chem/module_cam_mam_init.F

   1 ! module_cam_mam_init.F
   2 ! created by r.c.easter, june 2010
   3 !
   4 ! 2010-07-03 notes:
   5 ! 1.  In CAM, stratiform-cloudborne aerosol species are held in the qqcw
   6 ! array (of physics buffer), interstital aerosol water species are held in
   7 ! the qaerwat array (of physics buffer), and other trace species (water vapor,
   8 ! "stratiform cloud microphysical", trace gases, interstitial aerosol)
   9 ! are held in the state%q array.  Which interfacing to CAM routines,
  10 ! species must by transferred to/from the q and qqcw arrays.
  11 !     Initial implementations in WRF-Chem will use CBMZ gas-phase chemistry
  12 ! and CAM MAM aerosols, so the trace gases will differ from CAM5.
  13 !     The species in the q array will be
  14 !     a.  Moisture species (pcnst_non_chem_modal_aero of them)
  15 !     b.  Trace gas species with WRF-Chem indices between param_first_scalar
  16 ! and numgas.
  17 !     c.  Interstitial aerosol species (except for aerosol water).
  18 !
  19 !--------------------------------------------------------------
  20 #include "MODAL_AERO_CPP_DEFINES.h"
  21
  22 module module_cam_mam_init
  23
  24   private
  25   public :: cam_mam_init
  26
  27
  28   ! in cam5, pom is assumed to by 10/14 carbon and 4/14 other elements (oxygen, etc)
  29   ! when the following 2 parameters are positive, a factor of 1.4 is applied
  30   !    in the emissions and IC/BC routines, so that pom in cam5 will be
  31   !    ~1.4x the equivalent mosaic and sorgam primary organic species
  32   ! when a flag is zero/negative, the factor is not applied
  33   ! *** the 2 integer parameters can be modified by user (normally all 0 or all 1),
  34   !     but the 2 real variables are set later based on the parameter values
  35   integer, parameter :: pom_emit_1p4_factor_flag = 0
  36   integer, parameter :: pom_icbc_1p4_factor_flag = 0
  37   real, public :: pom_emit_1p4_factor
  38   real, public :: pom_icbc_1p4_factor
  39
  40   ! in 3-mode cam5, so4 is assumed to be ammonium-bisulfate (molec-wght = 115)
  41   ! when the following 3 parameters are positive, a factor of 115/96 ~= 1.2 is applied
  42   !    to so4 species in the emissions and IC/BC routines, and the so4 molec-wght
  43   !    is set to 115 (which affect so2->so4 gas and aqueous oxidation),
  44   !    so that so4 in cam5 will be ~1.2x the equivalent mosaic and sorgam primary organic species
  45   ! when a flag is zero/negative, the factor is not applied, or the molec-wght is set to 96
  46   ! *** the 3 integer parameters can be modified by user (normally all 0 or all 1),
  47   !     but the 2 real variables are set later based on the parameter values
  48   integer, parameter :: so4_emit_1p2_factor_flag = 1
  49   integer, parameter :: so4_icbc_1p2_factor_flag = 1
  50   integer, parameter :: so4_mwgt_1p2_factor_flag = 1
  51   real, public :: so4_emit_1p2_factor
  52   real, public :: so4_icbc_1p2_factor
  53
  54
  55   !Balwinder.Singh@pnnl.gov: cnst_name_loc is defined as a local array for this module
  56   !The cnst_name array of phys/constituent module is populated using 'cnst_add' calls
  57   !in this module to be consistent with the CAM way of populating cnst_name array
  58   character(len=16),allocatable, public :: cnst_name_loc(:)     ! constituent names
  59
  60   integer, parameter :: init_val = -999888777
  61   LOGICAL :: CAM_INITIALIZED_CHEM = .FALSE.
  62 contains
  63
  64
  65   !==============================================================
  66   subroutine cam_mam_init(           &
  67        id, numgas, config_flags,       &
  68        ids,ide, jds,jde, kds,kde,      &
  69        ims,ime, jms,jme, kms,kme,      &
  70        its,ite, jts,jte, kts,kte       )
  71     !--------------------------------------------------------------
  72     ! purpose:
  73     ! 1. call routines that allocated and initialize data structures used
  74     !    by cam modal aerosol (cam_mam) code
  75     ! 2. call routines that initialize aerosol mixing ratios
  76     !    for specific test scenarios
  77     !--------------------------------------------------------------
  78
  79     use module_state_description, only: num_chem,CBMZ_CAM_MAM3_NOAQ,CBMZ_CAM_MAM3_AQ,CBMZ_CAM_MAM7_NOAQ,CBMZ_CAM_MAM7_AQ
  80     use module_configure, only:  grid_config_rec_type
  81
  82     use shr_kind_mod, only: r8 => shr_kind_r8
  83     use physconst, only: epsilo, latvap, latice, rh2o, cpair, tmelt
  84     use module_cam_esinti, only: esinti
  85
  86     use module_cam_support, only: pver, pverp, pcols, &
  87          pcnst => pcnst_runtime, &
  88          endrun, masterproc
  89
  90     use modal_aero_data, only:  cnst_name_cw, ntot_aspectype, &
  91          qneg3_worst_thresh_amode, species_class, &
  92          specmw_amode, specname_amode, &
  93          specdens_so4_amode, specmw_so4_amode, &
  94          specdens_nh4_amode, specmw_nh4_amode, &
  95          specdens_no3_amode, specmw_no3_amode, &
  96          specdens_pom_amode, specmw_pom_amode, &
  97          specdens_soa_amode, specmw_soa_amode, &
  98          specdens_bc_amode, specmw_bc_amode, &
  99          specdens_dust_amode, specmw_dust_amode, &
 100          specdens_seasalt_amode, specmw_seasalt_amode
 101
 102     use modal_aero_initialize_data, only: modal_aero_initialize, modal_aero_register, decouple_mam_mp
 103     use ndrop , only: activate_init
 104     USE module_cam_mam_cloudchem, only: cam_mam_cloudchem_inti
 105     USE module_cam_mam_gas_wetdep_driver, only: cam_mam_gas_wetdep_inti
 106
 107     implicit none
 108
 109     !--------------------------------------------------------------
 110     ! ... arguments
 111     !--------------------------------------------------------------
 112     type(grid_config_rec_type), intent(in) :: config_flags
 113
 114     integer, intent(in) ::   &
 115          id, numgas,   &
 116          ids, ide, jds, jde, kds, kde,   &
 117          ims, ime, jms, jme, kms, kme,   &
 118          its, ite, jts, jte, kts, kte
 119
 120
 121     !--------------------------------------------------------------
 122     ! ... local variables
 123     !--------------------------------------------------------------
 124     integer :: ierr, l, m
 125     character(len=16)  :: tmpname
 126     character(len=160) :: msg
 127
 128
 129     !Balwinder.Singh@pnnl.gov: Added a sanity check so that chem_opt package corresponds to the right CPP directive for 3 or 7 mode
 130 #if ( defined MODAL_AERO_3MODE )
 131     if ( (config_flags%chem_opt /= CBMZ_CAM_MAM3_NOAQ) .and. &
 132          (config_flags%chem_opt /= CBMZ_CAM_MAM3_AQ  ) ) then
 133        call wrf_error_fatal( 'cam_mam_init - MODAL_AERO_3MODE is defined but chem_opt is not a CAM_MAM3 package' )
 134     end if
 135
 136 #elif ( defined MODAL_AERO_7MODE )
 137     if ( (config_flags%chem_opt /= CBMZ_CAM_MAM7_NOAQ) .and. &
 138          (config_flags%chem_opt /= CBMZ_CAM_MAM7_AQ  ) ) then
 139        call wrf_error_fatal( 'cam_mam_init - MODAL_AERO_7MODE is defined but chem_opt is not a CAM_MAM7 package' )
 140     end if
 141
 142 #else
 143     call wrf_error_fatal( 'cam_mam_init - neither MODAL_AERO_3MODE or MODAL_AERO_7MODE is defined' )
 144
 145 #endif
 146
 147     !Balwinder.Singh@pnnl.gov: Sanity check for cam_mam_mode variable in namelist
 148     if((config_flags%chem_opt == CBMZ_CAM_MAM3_NOAQ .OR. config_flags%chem_opt == CBMZ_CAM_MAM3_AQ) .AND.  config_flags%cam_mam_mode .NE. 3)then
 149        call wrf_error_fatal( 'CAM_MAM_INIT - For MODAL_AERO_3MODE (chem_opt - 503 CAM_MAM3 package), cam_mam_mode in namelist should be set to 3' )
 150     elseif((config_flags%chem_opt == CBMZ_CAM_MAM7_NOAQ .OR. config_flags%chem_opt == CBMZ_CAM_MAM7_AQ) .AND.  config_flags%cam_mam_mode .NE. 7)then
 151        call wrf_error_fatal('CAM_MAM_INIT - For MODAL_AERO_7MODE (chem_opt - 504 CAM_MAM7 package), cam_mam_mode in namelist should be set to 7')
 152     endif
 153
 154     !Balwinder.Singh@pnnl.gov: Sanity check for cam_mam_nspec variable in namelist
 155     !BSINGH (01/23/2014):Please make sure cam_mam_nspec is equal to pcnst in phys/module_physics_init.F and registry.chem
 156     if((config_flags%chem_opt == CBMZ_CAM_MAM3_NOAQ .OR. config_flags%chem_opt == CBMZ_CAM_MAM3_AQ) .AND.  config_flags%cam_mam_nspec .NE. 85)then
 157        call wrf_error_fatal( 'CAM_MAM_INIT - For MODAL_AERO_3MODE (chem_opt - 503 CAM_MAM3 package), cam_mam_nspec in namelist should be set to 85' )
 158     elseif((config_flags%chem_opt == CBMZ_CAM_MAM7_NOAQ .OR. config_flags%chem_opt == CBMZ_CAM_MAM7_AQ) .AND.  config_flags%cam_mam_nspec .NE. 90)then
 159        !BSINGH (01/23/2014): DMS species are NOT included in MAM7 package.
 160        call wrf_error_fatal('CAM_MAM_INIT - For MODAL_AERO_7MODE (chem_opt - 504 CAM_MAM7 package), cam_mam_nspec in namelist should be set to 90')
 161     endif
 162
 163     !--------------------------------------------------------------
 164     ! ... executable
 165     !--------------------------------------------------------------
 166     write(*,'(/a)') 'cam_mam_init'
 167     write(*,*) 'id, num_chem, pcnst =', id, num_chem, pcnst
 168
 169     write(*,'(a,3(4x,2i5))') 'ids/e, j..., k... ', ids,ide, jds,jde, kds,kde
 170     write(*,'(a,3(4x,2i5))') 'ims/e, j..., k... ', ims,ime, jms,jme, kms,kme
 171     write(*,'(a,3(4x,2i5))') 'its/e, j..., k... ', its,ite, jts,jte, kts,kte
 172     write(*,'(a,3(   i14))') 'pver, pverp, pcols', pver, pverp, pcols
 173
 174
 175     ! initialize water vapor saturation routines
 176     call esinti(epsilo, latvap, latice, rh2o, cpair, tmelt)
 177
 178
 179     ! set pver and pverp
 180     if ( (max(pver,pverp) > 0) .and. &
 181          (pver /= kte-kts+1) .and. &
 182          (pverp /= pver+1) ) then
 183        write( msg, '(2a,3i15)' ) &
 184             'cam_mam_init fatal error ', &
 185             '- bad pver - id, pver, pverp = ', id, pver, pverp
 186        call wrf_error_fatal( msg )
 187     end if
 188     if (pver <= 0) then
 189        pver = kde - kds
 190        pverp = pver + 1
 191     end if
 192     write(*,'(a,3(   i14))') 'pver, pverp, pcols', pver, pverp, pcols
 193
 194
 195     ! set pcnst and cnst_name_loc
 196     write(*,'(/a)') &
 197          'cam_mam_init calling cam_mam_init_set_cnst'
 198     call cam_mam_init_set_cnst( id, numgas, config_flags )
 199
 200     !Balwinder.Singh@pnnl.gov: Before calling 'modal_aero_initialize', we have to
 201     !call 'modal_aero_register'[nuance of CAM5.1]
 202     write(*,'(/a)') &
 203          'cam_mam_init calling modal_aero_register'
 204     call modal_aero_register
 205
 206     ! do modal_aero_initialize_data
 207     write(*,'(/a)') &
 208          'cam_mam_init calling modal_aero_initialize'
 209     call modal_aero_initialize
 210
 211     !For assisting decoupled microphysics (MP) CAM MAM simulations (simulations, where MAM package is coupled with
 212     !radiation but decoupled with MP - i.e. MP runs with 'prescribed' aerosols)
 213     call decouple_mam_mp(config_flags%CAM_MP_MAM_cpled)
 214
 215     !Balwinder.Singh@pnnl.gov: initialize aerosol activation
 216     call activate_init
 217
 218 #if ( defined MODAL_AERO_3MODE )
 219     if (so4_mwgt_1p2_factor_flag <= 0) then
 220        ! in this case, the so4 molec-wght will be 96 instead of 115,
 221        ! so do the following to override what was done in modal_aero_initialize
 222        do m = 1, ntot_aspectype
 223           if      (specname_amode(m).eq.'sulfate   ') then
 224              !specmw_amode(m) = 96.0_r8 !Balwinder.Singh@pnnl.gov: defined as a 'parameter' in module_data_cam_mam_aero.F
 225              specmw_so4_amode = specmw_amode(m)
 226           else if (specname_amode(m).eq.'ammonium  ') then
 227              !specmw_amode(m) = 18.0_r8 !Balwinder.Singh@pnnl.gov: defined as a 'parameter' in module_data_cam_mam_aero.F
 228              specmw_nh4_amode = specmw_amode(m)
 229           end if
 230        end do
 231     end if
 232 #endif
 233
 234     write(*,'(a,2f12.4)') 'so4 dens, mw', specdens_so4_amode, specmw_so4_amode
 235     write(*,'(a,2f12.4)') 'nh4 dens, mw', specdens_nh4_amode, specmw_nh4_amode
 236     write(*,'(a,2f12.4)') 'no3 dens, mw', specdens_no3_amode, specmw_no3_amode
 237     write(*,'(a,2f12.4)') 'pom dens, mw', specdens_pom_amode, specmw_pom_amode
 238     write(*,'(a,2f12.4)') 'soa dens, mw', specdens_soa_amode, specmw_soa_amode
 239     write(*,'(a,2f12.4)') 'bc  dens, mw', specdens_bc_amode, specmw_bc_amode
 240     write(*,'(a,2f12.4)') 'dst dens, mw', specdens_dust_amode, specmw_dust_amode
 241     write(*,'(a,2f12.4)') 'ncl dens, mw', specdens_seasalt_amode, specmw_seasalt_amode
 242
 243
 244     ! set variables that contain the pom 1.4 or 1.0 factors
 245     ! and the so4 1.2 or 1.0 factors used with emissions and IC/BC
 246     pom_emit_1p4_factor = 1.0
 247     pom_icbc_1p4_factor = 1.0
 248     if (pom_emit_1p4_factor_flag > 0) pom_emit_1p4_factor = 1.4
 249     if (pom_icbc_1p4_factor_flag > 0) pom_icbc_1p4_factor = 1.4
 250
 251     so4_emit_1p2_factor = 1.0
 252     so4_icbc_1p2_factor = 1.0
 253 #if ( defined MODAL_AERO_3MODE )
 254     if (so4_emit_1p2_factor_flag > 0) so4_emit_1p2_factor = 115.0/96.0
 255     if (so4_icbc_1p2_factor_flag > 0) so4_icbc_1p2_factor = 115.0/96.0
 256 #endif
 257
 258     write(*,'(/a,2f10.4)') 'pom_emit_1p4_factor & _init_', &
 259          pom_emit_1p4_factor, pom_icbc_1p4_factor
 260     write(*,'( a,2f10.4)') 'so4_emit_1p2_factor & _init_', &
 261          so4_emit_1p2_factor, so4_icbc_1p2_factor
 262
 263
 264     ! initialize the module_data_cam_mam_asect data
 265     write(*,'(/a)') &
 266          'cam_mam_init calling cam_mam_init_asect'
 267     call cam_mam_init_asect( id, config_flags )
 268
 269
 270     ! allocate and initialize arrays used to map aerosol and trace gas species
 271     ! between the wrf-chem "chem" array and the cam "q" array
 272     write(*,'(/a)') &
 273          'cam_mam_init calling cam_mam_init_other'
 274     call cam_mam_init_other( id, numgas, config_flags )
 275
 276     !Initialize CAM Cloud Chemistry
 277     call cam_mam_cloudchem_inti()
 278
 279     !Initialize CAM gas wetdep
 280     call cam_mam_gas_wetdep_inti
 281
 282     deallocate(cnst_name_loc)
 283     ! done
 284     write(*,'(/a)') &
 285          'cam_mam_init done'
 286
 287
 288     return
 289   end subroutine cam_mam_init
 290
 291
 292   !==============================================================
 293   subroutine cam_mam_init_set_cnst( id, numgas, config_flags )
 294     !--------------------------------------------------------------
 295     ! purpose:
 296     ! 1. set the value of the pcnst variable
 297     !    (which currently is pcnst_runtime in module_cam_support),
 298     !    and the pcnst_non_chem variable too.
 299     ! 2. load the cnst_name array of constituent module using 'cnst_add' calls
 300     !    and load it with appropriate trace species names
 301     !
 302     ! Modified by Balwinder.Singh@pnnl.gov: pcnst is set up at runtime
 303     !                                       now. This subroutine serves
 304     !                                       as a test to check whether
 305     !                                       the value of pcnst is set
 306     !                                       approprately in
 307     !                                       module_physics_init.F
 308     !*NOTE*: As a quick solution, correct value for the Molecular weights
 309     !        of the constituents is updated in 'cam_mam_init_other'. In
 310     !        the current subroutine, molecular weights are set to 1.
 311     !
 312     !*WARNING*: Minimum threshold for the constituents is set to ZERO here.
 313     !           This value is updated in  'cam_mam_init_other' subroutine
 314     !--------------------------------------------------------------
 315
 316     use module_configure, only:  grid_config_rec_type
 317     use module_state_description, only:  num_chem, param_first_scalar
 318     use module_scalar_tables, only:  chem_dname_table
 319
 320     use module_cam_support,    only: pcnst => pcnst_runtime, &
 321          pcnst_non_chem => pcnst_non_chem_modal_aero, &
 322          gas_pcnst => gas_pcnst_modal_aero, &
 323          endrun, masterproc
 324     use modal_aero_data
 325     use constituents,             only: cnst_add
 326     use physconst,                only: cpair
 327
 328     implicit none
 329
 330     !--------------------------------------------------------------
 331     ! ... arguments
 332     !--------------------------------------------------------------
 333     type(grid_config_rec_type), intent(in) :: config_flags
 334     integer, intent(in) :: id   ! domain index
 335     integer, intent(in) :: numgas
 336
 337     !--------------------------------------------------------------
 338     ! ... local variables
 339     !--------------------------------------------------------------
 340     integer :: ierr, itmpa, dumind
 341     integer :: l, l2
 342     integer :: p1st
 343     character(len=360) :: msg
 344
 345     !--------------------------------------------------------------
 346     ! ... executable
 347     !--------------------------------------------------------------
 348     write(*,*) 'cam_mam_init_set_cnst'
 349     write(*,*) 'id, num_chem         =', id, num_chem
 350     write(*,*) 'pcnst, gas_pcnst old =', pcnst, gas_pcnst
 351
 352     ! set pcnst value (and pcnst_non_chem too)
 353     p1st = param_first_scalar
 354     pcnst_non_chem = 5
 355
 356     ! start with the non-chemistry trace species
 357     itmpa = pcnst_non_chem
 358     ! add on the trace gas species
 359     do l = p1st, numgas
 360        itmpa = itmpa + 1
 361     end do
 362     ! add on the interstitial aerosol apecies
 363     ! (except aerosol water)
 364     ! *** their species names are assumed to end
 365     !     with "_aN", where N=1,2,...,9 ***
 366     do l = numgas+1, num_chem
 367        if ( cam_mam_is_q_aerosol_species( l, numgas ) ) then
 368           itmpa = itmpa + 1
 369        end if
 370     end do
 371
 372     if (pcnst == itmpa) then !Balwinder.Singh@pnnl.gov: check if pcnst has the correct value
 373        !pcnst = itmpa
 374        gas_pcnst = pcnst - pcnst_non_chem
 375        write(*,*) 'pcnst, gas_pcnst new =', pcnst, gas_pcnst
 376     else if (pcnst /= itmpa) then
 377        write( msg, * ) &
 378             'CAM_MAM_INIT_SET_CNST fatal error: The value of PCNST should be set to:',itmpa, &
 379             ' in module_physics_init.F where pcnst is mentioned as', pcnst,'. ID is',id
 380        call wrf_error_fatal( msg )
 381     end if
 382
 383     ! allocate cnst_name_loc
 384     if ( .not. allocated(cnst_name_loc) ) then
 385        allocate( cnst_name_loc(pcnst) )
 386     end if
 387
 388
 389     ! set cnst_name_loc values
 390     do l = 1, pcnst
 391        write( cnst_name_loc(l), '(a,i4.4)' ) 'empty_cnst_', l
 392     end do
 393     !First 5 constituents are already added in the phys/module_physics_init module.
 394     !Therefore cnst_add calls are not required for the same
 395     if (pcnst_non_chem >= 1) cnst_name_loc(1) = 'Q'
 396     if (pcnst_non_chem >= 2) cnst_name_loc(2) = 'CLDLIQ'
 397     if (pcnst_non_chem >= 3) cnst_name_loc(3) = 'CLDICE'
 398     if (pcnst_non_chem >= 4) cnst_name_loc(4) = 'NUMLIQ'
 399     if (pcnst_non_chem >= 5) cnst_name_loc(5) = 'NUMICE'
 400
 401     l2 = pcnst_non_chem
 402     do l = p1st, numgas
 403        l2 = l2 + 1
 404        IF(.NOT.CAM_INITIALIZED_CHEM) call cnst_add(trim(adjustl(chem_dname_table(1,l))), 1.0_r8, cpair, 0._r8, dumind)
 405        cnst_name_loc(l2) = chem_dname_table(1,l)
 406     end do
 407
 408     do l = numgas+1, num_chem
 409        if ( cam_mam_is_q_aerosol_species( l, numgas ) ) then
 410           l2 = l2 + 1
 411           IF(.NOT.CAM_INITIALIZED_CHEM) call cnst_add(trim(adjustl(chem_dname_table(1,l))), 1.0_r8, cpair, 0._r8, dumind)
 412           cnst_name_loc(l2) = chem_dname_table(1,l)
 413        end if
 414     end do
 415     if (l2 /= pcnst) then
 416        write( msg, '(2a,3i15)' ) &
 417             'cam_mam_init_set_cnst fatal error 101', &
 418             'for cnst_name, id, l2, pcnst = ', id, l2, pcnst
 419        call wrf_error_fatal( msg )
 420     end if
 421
 422
 423     return
 424   end subroutine cam_mam_init_set_cnst
 425
 426
 427   !==============================================================
 428   function cam_mam_is_q_aerosol_species( lspec, numgas )
 429     !
 430     ! returns true if the wrf-chem species with index lspec is an aerosol species
 431     !     that belongs in the q array, otherwise returns false.
 432     ! the q array aerosol species are interstitial aerosol species
 433     !     other than aerosol water
 434     ! *** currently it is assumed that for these species, the
 435     !     wrf-chem species name ends with "_aN", where N=1,2,...,7
 436     !
 437     use module_state_description, only:  num_chem, param_first_scalar
 438     use module_scalar_tables, only:  chem_dname_table
 439     use modal_aero_data, only:  ntot_amode
 440
 441     implicit none
 442
 443     logical ::  cam_mam_is_q_aerosol_species
 444     integer, intent(in) :: lspec, numgas
 445
 446     integer :: i, n
 447     integer, parameter :: upper_to_lower = iachar('a')-iachar('A')
 448     character(len=32) :: tmpname
 449     character(len=1)  :: tmpch
 450
 451     cam_mam_is_q_aerosol_species = .false.
 452     if ( (lspec <  param_first_scalar) .or. &
 453          (lspec <= numgas) .or. &
 454          (lspec >  num_chem) ) return
 455
 456     call lower_case( chem_dname_table(1,lspec), tmpname )
 457
 458     ! aerosol water species are not in the q array
 459     if (tmpname(1:5) == 'wtr_a') return
 460
 461     n = len( trim(tmpname) )
 462     n = max( n, 4 )
 463     if (tmpname(n-2:n) == '_a1') cam_mam_is_q_aerosol_species = .true.
 464     if (tmpname(n-2:n) == '_a2') cam_mam_is_q_aerosol_species = .true.
 465     if (tmpname(n-2:n) == '_a3') cam_mam_is_q_aerosol_species = .true.
 466     if (ntot_amode == 3) return
 467
 468     if (tmpname(n-2:n) == '_a4') cam_mam_is_q_aerosol_species = .true.
 469     if (tmpname(n-2:n) == '_a5') cam_mam_is_q_aerosol_species = .true.
 470     if (tmpname(n-2:n) == '_a6') cam_mam_is_q_aerosol_species = .true.
 471     if (tmpname(n-2:n) == '_a7') cam_mam_is_q_aerosol_species = .true.
 472     if (ntot_amode == 7) return
 473
 474     return
 475   end function cam_mam_is_q_aerosol_species
 476
 477
 478   !==============================================================
 479   subroutine lower_case( txt_in, txt_lc )
 480     !
 481     ! converts a character string (txt_in) to lowercase (txt_lc)
 482     !
 483     implicit none
 484
 485     character(len=*), intent(in)  :: txt_in
 486     character(len=*), intent(out) :: txt_lc
 487
 488     integer :: i, j
 489     integer, parameter :: iachar_lowera = iachar('a')
 490     integer, parameter :: iachar_uppera = iachar('A')
 491     integer, parameter :: iachar_upperz = iachar('Z')
 492
 493     txt_lc = txt_in
 494     do i = 1, len( trim(txt_lc) )
 495        j = iachar( txt_lc(i:i) )
 496        if (j < iachar_uppera) cycle
 497        if (j > iachar_upperz) cycle
 498        txt_lc(i:i) = achar( j + iachar_lowera - iachar_uppera )
 499     end do
 500
 501     return
 502   end subroutine lower_case
 503
 504
 505   !==============================================================
 506   subroutine cam_mam_init_asect( id, config_flags )
 507     !--------------------------------------------------------------
 508     ! purpose:
 509     ! initialize the aerosol pointer and property (density, molec wght,
 510     !    hygroscopicity) variables in module_data_cam_mam_asect
 511     !    from information in module_data_cam_mam_aero
 512     ! the module_data_cam_mam_aero variables are an "older version"
 513     !    designed for the mirage code, and are used by cam routines
 514     ! the module_data_cam_mam_asect variables are a "newer version"
 515     !    designed for the wrf-chem code, and they are useful for
 516     !    the wrf-chem-->cam interface/driver routines
 517     !--------------------------------------------------------------
 518
 519     use module_state_description, only: num_chem,param_first_scalar,CBMZ_CAM_MAM3_AQ,CBMZ_CAM_MAM7_AQ
 520
 521     use module_configure, only:  grid_config_rec_type
 522     use module_scalar_tables, only:     chem_dname_table
 523
 524     use modal_aero_data, only:  &
 525          dgnum_amode, lspectype_amode, nspec_amode, ntot_amode, ntot_aspectype, &
 526          sigmag_amode, specdens_amode, spechygro, specmw_amode, specname_amode
 527
 528     use module_data_cam_mam_asect
 529
 530
 531     implicit none
 532
 533     ! arguments
 534     integer, intent(in) :: id
 535     type(grid_config_rec_type), intent(in) :: config_flags
 536
 537     ! local variables
 538     integer :: iphase, isize, itype
 539     integer :: l, l2, l3, l4, la, lc
 540     integer :: p1st
 541
 542     real, parameter :: pi=3.1415926536
 543     real :: dp_meanvol_tmp
 544
 545     character(len=160) :: msg
 546     character(len=32)  :: tmpname, tmpnamec, tmptxtaa
 547
 548
 549     p1st = param_first_scalar
 550
 551     ! set master component information
 552     ntot_mastercomp_aer = ntot_aspectype
 553     do l = 1, ntot_mastercomp_aer
 554        name_mastercomp_aer(l) = specname_amode(l)
 555        ! densities in modal_aero_data are kg/m3
 556        ! densities in module_data_cam_mam_asect are g/cm3 (for consistency with mosaic and sorgam)
 557        dens_mastercomp_aer(l) = specdens_amode(l)*1.0e-3
 558        mw_mastercomp_aer(l) = specmw_amode(l)
 559        hygro_mastercomp_aer(l) = spechygro(l)
 560        if (name_mastercomp_aer(l) == 'sulfate') then
 561           mastercompindx_so4_aer = l
 562           namebb_mastercomp_aer(l) = 'so4'
 563           mw_so4_aer = mw_mastercomp_aer(l)
 564           dens_so4_aer = dens_mastercomp_aer(l)
 565        else if (name_mastercomp_aer(l) == 'ammonium') then
 566           mastercompindx_nh4_aer = l
 567           namebb_mastercomp_aer(l) = 'nh4'
 568           mw_nh4_aer = mw_mastercomp_aer(l)
 569           dens_nh4_aer = dens_mastercomp_aer(l)
 570        else if (name_mastercomp_aer(l) == 'nitrate') then
 571           mastercompindx_no3_aer = l
 572           namebb_mastercomp_aer(l) = 'no3'
 573           mw_no3_aer = mw_mastercomp_aer(l)
 574           dens_no3_aer = dens_mastercomp_aer(l)
 575        else if (name_mastercomp_aer(l) == 'p-organic') then
 576           mastercompindx_pom_aer = l
 577           namebb_mastercomp_aer(l) = 'pom'
 578           mw_pom_aer = mw_mastercomp_aer(l)
 579           dens_pom_aer = dens_mastercomp_aer(l)
 580        else if (name_mastercomp_aer(l) == 's-organic') then
 581           mastercompindx_soa_aer = l
 582           namebb_mastercomp_aer(l) = 'soa'
 583           mw_soa_aer = mw_mastercomp_aer(l)
 584           dens_soa_aer = dens_mastercomp_aer(l)
 585        else if (name_mastercomp_aer(l) == 'black-c') then
 586           mastercompindx_bc_aer = l
 587           namebb_mastercomp_aer(l) = 'bc'
 588           mw_bc_aer = mw_mastercomp_aer(l)
 589           dens_bc_aer = dens_mastercomp_aer(l)
 590        else if (name_mastercomp_aer(l) == 'seasalt') then
 591           mastercompindx_seas_aer = l
 592           namebb_mastercomp_aer(l) = 'ncl'
 593           mw_seas_aer = mw_mastercomp_aer(l)
 594           dens_seas_aer = dens_mastercomp_aer(l)
 595        else if (name_mastercomp_aer(l) == 'dust') then
 596           mastercompindx_dust_aer = l
 597           namebb_mastercomp_aer(l) = 'dst'
 598           mw_dust_aer = mw_mastercomp_aer(l)
 599           dens_dust_aer = dens_mastercomp_aer(l)
 600        else
 601           msg = '*** cam_mam_init_asect error 100 - mastercompindx'
 602           call wrf_message( msg )
 603           write( msg, '(a,i4,2x,a)' ) 'l, specname_amode = ', &
 604                l, specname_amode(l)
 605           call wrf_error_fatal( msg )
 606        end if
 607     end do ! l
 608
 609
 610     ! set number of phases
 611     nphase_aer = 1
 612     ai_phase = 1
 613 !         if (config_flags%chem_opt == ...) then
 614           if ((config_flags%chem_opt == CBMZ_CAM_MAM3_AQ) .or. &
 615               (config_flags%chem_opt == CBMZ_CAM_MAM7_AQ  )) then
 616                nphase_aer = 2
 617                cw_phase = 2
 618          end if
 619
 620     if (nphase_aer > 2) then
 621        msg = '*** cam_mam_init_asect error 120 - nphase_aer > 2'
 622        call wrf_error_fatal( msg )
 623     end if
 624
 625
 626     nsize_aer(:) = 0
 627     ncomp_aer(:) = 0
 628     ncomp_plustracer_aer(:) = 0
 629     mastercompptr_aer(:,:)  = init_val
 630     massptr_aer(:,:,:,:)    = init_val
 631     waterptr_aer(:,:)       = init_val
 632     hyswptr_aer(:,:)        = init_val
 633     numptr_aer(:,:,:)       = init_val
 634     mprognum_aer(:,:,:)     = 0
 635
 636     lptr_so4_aer(:,:,:)  = init_val
 637     lptr_nh4_aer(:,:,:)  = init_val
 638     lptr_no3_aer(:,:,:)  = init_val
 639     lptr_pom_aer(:,:,:)  = init_val
 640     lptr_soa_aer(:,:,:)  = init_val
 641     lptr_bc_aer(:,:,:)   = init_val
 642     lptr_dust_aer(:,:,:) = init_val
 643     lptr_seas_aer(:,:,:) = init_val
 644
 645     volumcen_sect(:,:) = 0.0
 646     volumlo_sect(:,:) = 0.0
 647     volumhi_sect(:,:) = 0.0
 648     dcen_sect(:,:) = 0.0
 649     dlo_sect(:,:) = 0.0
 650     dhi_sect(:,:) = 0.0
 651     sigmag_aer(:,:) = 1.0
 652
 653     ! set mode information
 654     !
 655     ! each cam_mam mode corresponds to a wrfchem type,
 656     ! and each wrfchm type has a single size bin
 657     ! (this differs from sorgam, where the aitken and accum. modes
 658     !  have the same species, and so can both have the same type)
 659     !
 660     ntype_aer = ntot_amode
 661
 662     do itype = 1, ntype_aer
 663
 664        nsize_aer(itype) = 1
 665        ncomp_aer(itype) = nspec_amode(itype)
 666        ncomp_plustracer_aer(itype) = ncomp_aer(itype)
 667
 668        ! for sectional
 669        !    the dhi/dlo_sect are the upper/lower bounds for
 670        !       mean-volume diameter for a section/bin
 671        ! for modal
 672        !    they should be set to reasonable upper/lower
 673        !       bounds for mean-volume diameters of each modes
 674        !    they are primarily used to put reasonable bounds
 675        !       on number (in relation to mass/volume)
 676        !    the dcen_sect are used by initwet for the impaction scavenging
 677        !       lookup tables, and should represent a "base" mean-volume diameter
 678        ! dp_meanvol_tmp (below) is the cam-mam default value
 679        !    for mean-volume diameter (in cm)
 680        ! terminology:  (pi/6) * (mean-volume diameter)**3 ==
 681        !        (volume mixing ratio of section/mode)/(number mixing ratio)
 682        isize = 1
 683        sigmag_aer(isize,itype) = sigmag_amode(itype)
 684        dp_meanvol_tmp = 1.0e2*dgnum_amode(itype) &   ! 1.0e2 converts m to cm
 685             *exp( 1.5 * log(sigmag_aer(isize,itype))**2 )
 686        dcen_sect(isize,itype) = dp_meanvol_tmp
 687        dhi_sect( isize,itype) = dp_meanvol_tmp*4.0
 688        dlo_sect( isize,itype) = dp_meanvol_tmp/4.0
 689
 690        do isize = 1, nsize_aer(itype)
 691           volumcen_sect(isize,itype) = (pi/6.0)*(dcen_sect(isize,itype)**3)
 692           volumlo_sect( isize,itype) = (pi/6.0)*(dlo_sect( isize,itype)**3)
 693           volumhi_sect( isize,itype) = (pi/6.0)*(dhi_sect( isize,itype)**3)
 694        end do
 695        write(*,'(a,i3,1p,5e11.3)') 'type, sg, dg, dp, vol', itype, &
 696             sigmag_aer(1,itype), dgnum_amode(itype), dp_meanvol_tmp, volumcen_sect(1,itype)
 697
 698
 699        do l = 1, ncomp_aer(itype)
 700           l2 = lspectype_amode(l,itype)
 701           if ((l2 > 0) .and. (l2 <= ntot_mastercomp_aer)) then
 702              mastercompptr_aer(l,itype) = l2
 703           else
 704              msg = '*** cam_mam_init_asect error 200 - mastercompptr'
 705              call wrf_message( msg )
 706              write( msg, '(a,4(1x,i10))' ) &
 707                   'itype, l, l2, ntot_mastercomp_aer = ', &
 708                   itype, l, l2, ntot_mastercomp_aer
 709              call wrf_error_fatal( msg )
 710           end if
 711           dens_aer(l,itype) = dens_mastercomp_aer(l2)
 712           mw_aer(l,itype) = mw_mastercomp_aer(l2)
 713           hygro_aer(l,itype) = hygro_mastercomp_aer(l2)
 714           name_aer(l,itype) = name_mastercomp_aer(l2)
 715        end do
 716
 717        isize = 1
 718        do l = -1, ncomp_aer(itype)
 719           do iphase = 1, nphase_aer
 720              if (l == -1) then
 721                 tmpname = 'num'
 722              else if (l == 0) then
 723                 tmpname = 'wtr'
 724                 if (iphase > 1) cycle
 725              else
 726                 l2 = lspectype_amode(l,itype)
 727                 tmpname = namebb_mastercomp_aer(l2)
 728              end if
 729
 730              if (iphase == 1) then
 731                 tmpname = trim(tmpname) // '_a'
 732              else
 733                 tmpname = trim(tmpname) // '_c'
 734              end if
 735              write( tmptxtaa, '(i1)' ) itype
 736              tmpname = trim(tmpname) // tmptxtaa(1:1)
 737
 738              l3 = 0
 739              do l4 = p1st, num_chem
 740                 if (chem_dname_table(1,l4) == tmpname) then
 741                    l3 = l4
 742                    exit
 743                 end if
 744              end do
 745              if (l3 <= 0) then
 746                 msg = '*** cam_mam_init_asect error 300' // &
 747                      ' - finding species - ' // tmpname
 748                 call wrf_error_fatal( msg )
 749              end if
 750
 751              if (l == -1) then
 752                 numptr_aer(isize,itype,iphase) = l3
 753                 mprognum_aer(isize,itype,iphase) = 1
 754              else if (l == 0) then
 755                 waterptr_aer(isize,itype) = l3
 756              else
 757                 massptr_aer(l,isize,itype,iphase) = l3
 758                 mastercompptr_aer(l,itype) = l2
 759                 if (l2 == mastercompindx_so4_aer) then
 760                    lptr_so4_aer(isize,itype,iphase) = l3
 761                 else if (l2 == mastercompindx_nh4_aer) then
 762                    lptr_nh4_aer(isize,itype,iphase) = l3
 763                    !                 else if (l2 == mastercompindx_no3_aer) then
 764                    !                    lptr_no3_aer(isize,itype,iphase) = l3
 765                 else if (l2 == mastercompindx_pom_aer) then
 766                    lptr_pom_aer(isize,itype,iphase) = l3
 767                 else if (l2 == mastercompindx_soa_aer) then
 768                    lptr_soa_aer(isize,itype,iphase) = l3
 769                 else if (l2 == mastercompindx_bc_aer) then
 770                    lptr_bc_aer(isize,itype,iphase) = l3
 771                 else if (l2 == mastercompindx_dust_aer) then
 772                    lptr_dust_aer(isize,itype,iphase) = l3
 773                 else if (l2 == mastercompindx_seas_aer) then
 774                    lptr_seas_aer(isize,itype,iphase) = l3
 775                 else
 776                    msg = '*** cam_mam_init_asect error 400' // &
 777                         ' - finding species type - ' // tmpname
 778                    call wrf_error_fatal( msg )
 779                 end if
 780              end if
 781
 782           end do ! iphase
 783
 784        end do ! l
 785
 786     end do ! itype
 787
 788
 789     ! diagnostics
 790     write(*,'(/a)') 'cam_mam_init_asect diagnostics'
 791
 792     write(*,'(/a,i5)') 'ntot_mastercomp_aer', ntot_mastercomp_aer
 793     write(*,'(a)') 'mastercomp name, l, mw, dens, hygro'
 794     do l = 1, ntot_mastercomp_aer
 795        write(*,'(a,i5,1p,3e12.4)') name_mastercomp_aer(l), l, &
 796             mw_mastercomp_aer(l), dens_mastercomp_aer(l), hygro_mastercomp_aer(l)
 797     end do
 798     write(*,'(a)') &
 799          'mastercompindx_so4_aer, nh4, no3, pom, soa, bc, seas, dust'
 800     write(*,'(4i12)') &
 801          mastercompindx_so4_aer, mastercompindx_nh4_aer, mastercompindx_no3_aer, &
 802          mastercompindx_pom_aer, mastercompindx_soa_aer, mastercompindx_bc_aer, &
 803          mastercompindx_seas_aer, mastercompindx_dust_aer
 804     write(*,'(a)') '........... mw_so4_aer, nh4, no3, pom, soa, bc, seas, dust'
 805     write(*,'(1p,4e12.4)') &
 806          mw_so4_aer, mw_nh4_aer, mw_no3_aer, &
 807          mw_pom_aer, mw_soa_aer, mw_bc_aer, &
 808          mw_seas_aer, mw_dust_aer
 809     write(*,'(a)') '......... dens_so4_aer, nh4, no3, pom, soa, bc, seas, dust'
 810     write(*,'(1p,4e12.4)') &
 811          dens_so4_aer, dens_nh4_aer, dens_no3_aer, &
 812          dens_pom_aer, dens_soa_aer, dens_bc_aer, &
 813          dens_seas_aer, dens_dust_aer
 814
 815     write(*,'(/a/6i12)') 'nphase_aer, ai_phase, cw_phase', &
 816          nphase_aer, ai_phase, cw_phase
 817
 818     do itype = 1, ntype_aer
 819        do isize = 1, nsize_aer(itype)
 820           write(*,'(/a,2i5,a)') 'info for itype, isize = ', itype, isize, &
 821                'species;  id, name for ai & cw;  mw, dens, hygro'
 822
 823           la = numptr_aer(isize,itype,1)
 824           lc = numptr_aer(isize,itype,2)
 825           tmpname = '---'
 826           if ((la >= p1st) .and. (la <= num_chem)) tmpname = chem_dname_table(1,la)
 827           tmpnamec = '---'
 828           if ((lc >= p1st) .and. (lc <= num_chem)) tmpnamec = chem_dname_table(1,la)
 829           write(*,'(a,i12,1x,a,i12,1x,a,1p,3e12.4)') 'number    ', &
 830                la, tmpname(1:10), lc, tmpnamec(1:10)
 831
 832           do l = 1, ncomp_aer(itype)
 833              la = massptr_aer(l,isize,itype,1)
 834              lc = massptr_aer(l,isize,itype,2)
 835              tmpname = '---'
 836              if ((la >= p1st) .and. (la <= num_chem)) tmpname = chem_dname_table(1,la)
 837              tmpnamec = '---'
 838              if ((lc >= p1st) .and. (lc <= num_chem)) tmpnamec = chem_dname_table(1,la)
 839              write(*,'(a,i12,1x,a,i12,1x,a,1p,3e12.4)') name_aer(l,itype), &
 840                   la, tmpname(1:10), lc, tmpnamec(1:10), &
 841                   mw_aer(l,itype), dens_aer(l,itype), hygro_aer(l,itype)
 842           end do ! l
 843
 844           la = waterptr_aer(isize,itype)
 845           tmpname = '---'
 846           if ((la >= p1st) .and. (la <= num_chem)) tmpname = chem_dname_table(1,la)
 847           write(*,'(a,i12,1x,a,23x,1p,3e12.4)') 'water     ', &
 848                la, tmpname(1:10)
 849
 850           la = hyswptr_aer(isize,itype)
 851           tmpname = '---'
 852           if ((la >= p1st) .and. (la <= num_chem)) tmpname = chem_dname_table(1,la)
 853           write(*,'(a,i12,1x,a,23x,1p,3e12.4)') 'hys-water ', &
 854                la, tmpname(1:10)
 855
 856        end do ! isize
 857     end do ! itype
 858
 859
 860     return
 861   end subroutine cam_mam_init_asect
 862
 863
 864
 865   !==============================================================
 866   subroutine cam_mam_init_other( id, numgas, config_flags )
 867     !--------------------------------------------------------------
 868     ! purpose:
 869     ! allocate and initialize variables in module_data_cam_mam_asect
 870     !    that are used for mapping trace species mixing ratios from
 871     !    wrf-chem arrays (e.g., "chem") to cam arrays (q, qqcw, qaerwat)
 872     !--------------------------------------------------------------
 873     use shr_kind_mod,             only: r8 => shr_kind_r8
 874     use module_state_description, only: num_chem, param_first_scalar
 875     use module_configure,         only: grid_config_rec_type, &
 876          p_h2o2, p_hno3, p_nh3, p_o3, p_so2, p_soag, p_sulf
 877     use module_scalar_tables,     only: chem_dname_table
 878
 879     use module_cam_support,       only: pcnst => pcnst_runtime, &
 880          pcnst_non_chem => pcnst_non_chem_modal_aero, &
 881          gas_pcnst => gas_pcnst_modal_aero
 882     use modal_aero_data,          only: cnst_name_cw
 883     use module_data_cam_mam_asect
 884     use constituents,             only: cnst_mw, cnst_rgas, cnst_cv, cnst_cp, &
 885          qmin,qmincg
 886     use physconst,                only: r_universal
 887     use infnan,                   only: nan
 888
 889     !Balwinder.Singh@pnnl.gov:*NOTE* cnst_cv and cnst_cp are set to 'nan'
 890     !as the cpair value for the chemical species is NOT set correctly.
 891     !The 'nan' assigment will produce an error whenever cnst_cv or
 892     !cnst_cp is used for any computation
 893
 894
 895     implicit none
 896
 897     ! arguments
 898     integer, intent(in) :: id, numgas
 899     type(grid_config_rec_type), intent(in) :: config_flags
 900
 901     ! local variables
 902     integer :: iphase, isize, itype, dumind
 903     integer :: l, ll, l2, l3, l4
 904     integer :: p1st
 905
 906     character(len=160) :: msg
 907     character(len=16)  :: tmpname, tmpname2, tmpname3
 908     real(r8)           :: qmin_gas, qmin_aer,qmin_num
 909
 910     IF(.NOT.CAM_INITIALIZED_CHEM) THEN
 911        qmin_gas = 1.0E-17_r8 !Typical val(H2SO4)           : 1E-12 kg/kg; Negligible val: 1E-17 kg/kg - Balwinder.Singh@pnnl.gov
 912        qmin_aer = 1.0E-14_r8 !Typical val(accum or coarse) : 1E-9  kg/kg; Negligible val: 1E-14 kg/kg - Balwinder.Singh@pnnl.gov
 913        qmin_num = 1.0E+01_r8 !Typical val(coarse)          : 1E5    #/kg; Negligible val: 1E1    #/kg - Balwinder.Singh@pnnl.gov
 914     ENDIF
 915
 916     p1st = param_first_scalar
 917
 918     ! allocate lptr_chem_to_..., factconv_chem_to_..., and mw_... arrays
 919     if ( .not. allocated(lptr_chem_to_q) ) then
 920        allocate( lptr_chem_to_q(num_chem) )
 921     end if
 922
 923     if ( .not. allocated(lptr_chem_to_qqcw) ) then
 924        allocate( lptr_chem_to_qqcw(num_chem) )
 925     end if
 926
 927     if ( .not. allocated(factconv_chem_to_q) ) then
 928        allocate( factconv_chem_to_q(num_chem) )
 929     end if
 930
 931     if ( .not. allocated(factconv_chem_to_qqcw) ) then
 932        allocate( factconv_chem_to_qqcw(num_chem) )
 933     end if
 934
 935     if ( .not. allocated(mw_chem_array) ) then
 936        allocate( mw_chem_array(num_chem) )
 937     end if
 938
 939     if ( .not. allocated(mw_q_array) ) then
 940        allocate( mw_q_array(pcnst) )
 941     end if
 942
 943     if ( .not. allocated(mw_q_mo_array) ) then
 944        allocate( mw_q_mo_array(gas_pcnst) )
 945     end if
 946
 947
 948     ! set values of lptr_chem_to_... arrays
 949       lptr_chem_to_q(:) = init_val
 950       lptr_chem_to_qqcw(:) = init_val
 951
 952       do l = p1st, num_chem
 953          tmpname = chem_dname_table(1,l)
 954          do l2 = 1, pcnst
 955             if (tmpname == cnst_name_loc(l2)) then
 956                lptr_chem_to_q(l) = l2
 957                exit
 958             end if
 959             if (tmpname == cnst_name_cw(l2)) then
 960                lptr_chem_to_qqcw(l) = l2
 961                exit
 962             end if
 963          end do
 964       end do
 965
 966
 967 ! set values of factconv_chem_to_..., and mw_... arrays
 968       factconv_chem_to_q(:) = 1.0
 969       factconv_chem_to_qqcw(:) = 1.0
 970       mw_chem_array(:) = 1.0
 971       mw_q_array(:) = 1.0
 972       mw_q_mo_array(:) = 1.0
 973
 974       l2 = pcnst_non_chem
 975       do l = p1st, numgas
 976          l2 = lptr_chem_to_q(l)
 977          if ((l2 < 1) .or. (l2 > pcnst)) cycle
 978
 979 ! set molecular weights of gas species that may be used by cam_mam routines
 980          if (l == p_sulf) mw_chem_array(l) = 96.0
 981          if (l == p_so2 ) mw_chem_array(l) = 64.0
 982          if (l == p_nh3 ) mw_chem_array(l) = 17.0
 983          if (l == p_hno3) mw_chem_array(l) = 63.0
 984          if (l == p_soag) mw_chem_array(l) = 12.0
 985          if (l == p_h2o2) mw_chem_array(l) = 34.0
 986          if (l == p_o3  ) mw_chem_array(l) = 48.0
 987          mw_q_array(l2) = mw_chem_array(l)
 988          IF(.NOT.CAM_INITIALIZED_CHEM) THEN
 989             cnst_mw(l2)    = mw_q_array(l2)
 990             cnst_rgas(l2) = r_universal * cnst_mw(l2)
 991             cnst_cp  (l2) = nan
 992             cnst_cv  (l2) = nan
 993             qmin     (l2) = qmin_gas
 994             qmincg   (l2) = qmin(l2)
 995          ENDIF
 996          ! convert wrf-chem ppmv to cam kg/kg-air
 997          factconv_chem_to_q(l) = 1.0e-6*mw_chem_array(l)/28.966
 998       end do
 999
1000       iphase = ai_phase
1001       do itype = 1, ntype_aer
1002       do isize = 1, nsize_aer(itype)
1003          l = numptr_aer(isize,itype,iphase)
1004          mw_chem_array(l) = 1.0
1005          l2 = lptr_chem_to_q(l)
1006          if ((l2 >= 1) .and. (l2 <= pcnst)) then
1007             mw_q_array(l2) = mw_chem_array(l)
1008             IF(.NOT.CAM_INITIALIZED_CHEM) THEN
1009                cnst_mw(l2)    = mw_q_array(l2)
1010                cnst_rgas(l2) = r_universal * cnst_mw(l2)
1011                cnst_cp  (l2) = nan
1012                cnst_cv  (l2) = nan
1013                qmin     (l2) = qmin_num
1014                qmincg   (l2) = qmin(l2)
1015             ENDIF
1016             ! wrf-chem and cam units for number are identical (#/kg-air)
1017             factconv_chem_to_q(l) = 1.0
1018          end if
1019
1020          l = waterptr_aer(isize,itype)
1021          if ((l >= p1st) .and. (l <= num_chem)) then
1022             mw_chem_array(l) = 18.0
1023             ! convert wrf-chem ug/kg-air to cam kg/kg-air
1024             factconv_chem_to_q(l) = 1.0e-9
1025          end if
1026
1027          do ll = 1, ncomp_aer(itype)
1028             l = massptr_aer(ll,isize,itype,iphase)
1029             mw_chem_array(l) = mw_aer(ll,itype)
1030             l2 = lptr_chem_to_q(l)
1031             if ((l2 >= 1) .and. (l2 <= pcnst)) then
1032                mw_q_array(l2) = mw_chem_array(l)
1033                IF(.NOT.CAM_INITIALIZED_CHEM) THEN
1034                   cnst_mw(l2)    = mw_q_array(l2)
1035                   cnst_rgas(l2) = r_universal * cnst_mw(l2)
1036                   cnst_cp  (l2) = nan
1037                   cnst_cv  (l2) = nan
1038                   qmin     (l2) = qmin_aer
1039                   qmincg   (l2) = qmin(l2)
1040                ENDIF
1041                ! convert wrf-chem ug/kg-air to cam kg/kg-air
1042                factconv_chem_to_q(l) = 1.0e-9
1043             end if
1044          end do
1045       end do ! isize
1046       end do ! itype
1047
1048 ! conversion for cloud-borne aerosols
1049
1050       if (nphase_aer > 1) then
1051       iphase = cw_phase
1052       do itype = 1, ntype_aer
1053       do isize = 1, nsize_aer(itype)
1054          l = numptr_aer(isize,itype,iphase)
1055          if (l < p1st .or. l > num_chem) then
1056             write(*,'(a,10i10)') '*** cw_phase numb error', iphase, itype, isize, l
1057          else
1058          mw_chem_array(l) = 1.0
1059          l2 = lptr_chem_to_qqcw(l)
1060          if ((l2 >= 1) .and. (l2 <= pcnst)) then
1061 !            mw_qqcw_array(l2) = mw_chem_array(l)
1062             ! wrf-chem and cam units for number are identical (#/kg-air)
1063             factconv_chem_to_q(l) = 1.0
1064          end if
1065          end if
1066
1067          do ll = 1, ncomp_aer(itype)
1068             l = massptr_aer(ll,isize,itype,iphase)
1069             if (l < p1st .or. l > num_chem) then
1070                write(*,'(a,10i10)') '*** cw_phase mass error', iphase, itype, isize, ll, l
1071             else
1072             mw_chem_array(l) = mw_aer(ll,itype)
1073             l2 = lptr_chem_to_qqcw(l)
1074             if ((l2 >= 1) .and. (l2 <= pcnst)) then
1075 !               mw_qqcw_array(l2) = mw_chem_array(l)
1076                ! convert wrf-chem ug/kg-air to cam kg/kg-air
1077                factconv_chem_to_q(l) = 1.0e-9
1078             end if
1079             end if
1080          end do
1081       end do ! isize
1082       end do ! itype
1083       end if
1084
1085
1086 ! mw_q_mo_array is equivalent to the cam adv_mass array
1087       mw_q_mo_array(1:gas_pcnst) = mw_q_array(pcnst_non_chem+1:pcnst)
1088
1089
1090       write( *, '(/2a)' ) &
1091          'l, cnst_name, chem_name, l3, chem_name2, ', &
1092          'lptr_chem_to_q, factconv_..., mw_...'
1093       do l = 1, max( pcnst, num_chem )
1094          tmpname  = ' '
1095          tmpname2 = ' '
1096          tmpname3 = ' '
1097          if (l <= pcnst) then
1098             tmpname = cnst_name_loc(l)
1099             do l2 = p1st, num_chem
1100                if (lptr_chem_to_q(l2) == l) tmpname2 = chem_dname_table(1,l2)
1101             end do
1102          end if
1103          l3 = l
1104          l4 = init_val
1105          if ((l3 >= p1st) .and. (l3 <= num_chem)) then
1106             tmpname3 = chem_dname_table(1,l3)
1107             l4 = lptr_chem_to_q(l3)
1108          end if
1109          if (l3 <= num_chem) then
1110             write( *, '(i4,2(2x,a),i6,2x,a,i12,1p,2e10.2)' ) &
1111                l, tmpname, tmpname2, l3, tmpname3, l4, &
1112                factconv_chem_to_q(l3), mw_chem_array(l3)
1113          else
1114             write( *, '(i4,2(2x,a),i6,2x,a,i12,1p,e10.2)' ) &
1115                l, tmpname, tmpname2
1116          end if
1117       end do
1118
1119       IF(.NOT.CAM_INITIALIZED_CHEM) CAM_INITIALIZED_CHEM = .TRUE.
1120       return
1121       end subroutine cam_mam_init_other
1122
1123
1124
1125 !==============================================================
1126       end module module_cam_mam_init
1127