wrfv2_fire/dyn_em/module_initialize_squall2d_y.F

   1 !IDEAL:MODEL_LAYER:INITIALIZATION
   2 !
   3
   4 !  This MODULE holds the routines which are used to perform various initializations
   5 !  for the individual domains.
   6
   7 !  This MODULE CONTAINS the following routines:
   8
   9 !  initialize_field_test - 1. Set different fields to different constant
  10 !                             values.  This is only a test.  If the correct
  11 !                             domain is not found (based upon the "id")
  12 !                             then a fatal error is issued.
  13
  14 !-----------------------------------------------------------------------
  15
  16 MODULE module_initialize_ideal
  17
  18    USE module_domain
  19    USE module_io_domain
  20    USE module_state_description
  21    USE module_model_constants
  22    USE module_bc
  23    USE module_timing
  24    USE module_configure
  25    USE module_init_utilities
  26 #ifdef DM_PARALLEL
  27    USE module_dm
  28 #endif
  29
  30
  31 CONTAINS
  32
  33
  34 !-------------------------------------------------------------------
  35 ! this is a wrapper for the solver-specific init_domain routines.
  36 ! Also dereferences the grid variables and passes them down as arguments.
  37 ! This is crucial, since the lower level routines may do message passing
  38 ! and this will get fouled up on machines that insist on passing down
  39 ! copies of assumed-shape arrays (by passing down as arguments, the
  40 ! data are treated as assumed-size -- ie. f77 -- arrays and the copying
  41 ! business is avoided).  Fie on the F90 designers.  Fie and a pox.
  42
  43    SUBROUTINE init_domain ( grid )
  44
  45    IMPLICIT NONE
  46
  47    !  Input data.
  48    TYPE (domain), POINTER :: grid
  49    !  Local data.
  50    INTEGER :: idum1, idum2
  51
  52    CALL set_scalar_indices_from_config ( head_grid%id , idum1, idum2 )
  53
  54      CALL init_domain_rk( grid &
  55 !
  56 #include <actual_new_args.inc>
  57 !
  58                         )
  59    END SUBROUTINE init_domain
  60
  61 !-------------------------------------------------------------------
  62
  63    SUBROUTINE init_domain_rk ( grid &
  64 !
  65 # include <dummy_new_args.inc>
  66 !
  67 )
  68    IMPLICIT NONE
  69
  70    !  Input data.
  71    TYPE (domain), POINTER :: grid
  72
  73 # include <dummy_new_decl.inc>
  74
  75    TYPE (grid_config_rec_type)              :: config_flags
  76
  77    !  Local data
  78    INTEGER                             ::                       &
  79                                   ids, ide, jds, jde, kds, kde, &
  80                                   ims, ime, jms, jme, kms, kme, &
  81                                   its, ite, jts, jte, kts, kte, &
  82                                   i, j, k
  83
  84    ! Local data
  85
  86    INTEGER, PARAMETER :: nl_max = 1000
  87    REAL, DIMENSION(nl_max) :: zk, p_in, theta, rho, u, v, qv, pd_in
  88    INTEGER :: nl_in
  89
  90
  91    INTEGER :: icm,jcm, ii, im1, jj, jm1, loop, error, fid, nxc, nyc
  92    REAL    :: u_mean,v_mean, f0, p_surf, p_level, qvf, z_at_v, z_at_u
  93    REAL    :: z_scale, xrad, yrad, zrad, rad, delt, cof1, cof2
  94 !   REAL, EXTERNAL :: interp_0
  95    REAL    :: hm
  96    REAL    :: pi
  97
  98 !  stuff from original initialization that has been dropped from the Registry
  99    REAL    :: vnu, xnu, xnus, dinit0, cbh, p0_temp, t0_temp, zd, zt
 100    REAL    :: qvf1, qvf2, pd_surf
 101    INTEGER :: it
 102    real :: thtmp, ptmp, temp(3)
 103
 104    LOGICAL :: moisture_init
 105    LOGICAL :: stretch_grid, dry_sounding
 106
 107    SELECT CASE ( model_data_order )
 108          CASE ( DATA_ORDER_ZXY )
 109    kds = grid%sd31 ; kde = grid%ed31 ;
 110    ids = grid%sd32 ; ide = grid%ed32 ;
 111    jds = grid%sd33 ; jde = grid%ed33 ;
 112
 113    kms = grid%sm31 ; kme = grid%em31 ;
 114    ims = grid%sm32 ; ime = grid%em32 ;
 115    jms = grid%sm33 ; jme = grid%em33 ;
 116
 117    kts = grid%sp31 ; kte = grid%ep31 ;   ! note that tile is entire patch
 118    its = grid%sp32 ; ite = grid%ep32 ;   ! note that tile is entire patch
 119    jts = grid%sp33 ; jte = grid%ep33 ;   ! note that tile is entire patch
 120          CASE ( DATA_ORDER_XYZ )
 121    ids = grid%sd31 ; ide = grid%ed31 ;
 122    jds = grid%sd32 ; jde = grid%ed32 ;
 123    kds = grid%sd33 ; kde = grid%ed33 ;
 124
 125    ims = grid%sm31 ; ime = grid%em31 ;
 126    jms = grid%sm32 ; jme = grid%em32 ;
 127    kms = grid%sm33 ; kme = grid%em33 ;
 128
 129    its = grid%sp31 ; ite = grid%ep31 ;   ! note that tile is entire patch
 130    jts = grid%sp32 ; jte = grid%ep32 ;   ! note that tile is entire patch
 131    kts = grid%sp33 ; kte = grid%ep33 ;   ! note that tile is entire patch
 132          CASE ( DATA_ORDER_XZY )
 133    ids = grid%sd31 ; ide = grid%ed31 ;
 134    kds = grid%sd32 ; kde = grid%ed32 ;
 135    jds = grid%sd33 ; jde = grid%ed33 ;
 136
 137    ims = grid%sm31 ; ime = grid%em31 ;
 138    kms = grid%sm32 ; kme = grid%em32 ;
 139    jms = grid%sm33 ; jme = grid%em33 ;
 140
 141    its = grid%sp31 ; ite = grid%ep31 ;   ! note that tile is entire patch
 142    kts = grid%sp32 ; kte = grid%ep32 ;   ! note that tile is entire patch
 143    jts = grid%sp33 ; jte = grid%ep33 ;   ! note that tile is entire patch
 144
 145    END SELECT
 146
 147
 148    stretch_grid = .true.
 149    delt = 3.
 150 !   z_scale = .50
 151    z_scale = .40
 152    pi = 2.*asin(1.0)
 153    write(6,*) ' pi is ',pi
 154    nxc = (ide-ids)/2
 155    nyc = (jde-jds)/2
 156
 157    CALL model_to_grid_config_rec ( grid%id , model_config_rec , config_flags )
 158
 159 ! here we check to see if the boundary conditions are set properly
 160
 161    CALL boundary_condition_check( config_flags, bdyzone, error, grid%id )
 162
 163    moisture_init = .true.
 164
 165     grid%itimestep=0
 166
 167 #ifdef DM_PARALLEL
 168    CALL wrf_dm_bcast_bytes( icm , IWORDSIZE )
 169    CALL wrf_dm_bcast_bytes( jcm , IWORDSIZE )
 170 #endif
 171
 172     CALL nl_set_mminlu(1, '    ')
 173     CALL nl_set_iswater(1,0)
 174     CALL nl_set_cen_lat(1,40.)
 175     CALL nl_set_cen_lon(1,-105.)
 176     CALL nl_set_truelat1(1,0.)
 177     CALL nl_set_truelat2(1,0.)
 178     CALL nl_set_moad_cen_lat (1,0.)
 179     CALL nl_set_stand_lon (1,0.)
 180     CALL nl_set_map_proj(1,0)
 181
 182
 183 !  here we initialize data we currently is not initialized
 184 !  in the input data
 185
 186     DO j = jts, jte
 187       DO i = its, ite
 188          grid%msftx(i,j)    = 1.
 189          grid%msfty(i,j)    = 1.
 190          grid%msfux(i,j)    = 1.
 191          grid%msfuy(i,j)    = 1.
 192          grid%msfvx(i,j)    = 1.
 193          grid%msfvx_inv(i,j)= 1.
 194          grid%msfvy(i,j)    = 1.
 195          grid%sina(i,j)     = 0.
 196          grid%cosa(i,j)     = 1.
 197          grid%e(i,j)        = 0.
 198          grid%f(i,j)        = 0.
 199
 200       END DO
 201    END DO
 202
 203     DO j = jts, jte
 204     DO k = kts, kte
 205       DO i = its, ite
 206          grid%ww(i,k,j)     = 0.
 207       END DO
 208    END DO
 209    END DO
 210
 211    grid%step_number = 0
 212
 213 ! set up the grid
 214
 215    IF (stretch_grid) THEN ! exponential stretch for eta (nearly constant dz)
 216      DO k=1, kde
 217       grid%znw(k) = (exp(-(k-1)/float(kde-1)/z_scale) - exp(-1./z_scale))/ &
 218                                 (1.-exp(-1./z_scale))
 219      ENDDO
 220    ELSE
 221      DO k=1, kde
 222       grid%znw(k) = 1. - float(k-1)/float(kde-1)
 223      ENDDO
 224    ENDIF
 225
 226    DO k=1, kde-1
 227     grid%dnw(k) = grid%znw(k+1) - grid%znw(k)
 228     grid%rdnw(k) = 1./grid%dnw(k)
 229     grid%znu(k) = 0.5*(grid%znw(k+1)+grid%znw(k))
 230    ENDDO
 231    DO k=2, kde-1
 232     grid%dn(k) = 0.5*(grid%dnw(k)+grid%dnw(k-1))
 233     grid%rdn(k) = 1./grid%dn(k)
 234     grid%fnp(k) = .5* grid%dnw(k  )/grid%dn(k)
 235     grid%fnm(k) = .5* grid%dnw(k-1)/grid%dn(k)
 236    ENDDO
 237
 238    cof1 = (2.*grid%dn(2)+grid%dn(3))/(grid%dn(2)+grid%dn(3))*grid%dnw(1)/grid%dn(2)
 239    cof2 =     grid%dn(2)        /(grid%dn(2)+grid%dn(3))*grid%dnw(1)/grid%dn(3)
 240    grid%cf1  = grid%fnp(2) + cof1
 241    grid%cf2  = grid%fnm(2) - cof1 - cof2
 242    grid%cf3  = cof2
 243
 244    grid%cfn  = (.5*grid%dnw(kde-1)+grid%dn(kde-1))/grid%dn(kde-1)
 245    grid%cfn1 = -.5*grid%dnw(kde-1)/grid%dn(kde-1)
 246    grid%rdx = 1./config_flags%dx
 247    grid%rdy = 1./config_flags%dy
 248
 249 !  get the sounding from the ascii sounding file, first get dry sounding and
 250 !  calculate base state
 251
 252   write(6,*) ' getting dry sounding for base state '
 253   dry_sounding = .true.
 254   CALL get_sounding( zk, p_in, pd_in, theta, rho, u, v, qv, dry_sounding, nl_max, nl_in )
 255
 256   write(6,*) ' returned from reading sounding, nl_in is ',nl_in
 257
 258 !  find ptop for the desired ztop (ztop is input from the namelist),
 259 !  and find surface pressure
 260
 261   grid%p_top = interp_0( p_in, zk, config_flags%ztop, nl_in )
 262
 263   DO j=jts,jte
 264   DO i=its,ite  ! flat surface
 265     grid%phb(i,1,j) = 0.
 266     grid%php(i,1,j) = 0.
 267     grid%ph0(i,1,j) = 0.
 268     grid%ht(i,j) = 0.
 269   ENDDO
 270   ENDDO
 271
 272   DO J = jts, jte
 273   DO I = its, ite
 274
 275     p_surf = interp_0( p_in, zk, grid%phb(i,1,j)/g, nl_in )
 276     grid%mub(i,j) = p_surf-grid%p_top
 277
 278 !  this is dry hydrostatic sounding (base state), so given grid%p (coordinate),
 279 !  interp theta (from interp) and compute 1/rho from eqn. of state
 280
 281     DO K = 1, kte-1
 282       p_level = grid%znu(k)*(p_surf - grid%p_top) + grid%p_top
 283       grid%pb(i,k,j) = p_level
 284       grid%t_init(i,k,j) = interp_0( theta, p_in, p_level, nl_in ) - t0
 285       grid%alb(i,k,j) = (r_d/p1000mb)*(grid%t_init(i,k,j)+t0)*(grid%pb(i,k,j)/p1000mb)**cvpm
 286     ENDDO
 287
 288 !  calc hydrostatic balance (alternatively we could interp the geopotential from the
 289 !  sounding, but this assures that the base state is in exact hydrostatic balance with
 290 !  respect to the model eqns.
 291
 292     DO k  = 2,kte
 293       grid%phb(i,k,j) = grid%phb(i,k-1,j) - grid%dnw(k-1)*grid%mub(i,j)*grid%alb(i,k-1,j)
 294     ENDDO
 295
 296   ENDDO
 297   ENDDO
 298
 299   write(6,*) ' ptop is ',grid%p_top
 300   write(6,*) ' base state grid%mub(1,1), p_surf is ',grid%mub(1,1),grid%mub(1,1)+grid%p_top
 301
 302 !  calculate full state for each column - this includes moisture.
 303
 304   write(6,*) ' getting moist sounding for full state '
 305   dry_sounding = .false.
 306   CALL get_sounding( zk, p_in, pd_in, theta, rho, u, v, qv, dry_sounding, nl_max, nl_in )
 307
 308   DO J = jts, min(jde-1,jte)
 309   DO I = its, min(ide-1,ite)
 310
 311 !  At this point grid%p_top is already set. find the DRY mass in the column
 312 !  by interpolating the DRY pressure.
 313
 314    pd_surf = interp_0( pd_in, zk, grid%phb(i,1,j)/g, nl_in )
 315
 316 !  compute the perturbation mass and the full mass
 317
 318     grid%mu_1(i,j) = pd_surf-grid%p_top - grid%mub(i,j)
 319     grid%mu_2(i,j) = grid%mu_1(i,j)
 320     grid%mu0(i,j) = grid%mu_1(i,j) + grid%mub(i,j)
 321
 322 ! given the dry pressure and coordinate system, interp the potential
 323 ! temperature and qv
 324
 325     do k=1,kde-1
 326
 327       p_level = grid%znu(k)*(pd_surf - grid%p_top) + grid%p_top
 328
 329       moist(i,k,j,P_QV) = interp_0( qv, pd_in, p_level, nl_in )
 330       grid%t_1(i,k,j)          = interp_0( theta, pd_in, p_level, nl_in ) - t0
 331       grid%t_2(i,k,j)          = grid%t_1(i,k,j)
 332
 333
 334     enddo
 335
 336 !  integrate the hydrostatic equation (from the RHS of the bigstep
 337 !  vertical momentum equation) down from the top to get grid%p.
 338 !  first from the top of the model to the top pressure
 339
 340     k = kte-1  ! top level
 341
 342     qvf1 = 0.5*(moist(i,k,j,P_QV)+moist(i,k,j,P_QV))
 343     qvf2 = 1./(1.+qvf1)
 344     qvf1 = qvf1*qvf2
 345
 346 !    grid%p(i,k,j) = - 0.5*grid%mu_1(i,j)/grid%rdnw(k)
 347     grid%p(i,k,j) = - 0.5*(grid%mu_1(i,j)+qvf1*grid%mub(i,j))/grid%rdnw(k)/qvf2
 348     qvf = 1. + rvovrd*moist(i,k,j,P_QV)
 349     grid%alt(i,k,j) = (r_d/p1000mb)*(grid%t_1(i,k,j)+t0)*qvf* &
 350                 (((grid%p(i,k,j)+grid%pb(i,k,j))/p1000mb)**cvpm)
 351     grid%al(i,k,j) = grid%alt(i,k,j) - grid%alb(i,k,j)
 352
 353 !  down the column
 354
 355     do k=kte-2,1,-1
 356       qvf1 = 0.5*(moist(i,k,j,P_QV)+moist(i,k+1,j,P_QV))
 357       qvf2 = 1./(1.+qvf1)
 358       qvf1 = qvf1*qvf2
 359       grid%p(i,k,j) = grid%p(i,k+1,j) - (grid%mu_1(i,j) + qvf1*grid%mub(i,j))/qvf2/grid%rdn(k+1)
 360       qvf = 1. + rvovrd*moist(i,k,j,P_QV)
 361       grid%alt(i,k,j) = (r_d/p1000mb)*(grid%t_1(i,k,j)+t0)*qvf* &
 362                   (((grid%p(i,k,j)+grid%pb(i,k,j))/p1000mb)**cvpm)
 363       grid%al(i,k,j) = grid%alt(i,k,j) - grid%alb(i,k,j)
 364     enddo
 365
 366 !  this is the hydrostatic equation used in the model after the
 367 !  small timesteps.  In the model, grid%al (inverse density)
 368 !  is computed from the geopotential.
 369
 370
 371     grid%ph_1(i,1,j) = 0.
 372     DO k  = 2,kte
 373       grid%ph_1(i,k,j) = grid%ph_1(i,k-1,j) - (1./grid%rdnw(k-1))*(       &
 374                    (grid%mub(i,j)+grid%mu_1(i,j))*grid%al(i,k-1,j)+ &
 375                     grid%mu_1(i,j)*grid%alb(i,k-1,j)  )
 376
 377       grid%ph_2(i,k,j) = grid%ph_1(i,k,j)
 378       grid%ph0(i,k,j) = grid%ph_1(i,k,j) + grid%phb(i,k,j)
 379     ENDDO
 380
 381     if((i==2) .and. (j==2)) then
 382      write(6,*) ' grid%ph_1 calc ',grid%ph_1(2,1,2),grid%ph_1(2,2,2),&
 383                               grid%mu_1(2,2)+grid%mub(2,2),grid%mu_1(2,2), &
 384                               grid%alb(2,1,2),grid%al(1,2,1),grid%rdnw(1)
 385     endif
 386
 387   ENDDO
 388   ENDDO
 389
 390 !#if 0
 391
 392 !  thermal perturbation to kick off convection
 393
 394   write(6,*) ' nxc, nyc for perturbation ',nxc,nyc
 395   write(6,*) ' delt for perturbation ',delt
 396
 397   DO J = jts, min(jde-1,jte)
 398     yrad = config_flags%dy*float(j-nyc)/4000.
 399 !     yrad = 0.
 400     DO I = its, min(ide-1,ite)
 401 !      xrad = config_flags%dx*float(i-nxc)/4000.
 402      xrad = 0.
 403       DO K = 1, kte-1
 404
 405 !  put in preturbation theta (bubble) and recalc density.  note,
 406 !  the mass in the column is not changing, so when theta changes,
 407 !  we recompute density and geopotential
 408
 409         zrad = 0.5*(grid%ph_1(i,k,j)+grid%ph_1(i,k+1,j)  &
 410                    +grid%phb(i,k,j)+grid%phb(i,k+1,j))/g
 411         zrad = (zrad-1500.)/1500.
 412         RAD=SQRT(xrad*xrad+yrad*yrad+zrad*zrad)
 413         IF(RAD <= 1.) THEN
 414            grid%t_1(i,k,j)=grid%t_1(i,k,j)+delt*COS(.5*PI*RAD)**2
 415            grid%t_2(i,k,j)=grid%t_1(i,k,j)
 416            qvf = 1. + rvovrd*moist(i,k,j,P_QV)
 417            grid%alt(i,k,j) = (r_d/p1000mb)*(grid%t_1(i,k,j)+t0)*qvf* &
 418                         (((grid%p(i,k,j)+grid%pb(i,k,j))/p1000mb)**cvpm)
 419            grid%al(i,k,j) = grid%alt(i,k,j) - grid%alb(i,k,j)
 420         ENDIF
 421       ENDDO
 422
 423 !  rebalance hydrostatically
 424
 425       DO k  = 2,kte
 426         grid%ph_1(i,k,j) = grid%ph_1(i,k-1,j) - (1./grid%rdnw(k-1))*(       &
 427                      (grid%mub(i,j)+grid%mu_1(i,j))*grid%al(i,k-1,j)+ &
 428                       grid%mu_1(i,j)*grid%alb(i,k-1,j)  )
 429
 430         grid%ph_2(i,k,j) = grid%ph_1(i,k,j)
 431         grid%ph0(i,k,j) = grid%ph_1(i,k,j) + grid%phb(i,k,j)
 432       ENDDO
 433
 434     ENDDO
 435   ENDDO
 436
 437 !#endif
 438
 439    write(6,*) ' grid%mu_1 from comp ', grid%mu_1(1,1)
 440    write(6,*) ' full state sounding from comp, ph, grid%p, grid%al, grid%t_1, qv '
 441    do k=1,kde-1
 442      write(6,'(i3,1x,5(1x,1pe10.3))') k, grid%ph_1(1,k,1)+grid%phb(1,k,1), &
 443                                       grid%p(1,k,1)+grid%pb(1,k,1), grid%alt(1,k,1), &
 444                                       grid%t_1(1,k,1)+t0, moist(1,k,1,P_QV)
 445    enddo
 446
 447    write(6,*) ' pert state sounding from comp, grid%ph_1, pp, alp, grid%t_1, qv '
 448    do k=1,kde-1
 449      write(6,'(i3,1x,5(1x,1pe10.3))') k, grid%ph_1(1,k,1), &
 450                                       grid%p(1,k,1), grid%al(1,k,1), &
 451                                       grid%t_1(1,k,1), moist(1,k,1,P_QV)
 452    enddo
 453
 454 ! interp v
 455
 456   DO J = jts, jte
 457   DO I = its, min(ide-1,ite)
 458
 459     IF (j == jds) THEN
 460       z_at_v = grid%phb(i,1,j)/g
 461     ELSE IF (j == jde) THEN
 462       z_at_v = grid%phb(i,1,j-1)/g
 463     ELSE
 464       z_at_v = 0.5*(grid%phb(i,1,j)+grid%phb(i,1,j-1))/g
 465     END IF
 466
 467     p_surf = interp_0( p_in, zk, z_at_v, nl_in )
 468
 469     DO K = 1, kte
 470       p_level = grid%znu(k)*(p_surf - grid%p_top) + grid%p_top
 471       grid%v_1(i,k,j) = interp_0( v, p_in, p_level, nl_in )
 472       grid%v_2(i,k,j) = grid%v_1(i,k,j)
 473     ENDDO
 474
 475   ENDDO
 476   ENDDO
 477
 478 ! interp u
 479
 480   DO J = jts, min(jde-1,jte)
 481   DO I = its, ite
 482
 483     IF (i == ids) THEN
 484       z_at_u = grid%phb(i,1,j)/g
 485     ELSE IF (i == ide) THEN
 486       z_at_u = grid%phb(i-1,1,j)/g
 487     ELSE
 488       z_at_u = 0.5*(grid%phb(i,1,j)+grid%phb(i-1,1,j))/g
 489     END IF
 490
 491     p_surf = interp_0( p_in, zk, z_at_u, nl_in )
 492
 493     DO K = 1, kte
 494       p_level = grid%znu(k)*(p_surf - grid%p_top) + grid%p_top
 495       grid%u_1(i,k,j) = interp_0( u, p_in, p_level, nl_in )
 496       grid%u_2(i,k,j) = grid%u_1(i,k,j)
 497     ENDDO
 498
 499   ENDDO
 500   ENDDO
 501
 502 !  set w
 503
 504   DO J = jts, min(jde-1,jte)
 505   DO K = kts, kte
 506   DO I = its, min(ide-1,ite)
 507     grid%w_1(i,k,j) = 0.
 508     grid%w_2(i,k,j) = 0.
 509   ENDDO
 510   ENDDO
 511   ENDDO
 512
 513 !  set a few more things
 514
 515   DO J = jts, min(jde-1,jte)
 516   DO K = kts, kte-1
 517   DO I = its, min(ide-1,ite)
 518     grid%h_diabatic(i,k,j) = 0.
 519   ENDDO
 520   ENDDO
 521   ENDDO
 522
 523   DO k=1,kte-1
 524     grid%t_base(k) = grid%t_1(1,k,1)
 525     grid%qv_base(k) = moist(1,k,1,P_QV)
 526     grid%u_base(k) = grid%u_1(1,k,1)
 527     grid%v_base(k) = grid%v_1(1,k,1)
 528     grid%z_base(k) = 0.5*(grid%phb(1,k,1)+grid%phb(1,k+1,1)+grid%ph_1(1,k,1)+grid%ph_1(1,k+1,1))/g
 529   ENDDO
 530
 531   DO J = jts, min(jde-1,jte)
 532   DO I = its, min(ide-1,ite)
 533      thtmp   = grid%t_2(i,1,j)+t0
 534      ptmp    = grid%p(i,1,j)+grid%pb(i,1,j)
 535      temp(1) = thtmp * (ptmp/p1000mb)**rcp
 536      thtmp   = grid%t_2(i,2,j)+t0
 537      ptmp    = grid%p(i,2,j)+grid%pb(i,2,j)
 538      temp(2) = thtmp * (ptmp/p1000mb)**rcp
 539      thtmp   = grid%t_2(i,3,j)+t0
 540      ptmp    = grid%p(i,3,j)+grid%pb(i,3,j)
 541      temp(3) = thtmp * (ptmp/p1000mb)**rcp
 542
 543      grid%tsk(I,J)=grid%cf1*temp(1)+grid%cf2*temp(2)+grid%cf3*temp(3)
 544      grid%tmn(I,J)=grid%tsk(I,J)-0.5
 545   ENDDO
 546   ENDDO
 547
 548   RETURN
 549
 550  END SUBROUTINE init_domain_rk
 551
 552    SUBROUTINE init_module_initialize
 553    END SUBROUTINE init_module_initialize
 554
 555 !---------------------------------------------------------------------
 556
 557 !  test driver for get_sounding
 558 !
 559 !      implicit none
 560 !      integer n
 561 !      parameter(n = 1000)
 562 !      real zk(n),p(n),theta(n),rho(n),u(n),v(n),qv(n),pd(n)
 563 !      logical dry
 564 !      integer nl,k
 565 !
 566 !      dry = .false.
 567 !      dry = .true.
 568 !      call get_sounding( zk, p, pd, theta, rho, u, v, qv, dry, n, nl )
 569 !      write(6,*) ' input levels ',nl
 570 !      write(6,*) ' sounding '
 571 !      write(6,*) '  k  height(m)  press (Pa) pd(Pa) theta (K) den(kg/m^3)  u(m/s)     v(m/s)    qv(g/g) '
 572 !      do k=1,nl
 573 !        write(6,'(1x,i3,8(1x,1pe10.3))') k, zk(k), p(k), pd(k), theta(k), rho(k), u(k), v(k), qv(k)
 574 !      enddo
 575 !      end
 576 !
 577 !---------------------------------------------------------------------------
 578
 579       subroutine get_sounding( zk, p, p_dry, theta, rho, &
 580                                u, v, qv, dry, nl_max, nl_in )
 581       implicit none
 582
 583       integer nl_max, nl_in
 584       real zk(nl_max), p(nl_max), theta(nl_max), rho(nl_max), &
 585            u(nl_max), v(nl_max), qv(nl_max), p_dry(nl_max)
 586       logical dry
 587
 588       integer n
 589       parameter(n=1000)
 590       logical debug
 591       parameter( debug = .true.)
 592
 593 ! input sounding data
 594
 595       real p_surf, th_surf, qv_surf
 596       real pi_surf, pi(n)
 597       real h_input(n), th_input(n), qv_input(n), u_input(n), v_input(n)
 598
 599 ! diagnostics
 600
 601       real rho_surf, p_input(n), rho_input(n)
 602       real pm_input(n)  !  this are for full moist sounding
 603
 604 ! local data
 605
 606       real p1000mb,cv,cp,r,cvpm,g
 607       parameter (p1000mb = 1.e+05, r = 287, cp = 1003., cv = cp-r, cvpm = -cv/cp, g=9.81 )
 608       integer k, it, nl
 609       real qvf, qvf1, dz
 610
 611 !  first, read the sounding
 612
 613       call read_sounding( p_surf, th_surf, qv_surf, &
 614                           h_input, th_input, qv_input, u_input, v_input,n, nl, debug )
 615
 616       if(dry) then
 617        do k=1,nl
 618          qv_input(k) = 0.
 619        enddo
 620       endif
 621
 622       if(debug) write(6,*) ' number of input levels = ',nl
 623
 624         nl_in = nl
 625         if(nl_in .gt. nl_max ) then
 626           write(6,*) ' too many levels for input arrays ',nl_in,nl_max
 627           call wrf_error_fatal ( ' too many levels for input arrays ' )
 628         end if
 629
 630 !  compute diagnostics,
 631 !  first, convert qv(g/kg) to qv(g/g)
 632
 633       do k=1,nl
 634         qv_input(k) = 0.001*qv_input(k)
 635       enddo
 636
 637       p_surf = 100.*p_surf  ! convert to pascals
 638       qvf = 1. + rvovrd*qv_input(1)
 639       rho_surf = 1./((r/p1000mb)*th_surf*qvf*((p_surf/p1000mb)**cvpm))
 640       pi_surf = (p_surf/p1000mb)**(r/cp)
 641
 642       if(debug) then
 643         write(6,*) ' surface density is ',rho_surf
 644         write(6,*) ' surface pi is      ',pi_surf
 645       end if
 646
 647
 648 !  integrate moist sounding hydrostatically, starting from the
 649 !  specified surface pressure
 650 !  -> first, integrate from surface to lowest level
 651
 652           qvf = 1. + rvovrd*qv_input(1)
 653           qvf1 = 1. + qv_input(1)
 654           rho_input(1) = rho_surf
 655           dz = h_input(1)
 656           do it=1,10
 657             pm_input(1) = p_surf &
 658                     - 0.5*dz*(rho_surf+rho_input(1))*g*qvf1
 659             rho_input(1) = 1./((r/p1000mb)*th_input(1)*qvf*((pm_input(1)/p1000mb)**cvpm))
 660           enddo
 661
 662 ! integrate up the column
 663
 664           do k=2,nl
 665             rho_input(k) = rho_input(k-1)
 666             dz = h_input(k)-h_input(k-1)
 667             qvf1 = 0.5*(2.+(qv_input(k-1)+qv_input(k)))
 668             qvf = 1. + rvovrd*qv_input(k)   ! qv is in g/kg here
 669
 670             do it=1,10
 671               pm_input(k) = pm_input(k-1) &
 672                       - 0.5*dz*(rho_input(k)+rho_input(k-1))*g*qvf1
 673               rho_input(k) = 1./((r/p1000mb)*th_input(k)*qvf*((pm_input(k)/p1000mb)**cvpm))
 674             enddo
 675           enddo
 676
 677 !  we have the moist sounding
 678
 679 !  next, compute the dry sounding using p at the highest level from the
 680 !  moist sounding and integrating down.
 681
 682         p_input(nl) = pm_input(nl)
 683
 684           do k=nl-1,1,-1
 685             dz = h_input(k+1)-h_input(k)
 686             p_input(k) = p_input(k+1) + 0.5*dz*(rho_input(k)+rho_input(k+1))*g
 687           enddo
 688
 689
 690         do k=1,nl
 691
 692           zk(k) = h_input(k)
 693           p(k) = pm_input(k)
 694           p_dry(k) = p_input(k)
 695           theta(k) = th_input(k)
 696           rho(k) = rho_input(k)
 697           u(k) = u_input(k)
 698           v(k) = v_input(k)
 699           qv(k) = qv_input(k)
 700
 701         enddo
 702
 703      if(debug) then
 704       write(6,*) ' sounding '
 705       write(6,*) '  k  height(m)  press (Pa) pd(Pa) theta (K) den(kg/m^3)  u(m/s)     v(m/s)    qv(g/g) '
 706       do k=1,nl
 707         write(6,'(1x,i3,8(1x,1pe10.3))') k, zk(k), p(k), p_dry(k), theta(k), rho(k), u(k), v(k), qv(k)
 708       enddo
 709
 710      end if
 711
 712       end subroutine get_sounding
 713
 714 !-------------------------------------------------------
 715
 716       subroutine read_sounding( ps,ts,qvs,h,th,qv,u,v,n,nl,debug )
 717       implicit none
 718       integer n,nl
 719       real ps,ts,qvs,h(n),th(n),qv(n),u(n),v(n)
 720       logical end_of_file
 721       logical debug
 722
 723       integer k
 724
 725       open(unit=10,file='input_sounding',form='formatted',status='old')
 726       rewind(10)
 727       read(10,*) ps, ts, qvs
 728       if(debug) then
 729         write(6,*) ' input sounding surface parameters '
 730         write(6,*) ' surface pressure (mb) ',ps
 731         write(6,*) ' surface pot. temp (K) ',ts
 732         write(6,*) ' surface mixing ratio (g/kg) ',qvs
 733       end if
 734
 735       end_of_file = .false.
 736       k = 0
 737
 738       do while (.not. end_of_file)
 739
 740         read(10,*,end=100) h(k+1), th(k+1), qv(k+1), u(k+1), v(k+1)
 741         k = k+1
 742         if(debug) write(6,'(1x,i3,5(1x,e10.3))') k, h(k), th(k), qv(k), u(k), v(k)
 743         go to 110
 744  100    end_of_file = .true.
 745  110    continue
 746       enddo
 747
 748       nl = k
 749
 750       close(unit=10,status = 'keep')
 751
 752       end subroutine read_sounding
 753
 754 END MODULE module_initialize_ideal