| 1 | ! SPDX-FileCopyrightText: FLEXPART 1998-2019, see flexpart_license.txt |
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| 2 | ! SPDX-License-Identifier: GPL-3.0-or-later |
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| 3 | |
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| 4 | subroutine interpol_all(itime,xt,yt,zt) |
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| 5 | ! i i i i |
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| 6 | !***************************************************************************** |
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| 7 | ! * |
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| 8 | ! This subroutine interpolates everything that is needed for calculating the* |
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| 9 | ! dispersion. * |
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| 10 | ! * |
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| 11 | ! Author: A. Stohl * |
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| 12 | ! * |
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| 13 | ! 16 December 1997 * |
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| 14 | ! * |
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| 15 | ! Revision March 2005 by AST : all output variables in common block cal- * |
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| 16 | ! culation of standard deviation done in this * |
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| 17 | ! routine rather than subroutine call in order * |
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| 18 | ! to save computation time * |
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| 19 | ! * |
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| 20 | !***************************************************************************** |
|---|
| 21 | ! * |
|---|
| 22 | ! Variables: * |
|---|
| 23 | ! itime [s] current temporal position * |
|---|
| 24 | ! memtime(3) [s] times of the wind fields in memory * |
|---|
| 25 | ! xt,yt,zt coordinates position for which wind data shall be * |
|---|
| 26 | ! culated * |
|---|
| 27 | ! * |
|---|
| 28 | ! Constants: * |
|---|
| 29 | ! * |
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| 30 | !***************************************************************************** |
|---|
| 31 | |
|---|
| 32 | use par_mod |
|---|
| 33 | use com_mod |
|---|
| 34 | use interpol_mod |
|---|
| 35 | use hanna_mod |
|---|
| 36 | |
|---|
| 37 | implicit none |
|---|
| 38 | |
|---|
| 39 | integer :: itime |
|---|
| 40 | real :: xt,yt,zt |
|---|
| 41 | |
|---|
| 42 | ! Auxiliary variables needed for interpolation |
|---|
| 43 | real :: ust1(2),wst1(2),oli1(2),oliaux |
|---|
| 44 | real :: y1(2),y2(2),y3(2),rho1(2),rhograd1(2) |
|---|
| 45 | real :: usl,vsl,wsl,usq,vsq,wsq,xaux |
|---|
| 46 | integer :: i,m,n,indexh |
|---|
| 47 | real,parameter :: eps=1.0e-30 |
|---|
| 48 | |
|---|
| 49 | |
|---|
| 50 | !******************************************** |
|---|
| 51 | ! Multilinear interpolation in time and space |
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| 52 | !******************************************** |
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| 53 | |
|---|
| 54 | ! Determine the lower left corner and its distance to the current position |
|---|
| 55 | !************************************************************************* |
|---|
| 56 | |
|---|
| 57 | ddx=xt-real(ix) |
|---|
| 58 | ddy=yt-real(jy) |
|---|
| 59 | rddx=1.-ddx |
|---|
| 60 | rddy=1.-ddy |
|---|
| 61 | p1=rddx*rddy |
|---|
| 62 | p2=ddx*rddy |
|---|
| 63 | p3=rddx*ddy |
|---|
| 64 | p4=ddx*ddy |
|---|
| 65 | |
|---|
| 66 | ! Calculate variables for time interpolation |
|---|
| 67 | !******************************************* |
|---|
| 68 | |
|---|
| 69 | dt1=real(itime-memtime(1)) |
|---|
| 70 | dt2=real(memtime(2)-itime) |
|---|
| 71 | dtt=1./(dt1+dt2) |
|---|
| 72 | |
|---|
| 73 | |
|---|
| 74 | !***************************************** |
|---|
| 75 | ! 1. Interpolate u*, w* and Obukhov length |
|---|
| 76 | !***************************************** |
|---|
| 77 | |
|---|
| 78 | ! a) Bilinear horizontal interpolation |
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| 79 | |
|---|
| 80 | do m=1,2 |
|---|
| 81 | indexh=memind(m) |
|---|
| 82 | |
|---|
| 83 | ust1(m)=p1*ustar(ix ,jy ,1,indexh) & |
|---|
| 84 | + p2*ustar(ixp,jy ,1,indexh) & |
|---|
| 85 | + p3*ustar(ix ,jyp,1,indexh) & |
|---|
| 86 | + p4*ustar(ixp,jyp,1,indexh) |
|---|
| 87 | wst1(m)=p1*wstar(ix ,jy ,1,indexh) & |
|---|
| 88 | + p2*wstar(ixp,jy ,1,indexh) & |
|---|
| 89 | + p3*wstar(ix ,jyp,1,indexh) & |
|---|
| 90 | + p4*wstar(ixp,jyp,1,indexh) |
|---|
| 91 | oli1(m)=p1*oli(ix ,jy ,1,indexh) & |
|---|
| 92 | + p2*oli(ixp,jy ,1,indexh) & |
|---|
| 93 | + p3*oli(ix ,jyp,1,indexh) & |
|---|
| 94 | + p4*oli(ixp,jyp,1,indexh) |
|---|
| 95 | end do |
|---|
| 96 | |
|---|
| 97 | ! b) Temporal interpolation |
|---|
| 98 | |
|---|
| 99 | ust=(ust1(1)*dt2+ust1(2)*dt1)*dtt |
|---|
| 100 | wst=(wst1(1)*dt2+wst1(2)*dt1)*dtt |
|---|
| 101 | oliaux=(oli1(1)*dt2+oli1(2)*dt1)*dtt |
|---|
| 102 | |
|---|
| 103 | if (oliaux.ne.0.) then |
|---|
| 104 | ol=1./oliaux |
|---|
| 105 | else |
|---|
| 106 | ol=99999. |
|---|
| 107 | endif |
|---|
| 108 | |
|---|
| 109 | |
|---|
| 110 | !***************************************************** |
|---|
| 111 | ! 2. Interpolate vertical profiles of u,v,w,rho,drhodz |
|---|
| 112 | !***************************************************** |
|---|
| 113 | |
|---|
| 114 | |
|---|
| 115 | ! Determine the level below the current position |
|---|
| 116 | !*********************************************** |
|---|
| 117 | |
|---|
| 118 | do i=2,nz |
|---|
| 119 | if (height(i).gt.zt) then |
|---|
| 120 | indz=i-1 |
|---|
| 121 | indzp=i |
|---|
| 122 | goto 6 |
|---|
| 123 | endif |
|---|
| 124 | end do |
|---|
| 125 | 6 continue |
|---|
| 126 | |
|---|
| 127 | !************************************** |
|---|
| 128 | ! 1.) Bilinear horizontal interpolation |
|---|
| 129 | ! 2.) Temporal interpolation (linear) |
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| 130 | !************************************** |
|---|
| 131 | |
|---|
| 132 | ! Loop over 2 time steps and indz levels |
|---|
| 133 | !*************************************** |
|---|
| 134 | |
|---|
| 135 | do n=indz,indzp |
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| 136 | usl=0. |
|---|
| 137 | vsl=0. |
|---|
| 138 | wsl=0. |
|---|
| 139 | usq=0. |
|---|
| 140 | vsq=0. |
|---|
| 141 | wsq=0. |
|---|
| 142 | do m=1,2 |
|---|
| 143 | indexh=memind(m) |
|---|
| 144 | if (ngrid.lt.0) then |
|---|
| 145 | y1(m)=p1*uupol(ix ,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 146 | +p2*uupol(ixp,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 147 | +p3*uupol(ix ,jyp,n,indexh) & |
|---|
| 148 | +p4*uupol(ixp,jyp,n,indexh) |
|---|
| 149 | y2(m)=p1*vvpol(ix ,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 150 | +p2*vvpol(ixp,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 151 | +p3*vvpol(ix ,jyp,n,indexh) & |
|---|
| 152 | +p4*vvpol(ixp,jyp,n,indexh) |
|---|
| 153 | usl=usl+uupol(ix ,jy ,n,indexh)+uupol(ixp,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 154 | +uupol(ix ,jyp,n,indexh)+uupol(ixp,jyp,n,indexh) |
|---|
| 155 | vsl=vsl+vvpol(ix ,jy ,n,indexh)+vvpol(ixp,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 156 | +vvpol(ix ,jyp,n,indexh)+vvpol(ixp,jyp,n,indexh) |
|---|
| 157 | |
|---|
| 158 | usq=usq+uupol(ix ,jy ,n,indexh)*uupol(ix ,jy ,n,indexh)+ & |
|---|
| 159 | uupol(ixp,jy ,n,indexh)*uupol(ixp,jy ,n,indexh)+ & |
|---|
| 160 | uupol(ix ,jyp,n,indexh)*uupol(ix ,jyp,n,indexh)+ & |
|---|
| 161 | uupol(ixp,jyp,n,indexh)*uupol(ixp,jyp,n,indexh) |
|---|
| 162 | vsq=vsq+vvpol(ix ,jy ,n,indexh)*vvpol(ix ,jy ,n,indexh)+ & |
|---|
| 163 | vvpol(ixp,jy ,n,indexh)*vvpol(ixp,jy ,n,indexh)+ & |
|---|
| 164 | vvpol(ix ,jyp,n,indexh)*vvpol(ix ,jyp,n,indexh)+ & |
|---|
| 165 | vvpol(ixp,jyp,n,indexh)*vvpol(ixp,jyp,n,indexh) |
|---|
| 166 | else |
|---|
| 167 | y1(m)=p1*uu(ix ,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 168 | +p2*uu(ixp,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 169 | +p3*uu(ix ,jyp,n,indexh) & |
|---|
| 170 | +p4*uu(ixp,jyp,n,indexh) |
|---|
| 171 | y2(m)=p1*vv(ix ,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 172 | +p2*vv(ixp,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 173 | +p3*vv(ix ,jyp,n,indexh) & |
|---|
| 174 | +p4*vv(ixp,jyp,n,indexh) |
|---|
| 175 | usl=usl+uu(ix ,jy ,n,indexh)+uu(ixp,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 176 | +uu(ix ,jyp,n,indexh)+uu(ixp,jyp,n,indexh) |
|---|
| 177 | vsl=vsl+vv(ix ,jy ,n,indexh)+vv(ixp,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 178 | +vv(ix ,jyp,n,indexh)+vv(ixp,jyp,n,indexh) |
|---|
| 179 | |
|---|
| 180 | usq=usq+uu(ix ,jy ,n,indexh)*uu(ix ,jy ,n,indexh)+ & |
|---|
| 181 | uu(ixp,jy ,n,indexh)*uu(ixp,jy ,n,indexh)+ & |
|---|
| 182 | uu(ix ,jyp,n,indexh)*uu(ix ,jyp,n,indexh)+ & |
|---|
| 183 | uu(ixp,jyp,n,indexh)*uu(ixp,jyp,n,indexh) |
|---|
| 184 | vsq=vsq+vv(ix ,jy ,n,indexh)*vv(ix ,jy ,n,indexh)+ & |
|---|
| 185 | vv(ixp,jy ,n,indexh)*vv(ixp,jy ,n,indexh)+ & |
|---|
| 186 | vv(ix ,jyp,n,indexh)*vv(ix ,jyp,n,indexh)+ & |
|---|
| 187 | vv(ixp,jyp,n,indexh)*vv(ixp,jyp,n,indexh) |
|---|
| 188 | endif |
|---|
| 189 | y3(m)=p1*ww(ix ,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 190 | +p2*ww(ixp,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 191 | +p3*ww(ix ,jyp,n,indexh) & |
|---|
| 192 | +p4*ww(ixp,jyp,n,indexh) |
|---|
| 193 | rhograd1(m)=p1*drhodz(ix ,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 194 | +p2*drhodz(ixp,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 195 | +p3*drhodz(ix ,jyp,n,indexh) & |
|---|
| 196 | +p4*drhodz(ixp,jyp,n,indexh) |
|---|
| 197 | rho1(m)=p1*rho(ix ,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 198 | +p2*rho(ixp,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 199 | +p3*rho(ix ,jyp,n,indexh) & |
|---|
| 200 | +p4*rho(ixp,jyp,n,indexh) |
|---|
| 201 | wsl=wsl+ww(ix ,jy ,n,indexh)+ww(ixp,jy ,n,indexh) & |
|---|
| 202 | +ww(ix ,jyp,n,indexh)+ww(ixp,jyp,n,indexh) |
|---|
| 203 | wsq=wsq+ww(ix ,jy ,n,indexh)*ww(ix ,jy ,n,indexh)+ & |
|---|
| 204 | ww(ixp,jy ,n,indexh)*ww(ixp,jy ,n,indexh)+ & |
|---|
| 205 | ww(ix ,jyp,n,indexh)*ww(ix ,jyp,n,indexh)+ & |
|---|
| 206 | ww(ixp,jyp,n,indexh)*ww(ixp,jyp,n,indexh) |
|---|
| 207 | end do |
|---|
| 208 | uprof(n)=(y1(1)*dt2+y1(2)*dt1)*dtt |
|---|
| 209 | vprof(n)=(y2(1)*dt2+y2(2)*dt1)*dtt |
|---|
| 210 | wprof(n)=(y3(1)*dt2+y3(2)*dt1)*dtt |
|---|
| 211 | rhoprof(n)=(rho1(1)*dt2+rho1(2)*dt1)*dtt |
|---|
| 212 | rhogradprof(n)=(rhograd1(1)*dt2+rhograd1(2)*dt1)*dtt |
|---|
| 213 | indzindicator(n)=.false. |
|---|
| 214 | |
|---|
| 215 | ! Compute standard deviations |
|---|
| 216 | !**************************** |
|---|
| 217 | |
|---|
| 218 | xaux=usq-usl*usl/8. |
|---|
| 219 | if (xaux.lt.eps) then |
|---|
| 220 | usigprof(n)=0. |
|---|
| 221 | else |
|---|
| 222 | usigprof(n)=sqrt(xaux/7.) |
|---|
| 223 | endif |
|---|
| 224 | |
|---|
| 225 | xaux=vsq-vsl*vsl/8. |
|---|
| 226 | if (xaux.lt.eps) then |
|---|
| 227 | vsigprof(n)=0. |
|---|
| 228 | else |
|---|
| 229 | vsigprof(n)=sqrt(xaux/7.) |
|---|
| 230 | endif |
|---|
| 231 | |
|---|
| 232 | |
|---|
| 233 | xaux=wsq-wsl*wsl/8. |
|---|
| 234 | if (xaux.lt.eps) then |
|---|
| 235 | wsigprof(n)=0. |
|---|
| 236 | else |
|---|
| 237 | wsigprof(n)=sqrt(xaux/7.) |
|---|
| 238 | endif |
|---|
| 239 | |
|---|
| 240 | end do |
|---|
| 241 | |
|---|
| 242 | |
|---|
| 243 | end subroutine interpol_all |
|---|
