718        ENDIF
    2719 !
    2720 !--    Allocate arrays for reading left/right boundary values. Arrays will
    2721 !--    incorporate 2 time levels in order to interpolate in between. Depending on the given LOD,
    2722 !--    the x-, or y-dimension will be either nxl:nxr, or nys:nyn (for LOD=2), or it reduces to
    2723 !--    one element for LOD=1. If the core has no lateral boundary, allocate a dummy array as well,
    2724 !--    in order to enable netcdf parallel access. Dummy arrays will be allocated with dimension
    2725 !--    length zero.
    2726        IF ( bc_dirichlet_l )  THEN
    2727           ALLOCATE( nest_offl%u_l(0:1,nzb+1:nzt,j_start:j_end)  )
    2728           ALLOCATE( nest_offl%v_l(0:1,nzb+1:nzt,j_start_v:j_end) )
    2729           ALLOCATE( nest_offl%w_l(0:1,nzb+1:nzt-1,j_start:j_end) )
    2730           IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_l(0:1,nzb+1:nzt,j_start:j_end)  )
    2731           IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_l(0:1,nzb+1:nzt,j_start:j_end) )
    2732           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                        &
    2733              ALLOCATE( nest_offl%chem_l(0:1,nzb+1:nzt,j_start:j_end,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2557!-- Temporary workaround until most of the dynamic drivers contain a LOD attribute. So far INIFOR
     2558!-- did not provide the LOD attribute. In order to still use these older dynamic drivers, provide a
     2559!-- temporary workaround. If the LOD is not given, a NetCDF interal error will occur but the
     2560!-- simulation will not be aborted since the no_abort flag is passed. However, the respective
     2561!-- attribute value might be given an arbitrary number. Hence, check for valid LOD's and manually
     2562!-- set them to LOD 2 (as assumed so far). Note, this workaround should be removed later (date of
     2563!-- reference: 6. Oct. 2020).
     2564    IF ( nest_offl%lod_east_pt /= 1  .AND.  nest_offl%lod_east_pt /= 2 )  nest_offl%lod_east_pt = 2
     2565    IF ( nest_offl%lod_east_qv /= 1  .AND.  nest_offl%lod_east_qv /= 2 )  nest_offl%lod_east_qv = 2
     2566    IF ( nest_offl%lod_east_u  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_east_u  /= 2 )  nest_offl%lod_east_u  = 2
     2567    IF ( nest_offl%lod_east_v  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_east_v  /= 2 )  nest_offl%lod_east_v  = 2
     2568    IF ( nest_offl%lod_east_w  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_east_w  /= 2 )  nest_offl%lod_east_w  = 2
     2569
     2570    IF ( nest_offl%lod_north_pt /= 1  .AND.  nest_offl%lod_north_pt /= 2 )  nest_offl%lod_north_pt = 2
     2571    IF ( nest_offl%lod_north_qv /= 1  .AND.  nest_offl%lod_north_qv /= 2 )  nest_offl%lod_north_qv = 2
     2572    IF ( nest_offl%lod_north_u  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_north_u  /= 2 )  nest_offl%lod_north_u  = 2
     2573    IF ( nest_offl%lod_north_v  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_north_v  /= 2 )  nest_offl%lod_north_v  = 2
     2574    IF ( nest_offl%lod_north_w  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_north_w  /= 2 )  nest_offl%lod_north_w  = 2
     2575
     2576    IF ( nest_offl%lod_south_pt /= 1  .AND.  nest_offl%lod_south_pt /= 2 )  nest_offl%lod_south_pt = 2
     2577    IF ( nest_offl%lod_south_qv /= 1  .AND.  nest_offl%lod_south_qv /= 2 )  nest_offl%lod_south_qv = 2
     2578    IF ( nest_offl%lod_south_u  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_south_u  /= 2 )  nest_offl%lod_south_u  = 2
     2579    IF ( nest_offl%lod_south_v  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_south_v  /= 2 )  nest_offl%lod_south_v  = 2
     2580    IF ( nest_offl%lod_south_w  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_south_w  /= 2 )  nest_offl%lod_south_w  = 2
     2581
     2582    IF ( nest_offl%lod_west_pt /= 1  .AND.  nest_offl%lod_west_pt /= 2 )  nest_offl%lod_west_pt = 2
     2583    IF ( nest_offl%lod_west_qv /= 1  .AND.  nest_offl%lod_west_qv /= 2 )  nest_offl%lod_west_qv = 2
     2584    IF ( nest_offl%lod_west_u  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_west_u  /= 2 )  nest_offl%lod_west_u  = 2
     2585    IF ( nest_offl%lod_west_v  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_west_v  /= 2 )  nest_offl%lod_west_v  = 2
     2586    IF ( nest_offl%lod_west_w  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_west_w  /= 2 )  nest_offl%lod_west_w  = 2
     2587
     2588    IF ( nest_offl%lod_top_pt /= 1  .AND.  nest_offl%lod_top_pt /= 2 )  nest_offl%lod_top_pt = 2
     2589    IF ( nest_offl%lod_top_qv /= 1  .AND.  nest_offl%lod_top_qv /= 2 )  nest_offl%lod_top_qv = 2
     2590    IF ( nest_offl%lod_top_u  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_top_u  /= 2 )  nest_offl%lod_top_u  = 2
     2591    IF ( nest_offl%lod_top_v  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_top_v  /= 2 )  nest_offl%lod_top_v  = 2
     2592    IF ( nest_offl%lod_top_w  /= 1  .AND.  nest_offl%lod_top_w  /= 2 )  nest_offl%lod_top_w  = 2
     2593!
     2594!-- For consistency, check if all boundary input variables have the same LOD.
     2595    IF ( MAX( nest_offl%lod_east_pt,  nest_offl%lod_east_qv,  nest_offl%lod_east_u,                &
     2596              nest_offl%lod_east_v,   nest_offl%lod_east_w,                                        &
     2597              nest_offl%lod_north_pt, nest_offl%lod_north_qv, nest_offl%lod_north_u,               &
     2598              nest_offl%lod_north_v,  nest_offl%lod_north_w,                                       &
     2599              nest_offl%lod_south_pt, nest_offl%lod_south_qv, nest_offl%lod_south_u,               &
     2600              nest_offl%lod_south_v,  nest_offl%lod_south_w,                                       &
     2601              nest_offl%lod_north_pt, nest_offl%lod_north_qv, nest_offl%lod_north_u,               &
     2602              nest_offl%lod_north_v,  nest_offl%lod_north_w,                                       &
     2603              nest_offl%lod_top_pt,   nest_offl%lod_top_qv,   nest_offl%lod_top_u,                 &
     2604              nest_offl%lod_top_v,    nest_offl%lod_top_w )                                        &
     2605            /=                                                                                     &
     2606         MIN( nest_offl%lod_east_pt,  nest_offl%lod_east_qv,  nest_offl%lod_east_u,                &
     2607              nest_offl%lod_east_v,   nest_offl%lod_east_w,                                        &
     2608              nest_offl%lod_north_pt, nest_offl%lod_north_qv, nest_offl%lod_north_u,               &
     2609              nest_offl%lod_north_v,  nest_offl%lod_north_w,                                       &
     2610              nest_offl%lod_south_pt, nest_offl%lod_south_qv, nest_offl%lod_south_u,               &
     2611              nest_offl%lod_south_v,  nest_offl%lod_south_w,                                       &
     2612              nest_offl%lod_north_pt, nest_offl%lod_north_qv, nest_offl%lod_north_u,               &
     2613              nest_offl%lod_north_v,  nest_offl%lod_north_w,                                       &
     2614              nest_offl%lod_top_pt,   nest_offl%lod_top_qv,   nest_offl%lod_top_u,                 &
     2615              nest_offl%lod_top_v,    nest_offl%lod_top_w ) )  THEN
     2616       message_string = 'A mixture of different LOD for the provided boundary data is not ' //     &
     2617                        'possible.'
     2618       CALL message( 'nesting_offl_init', 'PA0504', 1, 2, 0, 6, 0 )
     2619    ENDIF
     2620!
     2621!-- As all LODs are the same, store it.
     2622    lod = nest_offl%lod_east_u
     2623!
     2624!-- Allocate arrays for geostrophic wind components. Arrays will incorporate 2 time levels in order
     2625!-- to interpolate in between.
     2626    ALLOCATE( nest_offl%ug(0:1,1:nzt) )
     2627    ALLOCATE( nest_offl%vg(0:1,1:nzt) )
     2628!
     2629!-- Set index range according to the given LOD in order to allocate the input arrays.
     2630    IF ( bc_dirichlet_l  .OR.  bc_dirichlet_r  )  THEN
     2631       IF ( lod == 2 )  THEN
     2632          j_start   = nys
     2633          j_start_v = nysv
     2634          j_end     = nyn
    27342635       ELSE
    2735           ALLOCATE( nest_offl%u_l(1:1,1:1,1:1)  )
    2736           ALLOCATE( nest_offl%v_l(1:1,1:1,1:1)  )
    2737           ALLOCATE( nest_offl%w_l(1:1,1:1,1:1)  )
    2738           IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_l(1:1,1:1,1:1)  )
    2739           IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_l(1:1,1:1,1:1)  )
    2740           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                        &
    2741              ALLOCATE( nest_offl%chem_l(1:1,1:1,1:1,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
    2742        ENDIF
    2743        IF ( bc_dirichlet_r )  THEN
    2744           ALLOCATE( nest_offl%u_r(0:1,nzb+1:nzt,j_start:j_end)  )
    2745           ALLOCATE( nest_offl%v_r(0:1,nzb+1:nzt,j_start_v:j_end) )
    2746           ALLOCATE( nest_offl%w_r(0:1,nzb+1:nzt-1,j_start:j_end) )
    2747           IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_r(0:1,nzb+1:nzt,j_start:j_end)  )
    2748           IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_r(0:1,nzb+1:nzt,j_start:j_end) )
    2749           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                        &
    2750              ALLOCATE( nest_offl%chem_r(0:1,nzb+1:nzt,j_start:j_end,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2636          j_start   = 1
     2637          j_start_v = 1
     2638          j_end     = 1
     2639       ENDIF
     2640    ENDIF
     2641
     2642    IF ( bc_dirichlet_n  .OR.  bc_dirichlet_s )  THEN
     2643       IF( lod == 2 )  THEN
     2644          i_start   = nxl
     2645          i_start_u = nxlu
     2646          i_end     = nxr
    27512647       ELSE
    2752           ALLOCATE( nest_offl%u_r(1:1,1:1,1:1)  )
    2753           ALLOCATE( nest_offl%v_r(1:1,1:1,1:1)  )
    2754           ALLOCATE( nest_offl%w_r(1:1,1:1,1:1)  )
    2755           IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_r(1:1,1:1,1:1)  )
    2756           IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_r(1:1,1:1,1:1)  )
    2757           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                        &
    2758              ALLOCATE( nest_offl%chem_r(1:1,1:1,1:1,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
    2759        ENDIF
    2760 !
    2761 !--    Allocate arrays for reading north/south boundary values. Arrays will
    2762 !--    incorporate 2  time levels in order to interpolate in between. If the core has
    2763 !--    no boundary, allocate a dummy array, in order to enable netcdf parallel
    2764 !--    access. Dummy arrays will be allocated with dimension length zero.
    2765        IF ( bc_dirichlet_n )  THEN
    2766           ALLOCATE( nest_offl%u_n(0:1,nzb+1:nzt,i_start_u:i_end) )
    2767           ALLOCATE( nest_offl%v_n(0:1,nzb+1:nzt,i_start:i_end)  )
    2768           ALLOCATE( nest_offl%w_n(0:1,nzb+1:nzt-1,i_start:i_end) )
    2769           IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_n(0:1,nzb+1:nzt,i_start:i_end)  )
    2770           IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_n(0:1,nzb+1:nzt,i_start:i_end) )
    2771           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                        &
    2772              ALLOCATE( nest_offl%chem_n(0:1,nzb+1:nzt,i_start:i_end,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
    2773        ELSE
    2774           ALLOCATE( nest_offl%u_n(1:1,1:1,1:1)  )
    2775           ALLOCATE( nest_offl%v_n(1:1,1:1,1:1)  )
    2776           ALLOCATE( nest_offl%w_n(1:1,1:1,1:1)  )
    2777           IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_n(1:1,1:1,1:1)  )
    2778           IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_n(1:1,1:1,1:1)  )
    2779           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                        &
    2780              ALLOCATE( nest_offl%chem_n(1:1,1:1,1:1,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
    2781        ENDIF
    2782        IF ( bc_dirichlet_s )  THEN
    2783           ALLOCATE( nest_offl%u_s(0:1,nzb+1:nzt,i_start_u:i_end) )
    2784           ALLOCATE( nest_offl%v_s(0:1,nzb+1:nzt,i_start:i_end)  )
    2785           ALLOCATE( nest_offl%w_s(0:1,nzb+1:nzt-1,i_start:i_end) )
    2786           IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_s(0:1,nzb+1:nzt,i_start:i_end)  )
    2787           IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_s(0:1,nzb+1:nzt,i_start:i_end) )
    2788           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                        &
    2789              ALLOCATE( nest_offl%chem_s(0:1,nzb+1:nzt,i_start:i_end,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
    2790        ELSE
    2791           ALLOCATE( nest_offl%u_s(1:1,1:1,1:1)  )
    2792           ALLOCATE( nest_offl%v_s(1:1,1:1,1:1)  )
    2793           ALLOCATE( nest_offl%w_s(1:1,1:1,1:1)  )
    2794           IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_s(1:1,1:1,1:1)  )
    2795           IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_s(1:1,1:1,1:1)  )
    2796           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                        &
    2797              ALLOCATE( nest_offl%chem_s(1:1,1:1,1:1,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
    2798        ENDIF
    2799 !
    2800 !--    Allocate arrays for reading data at the top boundary. In contrast to the
    2801 !--    lateral boundaries, every core reads these data so that no dummy
    2802 !--    arrays need to be allocated.
     2648          i_start   = 1
     2649          i_start_u = 1
     2650          i_end     = 1
     2651       ENDIF
     2652    ENDIF
     2653!
     2654!-- Allocate arrays for reading left/right boundary values. Arrays will incorporate 2 time levels in
     2655!-- order to interpolate in between. Depending on the given LOD, the x-, or y-dimension will be
     2656!-- either nxl:nxr, or nys:nyn (for LOD=2), or it reduces to one element for LOD=1. If the core has
     2657!-- no lateral boundary, allocate a dummy array as well, in order to enable netcdf parallel access.
     2658!-- Dummy arrays will be allocated with dimension length zero.
     2659    IF ( bc_dirichlet_l )  THEN
     2660       ALLOCATE( nest_offl%u_l(0:1,nzb+1:nzt,j_start:j_end)  )
     2661       ALLOCATE( nest_offl%v_l(0:1,nzb+1:nzt,j_start_v:j_end) )
     2662       ALLOCATE( nest_offl%w_l(0:1,nzb+1:nzt-1,j_start:j_end) )
     2663       IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_l(0:1,nzb+1:nzt,j_start:j_end)  )
     2664       IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_l(0:1,nzb+1:nzt,j_start:j_end) )
     2665       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                           &
     2666          ALLOCATE( nest_offl%chem_l(0:1,nzb+1:nzt,j_start:j_end,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2667    ELSE
     2668       ALLOCATE( nest_offl%u_l(1:1,1:1,1:1)  )
     2669       ALLOCATE( nest_offl%v_l(1:1,1:1,1:1)  )
     2670       ALLOCATE( nest_offl%w_l(1:1,1:1,1:1)  )
     2671       IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_l(1:1,1:1,1:1)  )
     2672       IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_l(1:1,1:1,1:1)  )
     2673       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                           &
     2674          ALLOCATE( nest_offl%chem_l(1:1,1:1,1:1,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2675    ENDIF
     2676    IF ( bc_dirichlet_r )  THEN
     2677       ALLOCATE( nest_offl%u_r(0:1,nzb+1:nzt,j_start:j_end)  )
     2678       ALLOCATE( nest_offl%v_r(0:1,nzb+1:nzt,j_start_v:j_end) )
     2679       ALLOCATE( nest_offl%w_r(0:1,nzb+1:nzt-1,j_start:j_end) )
     2680       IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_r(0:1,nzb+1:nzt,j_start:j_end)  )
     2681       IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_r(0:1,nzb+1:nzt,j_start:j_end) )
     2682       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                           &
     2683          ALLOCATE( nest_offl%chem_r(0:1,nzb+1:nzt,j_start:j_end,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2684    ELSE
     2685       ALLOCATE( nest_offl%u_r(1:1,1:1,1:1)  )
     2686       ALLOCATE( nest_offl%v_r(1:1,1:1,1:1)  )
     2687       ALLOCATE( nest_offl%w_r(1:1,1:1,1:1)  )
     2688       IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_r(1:1,1:1,1:1)  )
     2689       IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_r(1:1,1:1,1:1)  )
     2690       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                           &
     2691          ALLOCATE( nest_offl%chem_r(1:1,1:1,1:1,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2692    ENDIF
     2693!
     2694!-- Allocate arrays for reading north/south boundary values. Arrays will incorporate 2 time levels
     2695!-- in order to interpolate in between. If the core has no boundary, allocate a dummy array, in
     2696!-- order to enable netcdf parallel access. Dummy arrays will be allocated with dimension length
     2697!-- zero.
     2698    IF ( bc_dirichlet_n )  THEN
     2699       ALLOCATE( nest_offl%u_n(0:1,nzb+1:nzt,i_start_u:i_end) )
     2700       ALLOCATE( nest_offl%v_n(0:1,nzb+1:nzt,i_start:i_end)  )
     2701       ALLOCATE( nest_offl%w_n(0:1,nzb+1:nzt-1,i_start:i_end) )
     2702       IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_n(0:1,nzb+1:nzt,i_start:i_end)  )
     2703       IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_n(0:1,nzb+1:nzt,i_start:i_end) )
     2704       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                           &
     2705          ALLOCATE( nest_offl%chem_n(0:1,nzb+1:nzt,i_start:i_end,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2706    ELSE
     2707       ALLOCATE( nest_offl%u_n(1:1,1:1,1:1)  )
     2708       ALLOCATE( nest_offl%v_n(1:1,1:1,1:1)  )
     2709       ALLOCATE( nest_offl%w_n(1:1,1:1,1:1)  )
     2710       IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_n(1:1,1:1,1:1)  )
     2711       IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_n(1:1,1:1,1:1)  )
     2712       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                           &
     2713          ALLOCATE( nest_offl%chem_n(1:1,1:1,1:1,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2714    ENDIF
     2715    IF ( bc_dirichlet_s )  THEN
     2716       ALLOCATE( nest_offl%u_s(0:1,nzb+1:nzt,i_start_u:i_end) )
     2717       ALLOCATE( nest_offl%v_s(0:1,nzb+1:nzt,i_start:i_end)  )
     2718       ALLOCATE( nest_offl%w_s(0:1,nzb+1:nzt-1,i_start:i_end) )
     2719       IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_s(0:1,nzb+1:nzt,i_start:i_end)  )
     2720       IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_s(0:1,nzb+1:nzt,i_start:i_end) )
     2721       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                           &
     2722          ALLOCATE( nest_offl%chem_s(0:1,nzb+1:nzt,i_start:i_end,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2723    ELSE
     2724       ALLOCATE( nest_offl%u_s(1:1,1:1,1:1)  )
     2725       ALLOCATE( nest_offl%v_s(1:1,1:1,1:1)  )
     2726       ALLOCATE( nest_offl%w_s(1:1,1:1,1:1)  )
     2727       IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_s(1:1,1:1,1:1)  )
     2728       IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_s(1:1,1:1,1:1)  )
     2729       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                           &
     2730          ALLOCATE( nest_offl%chem_s(1:1,1:1,1:1,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2731    ENDIF
     2732!
     2733!-- Allocate arrays for reading data at the top boundary. In contrast to the lateral boundaries,
     2734!-- each core reads these data so that no dummy arrays need to be allocated.
     2735    IF ( lod == 2 )  THEN
     2736       ALLOCATE( nest_offl%u_top(0:1,nys:nyn,nxlu:nxr) )
     2737       ALLOCATE( nest_offl%v_top(0:1,nysv:nyn,nxl:nxr) )
     2738       ALLOCATE( nest_offl%w_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr)  )
     2739       IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr)  )
     2740       IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr) )
     2741       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                           &
     2742          ALLOCATE( nest_offl%chem_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2743    ELSE
     2744       ALLOCATE( nest_offl%u_top(0:1,1:1,1:1) )
     2745       ALLOCATE( nest_offl%v_top(0:1,1:1,1:1) )
     2746       ALLOCATE( nest_offl%w_top(0:1,1:1,1:1)  )
     2747       IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_top(0:1,1:1,1:1)  )
     2748       IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_top(0:1,1:1,1:1) )
     2749       IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                           &
     2750          ALLOCATE( nest_offl%chem_top(0:1,1:1,1:1,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2751    ENDIF
     2752!
     2753!-- For chemical species, create the names of the variables. This is necessary to identify the
     2754!-- respective variable and write it onto the correct array in the chem_species datatype.
     2755    IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     2756       ALLOCATE( nest_offl%chem_from_file_l(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2757       ALLOCATE( nest_offl%chem_from_file_n(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2758       ALLOCATE( nest_offl%chem_from_file_r(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2759       ALLOCATE( nest_offl%chem_from_file_s(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2760       ALLOCATE( nest_offl%chem_from_file_t(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2761
     2762       ALLOCATE( nest_offl%var_names_chem_l(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2763       ALLOCATE( nest_offl%var_names_chem_n(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2764       ALLOCATE( nest_offl%var_names_chem_r(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2765       ALLOCATE( nest_offl%var_names_chem_s(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2766       ALLOCATE( nest_offl%var_names_chem_t(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
     2767!
     2768!--    Initialize flags that indicate whether the variable is on file or not. Please note, this is
     2769!--    only necessary for chemistry variables.
     2770       nest_offl%chem_from_file_l(:) = .FALSE.
     2771       nest_offl%chem_from_file_n(:) = .FALSE.
     2772       nest_offl%chem_from_file_r(:) = .FALSE.
     2773       nest_offl%chem_from_file_s(:) = .FALSE.
     2774       nest_offl%chem_from_file_t(:) = .FALSE.
     2775
     2776       DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
     2777          nest_offl%var_names_chem_l(n) = nest_offl%char_l // TRIM(chem_species(n)%name)
     2778          nest_offl%var_names_chem_n(n) = nest_offl%char_n // TRIM(chem_species(n)%name)
     2779          nest_offl%var_names_chem_r(n) = nest_offl%char_r // TRIM(chem_species(n)%name)
     2780          nest_offl%var_names_chem_s(n) = nest_offl%char_s // TRIM(chem_species(n)%name)
     2781          nest_offl%var_names_chem_t(n) = nest_offl%char_t // TRIM(chem_species(n)%name)
     2782       ENDDO
     2783    ENDIF
     2784!
     2785!-- Offline nesting for salsa
     2786    IF ( salsa )  CALL salsa_nesting_offl_init
     2787!
     2788!-- Before initial data input is initiated, check if dynamic input file is present.
     2789    IF ( .NOT. input_pids_dynamic )  THEN
     2790       message_string = 'nesting_offline = .TRUE. requires dynamic '  //                           &
     2791                         'input file ' // TRIM( input_file_dynamic ) // TRIM( coupling_char )
     2792       CALL message( 'nesting_offl_init', 'PA0546', 1, 2, 0, 6, 0 )
     2793    ENDIF
     2794!
     2795!-- Read COSMO data at lateral and top boundaries
     2796    CALL nesting_offl_input
     2797!
     2798!-- Check if sufficient time steps are provided to cover the entire simulation. Note, dynamic input
     2799!-- is only required for the 3D simulation, not for the soil/wall spinup. However, as the spinup
     2800!-- time is added to the end_time, this must be considered here.
     2801    IF ( end_time - spinup_time > nest_offl%time(nest_offl%nt-1) )  THEN
     2802       message_string = 'end_time of the simulation exceeds the ' //                               &
     2803                        'time dimension in the dynamic input file.'
     2804       CALL message( 'nesting_offl_init', 'PA0183', 1, 2, 0, 6, 0 )
     2805    ENDIF
     2806!
     2807!-- Set indicies for boundary grid points
     2808    IF ( bc_dirichlet_l  .OR.  bc_dirichlet_r )  THEN
     2809       i_bound   = MERGE( nxl  - 1, nxr + 1, bc_dirichlet_l )
     2810       i_bound_u = MERGE( nxlu - 1, nxr + 1, bc_dirichlet_l )
     2811    ENDIF
     2812    IF ( bc_dirichlet_n  .OR.  bc_dirichlet_s )  THEN
     2813       j_bound   = MERGE( nys  - 1, nyn + 1, bc_dirichlet_s )
     2814       j_bound_v = MERGE( nysv - 1, nyn + 1, bc_dirichlet_s )
     2815    ENDIF
     2816!
     2817!-- Initialize boundary data. Please note, do not initialize boundaries in case of restart runs.
     2818!-- This case the boundaries are already initialized and the boundary data from file would be on the
     2819!-- wrong time level.
     2820    IF ( TRIM( initializing_actions ) /= 'read_restart_data' )  THEN
     2821!
     2822!--    Distinguish between LOD = 1 and LOD = 2 inititialization
    28032823       IF ( lod == 2 )  THEN
    2804           ALLOCATE( nest_offl%u_top(0:1,nys:nyn,nxlu:nxr) )
    2805           ALLOCATE( nest_offl%v_top(0:1,nysv:nyn,nxl:nxr) )
    2806           ALLOCATE( nest_offl%w_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr)  )
    2807           IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr)  )
    2808           IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr) )
    2809           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                        &
    2810              ALLOCATE( nest_offl%chem_top(0:1,nys:nyn,nxl:nxr,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
    2811        ELSE
    2812           ALLOCATE( nest_offl%u_top(0:1,1:1,1:1) )
    2813           ALLOCATE( nest_offl%v_top(0:1,1:1,1:1) )
    2814           ALLOCATE( nest_offl%w_top(0:1,1:1,1:1)  )
    2815           IF ( humidity )       ALLOCATE( nest_offl%q_top(0:1,1:1,1:1)  )
    2816           IF ( .NOT. neutral )  ALLOCATE( nest_offl%pt_top(0:1,1:1,1:1) )
    2817           IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )                                        &
    2818              ALLOCATE( nest_offl%chem_top(0:1,1:1,1:1,1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
    2819        ENDIF
    2820 !
    2821 !--    For chemical species, create the names of the variables. This is necessary
    2822 !--    to identify the respective variable and write it onto the correct array
    2823 !--    in the chem_species datatype.
    2824        IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    2825           ALLOCATE( nest_offl%chem_from_file_l(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
    2826           ALLOCATE( nest_offl%chem_from_file_n(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
    2827           ALLOCATE( nest_offl%chem_from_file_r(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
    2828           ALLOCATE( nest_offl%chem_from_file_s(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
    2829           ALLOCATE( nest_offl%chem_from_file_t(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
    2830 
    2831           ALLOCATE( nest_offl%var_names_chem_l(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
    2832           ALLOCATE( nest_offl%var_names_chem_n(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
    2833           ALLOCATE( nest_offl%var_names_chem_r(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
    2834           ALLOCATE( nest_offl%var_names_chem_s(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
    2835           ALLOCATE( nest_offl%var_names_chem_t(1:UBOUND( chem_species, 1 )) )
    2836 !
    2837 !--       Initialize flags that indicate whether the variable is on file or
    2838 !--       not. Please note, this is only necessary for chemistry variables.
    2839           nest_offl%chem_from_file_l(:) = .FALSE.
    2840           nest_offl%chem_from_file_n(:) = .FALSE.
    2841           nest_offl%chem_from_file_r(:) = .FALSE.
    2842           nest_offl%chem_from_file_s(:) = .FALSE.
    2843           nest_offl%chem_from_file_t(:) = .FALSE.
    2844 
    2845           DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
    2846              nest_offl%var_names_chem_l(n) = nest_offl%char_l //               &
    2847                                                   TRIM(chem_species(n)%name)
    2848              nest_offl%var_names_chem_n(n) = nest_offl%char_n //               &
    2849                                                   TRIM(chem_species(n)%name)
    2850              nest_offl%var_names_chem_r(n) = nest_offl%char_r //               &
    2851                                                   TRIM(chem_species(n)%name)
    2852              nest_offl%var_names_chem_s(n) = nest_offl%char_s //               &
    2853                                                   TRIM(chem_species(n)%name)
    2854              nest_offl%var_names_chem_t(n) = nest_offl%char_t //               &
    2855                                                   TRIM(chem_species(n)%name)
    2856           ENDDO
    2857        ENDIF
    2858 !
    2859 !--    Offline nesting for salsa
    2860        IF ( salsa )  CALL salsa_nesting_offl_init
    2861 !
    2862 !--    Before initial data input is initiated, check if dynamic input file is
    2863 !--    present.
    2864        IF ( .NOT. input_pids_dynamic )  THEN
    2865           message_string = 'nesting_offline = .TRUE. requires dynamic '  //    &
    2866                             'input file ' //                                   &
    2867                             TRIM( input_file_dynamic ) // TRIM( coupling_char )
    2868           CALL message( 'nesting_offl_init', 'PA0546', 1, 2, 0, 6, 0 )
    2869        ENDIF
    2870 !
    2871 !--    Read COSMO data at lateral and top boundaries
    2872        CALL nesting_offl_input
    2873 !
    2874 !--    Check if sufficient time steps are provided to cover the entire
    2875 !--    simulation. Note, dynamic input is only required for the 3D simulation,
    2876 !--    not for the soil/wall spinup. However, as the spinup time is added
    2877 !--    to the end_time, this must be considered here.
    2878        IF ( end_time - spinup_time > nest_offl%time(nest_offl%nt-1) )  THEN
    2879           message_string = 'end_time of the simulation exceeds the ' //        &
    2880                            'time dimension in the dynamic input file.'
    2881           CALL message( 'nesting_offl_init', 'PA0183', 1, 2, 0, 6, 0 )
    2882        ENDIF
    2883 !
    2884 !--    Set indicies for boundary grid points
    2885        IF ( bc_dirichlet_l  .OR.  bc_dirichlet_r )  THEN
    2886           i_bound   = MERGE( nxl  - 1, nxr + 1, bc_dirichlet_l )
    2887           i_bound_u = MERGE( nxlu - 1, nxr + 1, bc_dirichlet_l )
    2888        ENDIF
    2889        IF ( bc_dirichlet_n  .OR.  bc_dirichlet_s )  THEN
    2890           j_bound   = MERGE( nys  - 1, nyn + 1, bc_dirichlet_s )
    2891           j_bound_v = MERGE( nysv - 1, nyn + 1, bc_dirichlet_s )
    2892        ENDIF
    2893 !
    2894 !--    Initialize boundary data. Please note, do not initialize boundaries in
    2895 !--    case of restart runs. This case the boundaries are already initialized
    2896 !--    and the boundary data from file would be on the wrong time level.
    2897        IF ( TRIM( initializing_actions ) /= 'read_restart_data' )  THEN
    2898 !
    2899 !--       Distinguish between LOD = 1 and LOD = 2 inititialization
    2900           IF ( lod == 2 )  THEN
    2901              IF ( bc_dirichlet_l )  THEN
    2902                 u(nzb+1:nzt,nys:nyn,i_bound_u) = nest_offl%u_l(0,nzb+1:nzt,nys:nyn)
    2903                 v(nzb+1:nzt,nysv:nyn,i_bound)  = nest_offl%v_l(0,nzb+1:nzt,nysv:nyn)
    2904                 w(nzb+1:nzt-1,nys:nyn,i_bound) = nest_offl%w_l(0,nzb+1:nzt-1,nys:nyn)
    2905                 IF ( .NOT. neutral )  pt(nzb+1:nzt,nys:nyn,i_bound) = nest_offl%pt_l(0,nzb+1:nzt,nys:nyn)
    2906                 IF ( humidity      )  q(nzb+1:nzt,nys:nyn,i_bound)  = nest_offl%q_l(0,nzb+1:nzt,nys:nyn)
    2907                 IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    2908                    DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
    2909                       IF( nest_offl%chem_from_file_l(n) )  THEN
    2910                          chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,nys:nyn,i_bound) = nest_offl%chem_l(0,nzb+1:nzt,nys:nyn,n)
    2911                       ENDIF
    2912                    ENDDO
    2913                 ENDIF
    2914              ENDIF
    2915              IF ( bc_dirichlet_r )  THEN
    2916                 u(nzb+1:nzt,nys:nyn,i_bound_u) = nest_offl%u_r(0,nzb+1:nzt,nys:nyn)
    2917                 v(nzb+1:nzt,nysv:nyn,i_bound)  = nest_offl%v_r(0,nzb+1:nzt,nysv:nyn)
    2918                 w(nzb+1:nzt-1,nys:nyn,i_bound) = nest_offl%w_r(0,nzb+1:nzt-1,nys:nyn)
    2919                 IF ( .NOT. neutral )  pt(nzb+1:nzt,nys:nyn,i_bound) = nest_offl%pt_r(0,nzb+1:nzt,nys:nyn)
    2920                 IF ( humidity      )  q(nzb+1:nzt,nys:nyn,i_bound)  = nest_offl%q_r(0,nzb+1:nzt,nys:nyn)
    2921                 IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    2922                    DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
    2923                       IF( nest_offl%chem_from_file_r(n) )  THEN
    2924                          chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,nys:nyn,i_bound) = nest_offl%chem_r(0,nzb+1:nzt,nys:nyn,n)
    2925                       ENDIF
    2926                    ENDDO
    2927                 ENDIF
    2928              ENDIF
    2929 
    2930              IF ( bc_dirichlet_n)  THEN
    2931                 u(nzb+1:nzt,j_bound,nxlu:nxr)  = nest_offl%u_n(0,nzb+1:nzt,nxlu:nxr)
    2932                 v(nzb+1:nzt,j_bound_v,nxl:nxr) = nest_offl%v_n(0,nzb+1:nzt,nxl:nxr)
    2933                 w(nzb+1:nzt-1,j_bound,nxl:nxr) = nest_offl%w_n(0,nzb+1:nzt-1,nxl:nxr)
    2934                 IF ( .NOT. neutral )  pt(nzb+1:nzt,j_bound,nxl:nxr) = nest_offl%pt_n(0,nzb+1:nzt,nxl:nxr)
    2935                 IF ( humidity      )  q(nzb+1:nzt,j_bound,nxl:nxr)  = nest_offl%q_n(0,nzb+1:nzt,nxl:nxr)
    2936                 IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    2937                    DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
    2938                       IF( nest_offl%chem_from_file_n(n) )  THEN
    2939                          chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j_bound,nxl:nxr) = nest_offl%chem_n(0,nzb+1:nzt,nxl:nxr,n)
    2940                       ENDIF
    2941                    ENDDO
    2942                 ENDIF
    2943              ENDIF
    2944              IF ( bc_dirichlet_s)  THEN
    2945                 u(nzb+1:nzt,j_bound,nxlu:nxr)  = nest_offl%u_s(0,nzb+1:nzt,nxlu:nxr)
    2946                 v(nzb+1:nzt,j_bound_v,nxl:nxr) = nest_offl%v_s(0,nzb+1:nzt,nxl:nxr)
    2947                 w(nzb+1:nzt-1,j_bound,nxl:nxr) = nest_offl%w_s(0,nzb+1:nzt-1,nxl:nxr)
    2948                 IF ( .NOT. neutral )  pt(nzb+1:nzt,j_bound,nxl:nxr) = nest_offl%pt_s(0,nzb+1:nzt,nxl:nxr)
    2949                 IF ( humidity      )  q(nzb+1:nzt,j_bound,nxl:nxr)  = nest_offl%q_s(0,nzb+1:nzt,nxl:nxr)
    2950                 IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    2951                    DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
    2952                       IF( nest_offl%chem_from_file_s(n) )  THEN
    2953                          chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j_bound,nxl:nxr) = nest_offl%chem_s(0,nzb+1:nzt,nxl:nxr,n)
    2954                       ENDIF
    2955                    ENDDO
    2956                 ENDIF
    2957              ENDIF
    2958 
    2959              u(nzt+1,nys:nyn,nxlu:nxr) = nest_offl%u_top(0,nys:nyn,nxlu:nxr)
    2960              v(nzt+1,nysv:nyn,nxl:nxr) = nest_offl%v_top(0,nysv:nyn,nxl:nxr)
    2961              w(nzt,nys:nyn,nxl:nxr)    = nest_offl%w_top(0,nys:nyn,nxl:nxr)
    2962              w(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr)  = nest_offl%w_top(0,nys:nyn,nxl:nxr)
    2963              IF ( .NOT. neutral )  pt(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) = nest_offl%pt_top(0,nys:nyn,nxl:nxr)
    2964              IF ( humidity )       q(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr)  = nest_offl%q_top(0,nys:nyn,nxl:nxr)
     2824          IF ( bc_dirichlet_l )  THEN
     2825             u(nzb+1:nzt,nys:nyn,i_bound_u) = nest_offl%u_l(0,nzb+1:nzt,nys:nyn)
     2826             v(nzb+1:nzt,nysv:nyn,i_bound)  = nest_offl%v_l(0,nzb+1:nzt,nysv:nyn)
     2827             w(nzb+1:nzt-1,nys:nyn,i_bound) = nest_offl%w_l(0,nzb+1:nzt-1,nys:nyn)
     2828             IF ( .NOT. neutral )  pt(nzb+1:nzt,nys:nyn,i_bound) = nest_offl%pt_l(0,nzb+1:nzt,nys:nyn)
     2829             IF ( humidity      )  q(nzb+1:nzt,nys:nyn,i_bound)  = nest_offl%q_l(0,nzb+1:nzt,nys:nyn)
    29652830             IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    29662831                DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
    2967                    IF( nest_offl%chem_from_file_t(n) )  THEN
    2968                       chem_species(n)%conc(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) = nest_offl%chem_top(0,nys:nyn,nxl:nxr,n)
     2832                   IF( nest_offl%chem_from_file_l(n) )  THEN
     2833                      chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,nys:nyn,i_bound) =                            &
     2834                                                             nest_offl%chem_l(0,nzb+1:nzt,nys:nyn,n)
    29692835                   ENDIF
    29702836                ENDDO
    29712837             ENDIF
    2972 !
    2973 !--       LOD 1
    2974           ELSE
    2975              IF ( bc_dirichlet_l )  THEN
    2976                 DO  j = nys, nyn
    2977                    u(nzb+1:nzt,j,i_bound_u) = nest_offl%u_l(0,nzb+1:nzt,1)
    2978                    w(nzb+1:nzt-1,j,i_bound) = nest_offl%w_l(0,nzb+1:nzt-1,1)
    2979                 ENDDO
    2980                 DO  j = nysv, nyn
    2981                    v(nzb+1:nzt,j,i_bound)  = nest_offl%v_l(0,nzb+1:nzt,1)
    2982                 ENDDO
    2983                 IF ( .NOT. neutral )  THEN
    2984                    DO  j = nys, nyn
    2985                       pt(nzb+1:nzt,j,i_bound) = nest_offl%pt_l(0,nzb+1:nzt,1)
    2986                    ENDDO
    2987                 ENDIF
    2988                 IF ( humidity      )  THEN
    2989                    DO  j = nys, nyn
    2990                       q(nzb+1:nzt,j,i_bound)  = nest_offl%q_l(0,nzb+1:nzt,1)
    2991                    ENDDO
    2992                 ENDIF
    2993                 IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    2994                    DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
    2995                       IF( nest_offl%chem_from_file_l(n) )  THEN
    2996                          DO  j = nys, nyn
    2997                             chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j,i_bound) = nest_offl%chem_l(0,nzb+1:nzt,1,n)
    2998                          ENDDO
    2999                       ENDIF
    3000                    ENDDO
    3001                 ENDIF
    3002              ENDIF
    3003              IF ( bc_dirichlet_r )  THEN
    3004                 DO  j = nys, nyn
    3005                    u(nzb+1:nzt,j,i_bound_u) = nest_offl%u_r(0,nzb+1:nzt,1)
    3006                    w(nzb+1:nzt-1,j,i_bound) = nest_offl%w_r(0,nzb+1:nzt-1,1)
    3007                 ENDDO
    3008                 DO  j = nysv, nyn
    3009                    v(nzb+1:nzt,j,i_bound)  = nest_offl%v_r(0,nzb+1:nzt,1)
    3010                 ENDDO
    3011                 IF ( .NOT. neutral )  THEN
    3012                    DO  j = nys, nyn
    3013                       pt(nzb+1:nzt,j,i_bound) = nest_offl%pt_r(0,nzb+1:nzt,1)
    3014                    ENDDO
    3015                 ENDIF
    3016                 IF ( humidity      )  THEN
    3017                    DO  j = nys, nyn
    3018                       q(nzb+1:nzt,j,i_bound)  = nest_offl%q_r(0,nzb+1:nzt,1)
    3019                    ENDDO
    3020                 ENDIF
    3021                 IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    3022                    DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
    3023                       IF( nest_offl%chem_from_file_r(n) )  THEN
    3024                          DO  j = nys, nyn
    3025                             chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j,i_bound) = nest_offl%chem_r(0,nzb+1:nzt,1,n)
    3026                          ENDDO
    3027                       ENDIF
    3028                    ENDDO
    3029                 ENDIF
    3030              ENDIF
    3031              IF ( bc_dirichlet_n )  THEN
    3032                 DO  i = nxlu, nxr
    3033                    u(nzb+1:nzt,j_bound,i)  = nest_offl%u_n(0,nzb+1:nzt,1)
    3034                 ENDDO
    3035                 DO  i = nxl, nxr
    3036                    v(nzb+1:nzt,j_bound_v,i) = nest_offl%v_n(0,nzb+1:nzt,1)
    3037                    w(nzb+1:nzt-1,j_bound,i) = nest_offl%w_n(0,nzb+1:nzt-1,1)
    3038                 ENDDO
    3039                 IF ( .NOT. neutral )  THEN
    3040                    DO  i = nxl, nxr
    3041                       pt(nzb+1:nzt,j_bound,i) = nest_offl%pt_n(0,nzb+1:nzt,1)
    3042                    ENDDO
    3043                 ENDIF
    3044                 IF ( humidity      )  THEN
    3045                    DO  i = nxl, nxr
    3046                       q(nzb+1:nzt,j_bound,i)  = nest_offl%q_n(0,nzb+1:nzt,1)
    3047                    ENDDO
    3048                 ENDIF
    3049                 IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    3050                    DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
    3051                       IF( nest_offl%chem_from_file_n(n) )  THEN
    3052                          DO  i = nxl, nxr
    3053                             chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j_bound,i) = nest_offl%chem_n(0,nzb+1:nzt,1,n)
    3054                          ENDDO
    3055                       ENDIF
    3056                    ENDDO
    3057                 ENDIF
    3058              ENDIF
    3059              IF ( bc_dirichlet_s )  THEN
    3060                 DO  i = nxlu, nxr
    3061                    u(nzb+1:nzt,j_bound,i)  = nest_offl%u_s(0,nzb+1:nzt,1)
    3062                 ENDDO
    3063                 DO  i = nxl, nxr
    3064                    v(nzb+1:nzt,j_bound_v,i) = nest_offl%v_s(0,nzb+1:nzt,1)
    3065                    w(nzb+1:nzt-1,j_bound,i) = nest_offl%w_s(0,nzb+1:nzt-1,1)
    3066                 ENDDO
    3067                 IF ( .NOT. neutral )  THEN
    3068                    DO  i = nxl, nxr
    3069                       pt(nzb+1:nzt,j_bound,i) = nest_offl%pt_s(0,nzb+1:nzt,1)
    3070                    ENDDO
    3071                 ENDIF
    3072                 IF ( humidity      )  THEN
    3073                    DO  i = nxl, nxr
    3074                       q(nzb+1:nzt,j_bound,i)  = nest_offl%q_s(0,nzb+1:nzt,1)
    3075                    ENDDO
    3076                 ENDIF
    3077                 IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    3078                    DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
    3079                       IF( nest_offl%chem_from_file_s(n) )  THEN
    3080                          DO  i = nxl, nxr
    3081                             chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j_bound,i) = nest_offl%chem_s(0,nzb+1:nzt,1,n)
    3082                          ENDDO
    3083                       ENDIF
    3084                    ENDDO
    3085                 ENDIF
    3086              ENDIF
    3087 
    3088              u(nzt+1,nys:nyn,nxlu:nxr) = nest_offl%u_top(0,1,1)
    3089              v(nzt+1,nysv:nyn,nxl:nxr) = nest_offl%v_top(0,1,1)
    3090              w(nzt,nys:nyn,nxl:nxr)    = nest_offl%w_top(0,1,1)
    3091              w(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr)  = nest_offl%w_top(0,1,1)
    3092              IF ( .NOT. neutral )  pt(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) = nest_offl%pt_top(0,1,1)
    3093              IF ( humidity )       q(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr)  = nest_offl%q_top(0,1,1)
     2838          ENDIF
     2839          IF ( bc_dirichlet_r )  THEN
     2840             u(nzb+1:nzt,nys:nyn,i_bound_u) = nest_offl%u_r(0,nzb+1:nzt,nys:nyn)
     2841             v(nzb+1:nzt,nysv:nyn,i_bound)  = nest_offl%v_r(0,nzb+1:nzt,nysv:nyn)
     2842             w(nzb+1:nzt-1,nys:nyn,i_bound) = nest_offl%w_r(0,nzb+1:nzt-1,nys:nyn)
     2843             IF ( .NOT. neutral )  pt(nzb+1:nzt,nys:nyn,i_bound) = nest_offl%pt_r(0,nzb+1:nzt,nys:nyn)
     2844             IF ( humidity      )  q(nzb+1:nzt,nys:nyn,i_bound)  = nest_offl%q_r(0,nzb+1:nzt,nys:nyn)
    30942845             IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
    30952846                DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
    3096                    IF( nest_offl%chem_from_file_t(n) )  THEN
    3097                       chem_species(n)%conc(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) = nest_offl%chem_top(0,1,1,n)
     2847                   IF( nest_offl%chem_from_file_r(n) )  THEN
     2848                      chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,nys:nyn,i_bound) =                            &
     2849                                                             nest_offl%chem_r(0,nzb+1:nzt,nys:nyn,n)
    30982850                   ENDIF
    30992851                ENDDO
    31002852             ENDIF
    31012853          ENDIF
    3102 !
    3103 !--       In case of offline nesting the pressure forms itself based on the prescribed lateral
    3104 !--       boundary conditions. Hence, explicit forcing by pressure gradients via geostrophic
    3105 !--       wind components is not necessary and would be canceled out by the perturbation
    3106 !--       pressure otherwise. For this reason, set geostrophic wind components to zero.
    3107           ug(nzb+1:nzt) = 0.0_wp
    3108           vg(nzb+1:nzt) = 0.0_wp
    3109 
    3110        ENDIF
    3111 !
    3112 !--    After boundary data is initialized, mask topography at the
    3113 !--    boundaries for the velocity components.
    3114        u = MERGE( u, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_total_0, 1 ) )
    3115        v = MERGE( v, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_total_0, 2 ) )
    3116        w = MERGE( w, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_total_0, 3 ) )
    3117 !
    3118 !--    Initial calculation of the boundary layer depth from the prescribed
    3119 !--    boundary data. This is requiered for initialize the synthetic turbulence
    3120 !--    generator correctly.
    3121        CALL nesting_offl_calc_zi
    3122 !
    3123 !--    After boundary data is initialized, ensure mass conservation. Not
    3124 !--    necessary in restart runs.
    3125        IF ( TRIM( initializing_actions ) /= 'read_restart_data' )  THEN
    3126           CALL nesting_offl_mass_conservation
    3127        ENDIF
    3128 
    3129     END SUBROUTINE nesting_offl_init
    3130    
    3131 !------------------------------------------------------------------------------!
     2854
     2855          IF ( bc_dirichlet_n)  THEN
     2856             u(nzb+1:nzt,j_bound,nxlu:nxr)  = nest_offl%u_n(0,nzb+1:nzt,nxlu:nxr)
     2857             v(nzb+1:nzt,j_bound_v,nxl:nxr) = nest_offl%v_n(0,nzb+1:nzt,nxl:nxr)
     2858             w(nzb+1:nzt-1,j_bound,nxl:nxr) = nest_offl%w_n(0,nzb+1:nzt-1,nxl:nxr)
     2859             IF ( .NOT. neutral )  pt(nzb+1:nzt,j_bound,nxl:nxr) = nest_offl%pt_n(0,nzb+1:nzt,nxl:nxr)
     2860             IF ( humidity      )  q(nzb+1:nzt,j_bound,nxl:nxr)  = nest_offl%q_n(0,nzb+1:nzt,nxl:nxr)
     2861             IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     2862                DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
     2863                   IF( nest_offl%chem_from_file_n(n) )  THEN
     2864                      chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j_bound,nxl:nxr) =                            &
     2865                                                             nest_offl%chem_n(0,nzb+1:nzt,nxl:nxr,n)
     2866                   ENDIF
     2867                ENDDO
     2868             ENDIF
     2869          ENDIF
     2870          IF ( bc_dirichlet_s)  THEN
     2871             u(nzb+1:nzt,j_bound,nxlu:nxr)  = nest_offl%u_s(0,nzb+1:nzt,nxlu:nxr)
     2872             v(nzb+1:nzt,j_bound_v,nxl:nxr) = nest_offl%v_s(0,nzb+1:nzt,nxl:nxr)
     2873             w(nzb+1:nzt-1,j_bound,nxl:nxr) = nest_offl%w_s(0,nzb+1:nzt-1,nxl:nxr)
     2874             IF ( .NOT. neutral )  pt(nzb+1:nzt,j_bound,nxl:nxr) = nest_offl%pt_s(0,nzb+1:nzt,nxl:nxr)
     2875             IF ( humidity      )  q(nzb+1:nzt,j_bound,nxl:nxr)  = nest_offl%q_s(0,nzb+1:nzt,nxl:nxr)
     2876             IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     2877                DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
     2878                   IF( nest_offl%chem_from_file_s(n) )  THEN
     2879                      chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j_bound,nxl:nxr) =                            &
     2880                                                             nest_offl%chem_s(0,nzb+1:nzt,nxl:nxr,n)
     2881                   ENDIF
     2882                ENDDO
     2883             ENDIF
     2884          ENDIF
     2885
     2886          u(nzt+1,nys:nyn,nxlu:nxr) = nest_offl%u_top(0,nys:nyn,nxlu:nxr)
     2887          v(nzt+1,nysv:nyn,nxl:nxr) = nest_offl%v_top(0,nysv:nyn,nxl:nxr)
     2888          w(nzt,nys:nyn,nxl:nxr)    = nest_offl%w_top(0,nys:nyn,nxl:nxr)
     2889          w(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr)  = nest_offl%w_top(0,nys:nyn,nxl:nxr)
     2890          IF ( .NOT. neutral )  pt(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) = nest_offl%pt_top(0,nys:nyn,nxl:nxr)
     2891          IF ( humidity )       q(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr)  = nest_offl%q_top(0,nys:nyn,nxl:nxr)
     2892          IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     2893             DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
     2894                IF( nest_offl%chem_from_file_t(n) )  THEN
     2895                   chem_species(n)%conc(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) =                                   &
     2896                                                             nest_offl%chem_top(0,nys:nyn,nxl:nxr,n)
     2897                ENDIF
     2898             ENDDO
     2899          ENDIF
     2900!
     2901!--    LOD 1
     2902       ELSE
     2903          IF ( bc_dirichlet_l )  THEN
     2904             DO  j = nys, nyn
     2905                u(nzb+1:nzt,j,i_bound_u) = nest_offl%u_l(0,nzb+1:nzt,1)
     2906                w(nzb+1:nzt-1,j,i_bound) = nest_offl%w_l(0,nzb+1:nzt-1,1)
     2907             ENDDO
     2908             DO  j = nysv, nyn
     2909                v(nzb+1:nzt,j,i_bound)  = nest_offl%v_l(0,nzb+1:nzt,1)
     2910             ENDDO
     2911             IF ( .NOT. neutral )  THEN
     2912                DO  j = nys, nyn
     2913                   pt(nzb+1:nzt,j,i_bound) = nest_offl%pt_l(0,nzb+1:nzt,1)
     2914                ENDDO
     2915             ENDIF
     2916             IF ( humidity      )  THEN
     2917                DO  j = nys, nyn
     2918                   q(nzb+1:nzt,j,i_bound)  = nest_offl%q_l(0,nzb+1:nzt,1)
     2919                ENDDO
     2920             ENDIF
     2921             IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     2922                DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
     2923                   IF( nest_offl%chem_from_file_l(n) )  THEN
     2924                      DO  j = nys, nyn
     2925                         chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j,i_bound) =                               &
     2926                                                                   nest_offl%chem_l(0,nzb+1:nzt,1,n)
     2927                      ENDDO
     2928                   ENDIF
     2929                ENDDO
     2930             ENDIF
     2931          ENDIF
     2932          IF ( bc_dirichlet_r )  THEN
     2933             DO  j = nys, nyn
     2934                u(nzb+1:nzt,j,i_bound_u) = nest_offl%u_r(0,nzb+1:nzt,1)
     2935                w(nzb+1:nzt-1,j,i_bound) = nest_offl%w_r(0,nzb+1:nzt-1,1)
     2936             ENDDO
     2937             DO  j = nysv, nyn
     2938                v(nzb+1:nzt,j,i_bound)  = nest_offl%v_r(0,nzb+1:nzt,1)
     2939             ENDDO
     2940             IF ( .NOT. neutral )  THEN
     2941                DO  j = nys, nyn
     2942                   pt(nzb+1:nzt,j,i_bound) = nest_offl%pt_r(0,nzb+1:nzt,1)
     2943                ENDDO
     2944             ENDIF
     2945             IF ( humidity      )  THEN
     2946                DO  j = nys, nyn
     2947                   q(nzb+1:nzt,j,i_bound)  = nest_offl%q_r(0,nzb+1:nzt,1)
     2948                ENDDO
     2949             ENDIF
     2950             IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     2951                DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
     2952                   IF( nest_offl%chem_from_file_r(n) )  THEN
     2953                      DO  j = nys, nyn
     2954                         chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j,i_bound) =                               &
     2955                                                                   nest_offl%chem_r(0,nzb+1:nzt,1,n)
     2956                      ENDDO
     2957                   ENDIF
     2958                ENDDO
     2959             ENDIF
     2960          ENDIF
     2961          IF ( bc_dirichlet_n )  THEN
     2962             DO  i = nxlu, nxr
     2963                u(nzb+1:nzt,j_bound,i)  = nest_offl%u_n(0,nzb+1:nzt,1)
     2964             ENDDO
     2965             DO  i = nxl, nxr
     2966                v(nzb+1:nzt,j_bound_v,i) = nest_offl%v_n(0,nzb+1:nzt,1)
     2967                w(nzb+1:nzt-1,j_bound,i) = nest_offl%w_n(0,nzb+1:nzt-1,1)
     2968             ENDDO
     2969             IF ( .NOT. neutral )  THEN
     2970                DO  i = nxl, nxr
     2971                   pt(nzb+1:nzt,j_bound,i) = nest_offl%pt_n(0,nzb+1:nzt,1)
     2972                ENDDO
     2973             ENDIF
     2974             IF ( humidity      )  THEN
     2975                DO  i = nxl, nxr
     2976                   q(nzb+1:nzt,j_bound,i)  = nest_offl%q_n(0,nzb+1:nzt,1)
     2977                ENDDO
     2978             ENDIF
     2979             IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     2980                DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
     2981                   IF( nest_offl%chem_from_file_n(n) )  THEN
     2982                      DO  i = nxl, nxr
     2983                         chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j_bound,i) =                               &
     2984                                                                   nest_offl%chem_n(0,nzb+1:nzt,1,n)
     2985                      ENDDO
     2986                   ENDIF
     2987                ENDDO
     2988             ENDIF
     2989          ENDIF
     2990          IF ( bc_dirichlet_s )  THEN
     2991             DO  i = nxlu, nxr
     2992                u(nzb+1:nzt,j_bound,i)  = nest_offl%u_s(0,nzb+1:nzt,1)
     2993             ENDDO
     2994             DO  i = nxl, nxr
     2995                v(nzb+1:nzt,j_bound_v,i) = nest_offl%v_s(0,nzb+1:nzt,1)
     2996                w(nzb+1:nzt-1,j_bound,i) = nest_offl%w_s(0,nzb+1:nzt-1,1)
     2997             ENDDO
     2998             IF ( .NOT. neutral )  THEN
     2999                DO  i = nxl, nxr
     3000                   pt(nzb+1:nzt,j_bound,i) = nest_offl%pt_s(0,nzb+1:nzt,1)
     3001                ENDDO
     3002             ENDIF
     3003             IF ( humidity      )  THEN
     3004                DO  i = nxl, nxr
     3005                   q(nzb+1:nzt,j_bound,i)  = nest_offl%q_s(0,nzb+1:nzt,1)
     3006                ENDDO
     3007             ENDIF
     3008             IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     3009                DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
     3010                   IF( nest_offl%chem_from_file_s(n) )  THEN
     3011                      DO  i = nxl, nxr
     3012                         chem_species(n)%conc(nzb+1:nzt,j_bound,i) =                               &
     3013                                                                   nest_offl%chem_s(0,nzb+1:nzt,1,n)
     3014                      ENDDO
     3015                   ENDIF
     3016                ENDDO
     3017             ENDIF
     3018          ENDIF
     3019
     3020          u(nzt+1,nys:nyn,nxlu:nxr) = nest_offl%u_top(0,1,1)
     3021          v(nzt+1,nysv:nyn,nxl:nxr) = nest_offl%v_top(0,1,1)
     3022          w(nzt,nys:nyn,nxl:nxr)    = nest_offl%w_top(0,1,1)
     3023          w(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr)  = nest_offl%w_top(0,1,1)
     3024          IF ( .NOT. neutral )  pt(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) = nest_offl%pt_top(0,1,1)
     3025          IF ( humidity )       q(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr)  = nest_offl%q_top(0,1,1)
     3026          IF ( air_chemistry  .AND.  nesting_offline_chem )  THEN
     3027             DO  n = 1, UBOUND( chem_species, 1 )
     3028                IF( nest_offl%chem_from_file_t(n) )  THEN
     3029                   chem_species(n)%conc(nzt+1,nys:nyn,nxl:nxr) = nest_offl%chem_top(0,1,1,n)
     3030                ENDIF
     3031             ENDDO
     3032          ENDIF
     3033       ENDIF
     3034!
     3035!--    In case of offline nesting the pressure forms itself based on the prescribed lateral
     3036!--    boundary conditions. Hence, explicit forcing by pressure gradients via geostrophic wind
     3037!--    components is not necessary and would be canceled out by the perturbation pressure otherwise.
     3038!--    For this reason, set geostrophic wind components to zero.
     3039       ug(nzb+1:nzt) = 0.0_wp
     3040       vg(nzb+1:nzt) = 0.0_wp
     3041
     3042    ENDIF
     3043!
     3044!-- After boundary data is initialized, mask topography at the boundaries for the velocity
     3045!-- components.
     3046    u = MERGE( u, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_total_0, 1 ) )
     3047    v = MERGE( v, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_total_0, 2 ) )
     3048    w = MERGE( w, 0.0_wp, BTEST( wall_flags_total_0, 3 ) )
     3049!
     3050!-- Initial calculation of the boundary layer depth from the prescribed boundary data. This is
     3051!-- required for initialize the synthetic turbulence generator correctly.
     3052    CALL nesting_offl_calc_zi
     3053!
     3054!-- After boundary data is initialized, ensure mass conservation. Not necessary in restart runs.
     3055    IF ( TRIM( initializing_actions ) /= 'read_restart_data' )  THEN
     3056       CALL nesting_offl_mass_conservation
     3057    ENDIF
     3058
     3059 END SUBROUTINE nesting_offl_init
     3060
     3061!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    31323062! Description:
    3133 !------------------------------------------------------------------------------!
    3134 !> Interpolation function, used to interpolate boundary data in time. 
    3135 !------------------------------------------------------------------------------!
    3136     FUNCTION interpolate_in_time( var_t1, var_t2, fac  )
    3137 
    3138        REAL(wp)            :: interpolate_in_time !< time-interpolated boundary value
    3139        REAL(wp)            :: var_t1              !< boundary value at t1
    3140        REAL(wp)            :: var_t2              !< boundary value at t2
    3141        REAL(wp)            :: fac                 !< interpolation factor
    3142 
    3143        interpolate_in_time = ( 1.0_wp - fac ) * var_t1 + fac * var_t2     
    3144 
    3145     END FUNCTION interpolate_in_time
     3063!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     3064!> Interpolation function, used to interpolate boundary data in time.
     3065!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     3066 FUNCTION interpolate_in_time( var_t1, var_t2, fac  )
     3067
     3068    REAL(wp)            :: fac                  !< interpolation factor
     3069    REAL(wp)            :: interpolate_in_time  !< time-interpolated boundary value
     3070    REAL(wp)            :: var_t1               !< boundary value at t1
     3071    REAL(wp)            :: var_t2               !< boundary value at t2
     3072
     3073    interpolate_in_time = ( 1.0_wp - fac ) * var_t1 + fac * var_t2
     3074
     3075 END FUNCTION interpolate_in_time
    31463076
    31473077
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
  | Impressum | ©Leibniz Universität Hannover |