source: lmdz_wrf/WRFV3/share/wrf_fddaobs_in.F @ 1

Last change on this file since 1 was 1, checked in by lfita, 10 years ago
  • -- --- Opening of the WRF+LMDZ coupling repository --- -- -

WRF: version v3.3
LMDZ: version v1818

More details in:

File size: 76.8 KB
Line 
1!WRF:MEDIATION_LAYER:IO
2!  ---
3
4! This obs-nudging FDDA module (RTFDDA) is developed by the
5! NCAR/RAL/NSAP (National Security Application Programs), under the
6! sponsorship of ATEC (Army Test and Evaluation Commands). ATEC is
7! acknowledged for releasing this capability for WRF community
8! research applications.
9!
10! The NCAR/RAL RTFDDA module was adapted, and significantly modified
11! from the obs-nudging module in the standard MM5V3.1 which was originally
12! developed by PSU (Stauffer and Seaman, 1994).
13!
14! Yubao Liu (NCAR/RAL): lead developer of the RTFDDA module
15! Al Bourgeois (NCAR/RAL): lead engineer implementing RTFDDA into WRF-ARW
16! Nov. 2006
17!
18! References:
19!   
20!   Liu, Y., A. Bourgeois, T. Warner, S. Swerdlin and J. Hacker, 2005: An
21!     implementation of obs-nudging-based FDDA into WRF for supporting
22!     ATEC test operations. 2005 WRF user workshop. Paper 10.7.
23!
24!   Liu, Y., A. Bourgeois, T. Warner, S. Swerdlin and W. Yu, 2006: An update
25!     on "obs-nudging"-based FDDA for WRF-ARW: Verification using OSSE
26!     and performance of real-time forecasts. 2006 WRF user workshop. Paper 4.7.
27
28!   
29!   Stauffer, D.R., and N.L. Seaman, 1994: Multi-scale four-dimensional data
30!     assimilation. J. Appl. Meteor., 33, 416-434.
31!
32!   http://www.rap.ucar.edu/projects/armyrange/references.html
33!
34
35  SUBROUTINE wrf_fddaobs_in (grid ,config_flags)
36
37    USE module_domain
38    USE module_configure
39    USE module_model_constants        !rovg
40
41    IMPLICIT NONE
42    TYPE(domain) :: grid
43    TYPE(grid_config_rec_type),  INTENT(IN)    :: config_flags
44#if ( EM_CORE == 1 )
45
46! Local variables
47    integer            :: ktau            ! timestep index corresponding to xtime
48    integer            :: krest           ! restart timestep
49    integer            :: inest           ! nest level
50    integer            :: infreq          ! input frequency
51    integer            :: nstlev          ! nest level
52    real               :: dtmin           ! dt in minutes
53    real               :: xtime           ! forecast time in minutes
54    logical            :: iprt_in4dob     ! print flag
55
56    INTEGER ids , ide , jds , jde , kds , kde , &
57            ims , ime , jms , jme , kms , kme , &
58            ips , ipe , jps , jpe , kps , kpe
59    INTEGER ij, its, ite, jts, jte
60
61!   Modified to also call in4dob intially, since subr in4dob is no
62!   longer called from subr fddaobs_init. Note that itimestep is now
63!   the model step BEFORE the model integration step, because this
64!   routine is now called by med_before_solve_io.
65    ktau   = grid%itimestep               ! ktau corresponds to xtime
66    krest  = grid%fdob%ktaur
67    inest  = grid%grid_id
68    nstlev = grid%fdob%levidn(inest)
69    infreq = grid%obs_ionf*(grid%parent_grid_ratio**nstlev)
70    iprt_in4dob = grid%obs_ipf_in4dob
71
72    IF( (ktau.GT.krest.AND.MOD(ktau,infreq).EQ.0)                            &
73                                         .OR.(ktau.EQ.krest) ) then
74! Calculate forecast time.
75      dtmin = grid%dt/60.
76      xtime = grid%xtime
77
78      CALL get_ijk_from_grid (  grid ,                                       &
79                                ids, ide, jds, jde, kds, kde,                &
80                                ims, ime, jms, jme, kms, kme,                &
81                                ips, ipe, jps, jpe, kps, kpe    )
82
83      !$OMP PARALLEL DO   &
84      !$OMP PRIVATE ( ij )
85
86      DO ij = 1 , grid%num_tiles
87         its = grid%i_start(ij)
88         ite = min(grid%i_end(ij),ide-1)
89         jts = grid%j_start(ij)
90         jte = min(grid%j_end(ij),jde-1)
91
92         CALL in4dob(inest, xtime, ktau, krest, dtmin,                              &
93                     grid%julyr, grid%julday, grid%gmt,                             &    !obsnypatch
94                     grid%obs_nudge_opt,  grid%obs_nudge_wind, grid%obs_nudge_temp, &
95                     grid%obs_nudge_mois, grid%obs_nudge_pstr, grid%obs_coef_wind,  &
96                     grid%obs_coef_temp,  grid%obs_coef_mois,  grid%obs_coef_pstr,  &
97                     grid%obs_rinxy,      grid%obs_rinsig,     grid%fdob%window,    &
98                     grid%obs_npfi,       grid%obs_ionf,                            &
99                     grid%obs_prt_max,    grid%obs_prt_freq,                        &
100                     grid%obs_idynin,                                               &
101                     grid%obs_dtramp,     grid%fdob,           grid%fdob%varobs,    &
102                     grid%fdob%timeob,    grid%fdob%nlevs_ob,  grid%fdob%lev_in_ob, &
103                     grid%fdob%plfo,      grid%fdob%elevob,    grid%fdob%rio,       &
104                     grid%fdob%rjo,       grid%fdob%rko,                            &
105                     grid%xlat, grid%xlong,                                         &
106                     config_flags%cen_lat,                                          &
107                     config_flags%cen_lon,                                          &
108                     config_flags%stand_lon,                                        &
109                     config_flags%truelat1, config_flags%truelat2,                  &
110                     grid%fdob%known_lat, grid%fdob%known_lon,                      &
111                     config_flags%dx, config_flags%dy, rovg, t0,                    &
112                     grid%fdob%obsprt,                                              &
113                     grid%fdob%latprt, grid%fdob%lonprt,                            &
114                     grid%fdob%mlatprt, grid%fdob%mlonprt,                          &
115                     grid%fdob%stnidprt,                                            &
116                     ide, jde,                                                      &
117                     ims, ime, jms, jme,                                            &
118                     its, ite, jts, jte,                                            &
119                     config_flags%map_proj,                                         &
120                     model_config_rec%parent_grid_ratio,                            &
121                     model_config_rec%i_parent_start(inest),                        &
122                     model_config_rec%j_parent_start(inest),                        &
123                     model_config_rec%max_dom,                                      &
124                     model_config_rec%nobs_ndg_vars, grid%max_obs, iprt_in4dob)
125       ENDDO
126      !$OMP END PARALLEL DO
127
128    ENDIF
129
130    RETURN
131#endif
132  END SUBROUTINE wrf_fddaobs_in
133#if ( EM_CORE == 1 )
134!------------------------------------------------------------------------------
135! Begin subroutine in4dob and its subroutines
136!------------------------------------------------------------------------------
137  SUBROUTINE in4dob(inest, xtime, ktau, ktaur, dtmin,                    &
138                    myear, julday, gmt,                                  &      !obsnypatch
139                    nudge_opt, iswind, istemp,                           &
140                    ismois, ispstr, giv,                                 &
141                    git, giq, gip,                                       &
142                    rinxy, rinsig, twindo,                               &
143                    npfi, ionf, prt_max, prt_freq, idynin,               &
144                    dtramp, fdob, varobs,                                &
145                    timeob, nlevs_ob, lev_in_ob,                         &
146                    plfo, elevob, rio,                                   &
147                    rjo, rko,                                            &
148                    xlat, xlong,                                         &
149                    cen_lat,                                             &
150                    cen_lon,                                             &
151                    stand_lon,                                           &
152                    true_lat1, true_lat2,                                &
153                    known_lat, known_lon,                                &
154                    dxm, dym, rovg, t0,                                  &
155                    obs_prt,                                             &
156                    lat_prt, lon_prt,                                    &
157                    mlat_prt, mlon_prt,                                  &
158                    stnid_prt,                                           &
159                    e_we, e_sn,                                          &
160                    ims, ime, jms, jme,                                  &
161                    its, ite, jts, jte,                                  &
162                    map_proj,                                            &
163                    parent_grid_ratio,                                   &
164                    i_parent_start,                                      &
165                    j_parent_start,                                      &
166                    maxdom,                                              &
167                    nndgv, niobf, iprt)
168
169  USE module_domain
170  USE module_model_constants, ONLY : rcp
171  USE module_date_time , ONLY : geth_idts
172  USE module_llxy
173
174  IMPLICIT NONE
175
176! THIS IS SUBROUTINE READS AN OBSERVATION DATA FILE AND
177! SELECTS ONLY THOSE VALUES OBSERVED AT TIMES THAT FALL
178! WITHIN A TIME WINDOW (TWINDO) CENTERED ABOUT THE CURRENT
179! FORECAST TIME (XTIME).  THE INCOMING OBS FILES MUST BE
180! IN CHRONOLOGICAL ORDER.
181!
182! NOTE: This routine was originally designed for MM5, which uses
183!       a nonstandard (I,J) coordinate system. For WRF, I is the
184!       east-west running coordinate, and J is the south-north
185!       running coordinate. So "J-slab" here is west-east in
186!       extent, not south-north as for MM5. RIO and RJO have
187!       the opposite orientation here as for MM5. -ajb 06/10/2004
188
189! NOTE - IN4DOB IS CALLED ONLY FOR THE COARSE MESH TIMES
190!      - VAROBS(IVAR,N) HOLDS THE OBSERVATIONS.
191!        IVAR=1   OBS U
192!        IVAR=2   OBS V
193!        IVAR=3   OBS T
194!        IVAR=4   OBS Q
195!        IVAR=5   OBS Pressure
196!        IVAR=6   OBS Height
197
198  INTEGER, intent(in) :: niobf          ! maximum number of observations
199  INTEGER, intent(in) :: nndgv          ! number of nudge variables
200  INTEGER, intent(in)  :: INEST         ! nest level
201  REAL, intent(in)     :: xtime         ! model time in minutes
202  INTEGER, intent(in)  :: KTAU          ! current timestep
203  INTEGER, intent(in)  :: KTAUR         ! restart timestep
204  REAL, intent(in)     :: dtmin         ! dt in minutes
205  INTEGER, intent(in)  :: myear         ! model year                           !obsnypatch
206  INTEGER, intent(in)  :: julday        ! Julian day
207  REAL, intent(in)     :: gmt           ! Model GMT at start of run
208  INTEGER, intent(in)  :: nudge_opt     ! obs-nudge flag for this nest
209  INTEGER, intent(in)  :: iswind        ! nudge flag for wind
210  INTEGER, intent(in)  :: istemp        ! nudge flag for temperature
211  INTEGER, intent(in)  :: ismois        ! nudge flag for moisture
212  INTEGER, intent(in)  :: ispstr        ! nudge flag for pressure (obsolete)
213  REAL, intent(in)     :: giv           ! coefficient for wind
214  REAL, intent(in)     :: git           ! coefficient for temperature
215  REAL, intent(in)     :: giq           ! coefficient for moisture
216  REAL, intent(in)     :: gip           ! coefficient for pressure
217  REAL, intent(in)     :: rinxy         ! horizontal radius of influence (km)
218  REAL, intent(in)     :: rinsig        ! vertical radius of influence (on sigma)
219  REAL, intent(inout)  :: twindo        ! (time window)/2 (min) for nudging
220  INTEGER, intent(in)  :: npfi          ! coarse-grid time-step frequency for diagnostics
221  INTEGER, intent(in)  :: ionf          ! coarse-grid time-step frequency for obs-nudging calcs
222  INTEGER, intent(in)  :: prt_max       ! max number of entries of obs for diagnostic printout
223  INTEGER, intent(in)  :: prt_freq      ! frequency (in obs index) for diagnostic printout.
224  INTEGER, intent(in)  :: idynin        ! for dynamic initialization using a ramp-down function
225  REAL, intent(in)     :: dtramp        ! time period in minutes for ramping
226  TYPE(fdob_type), intent(inout)  :: fdob     ! derived data type for obs data
227  REAL, intent(inout) :: varobs(nndgv,niobf)  ! observational values in each variable
228  REAL, intent(inout) :: timeob(niobf)        ! model times for each observation (hours)
229  REAL, intent(inout) :: nlevs_ob(niobf)      ! numbers of levels in sounding obs
230  REAL, intent(inout) :: lev_in_ob(niobf)     ! level in sounding-type obs
231  REAL, intent(inout) :: plfo(niobf)          ! index for type of obs-platform
232  REAL, intent(inout) :: elevob(niobf)        ! elevations of observations  (meters)
233  REAL, intent(inout) :: rio(niobf)           ! west-east grid coordinate (non-staggered grid)
234  REAL, intent(inout) :: rjo(niobf)           ! south-north grid coordinate (non-staggered grid)
235  REAL, intent(inout) :: rko(niobf)           ! vertical grid coordinate
236  REAL, DIMENSION( ims:ime, jms:jme ),                            &
237        INTENT(IN )       :: xlat, xlong      ! lat/lon on mass-pt grid (for diagnostics only)
238  REAL, intent(in) :: cen_lat                 ! center latitude for map projection
239  REAL, intent(in) :: cen_lon                 ! center longitude for map projection
240  REAL, intent(in) :: stand_lon               ! standard longitude for map projection
241  REAL, intent(in) :: true_lat1               ! truelat1 for map projection
242  REAL, intent(in) :: true_lat2               ! truelat2 for map projection
243  REAL, intent(in) :: known_lat               ! latitude  of domain origin point (i,j)=(1,1)
244  REAL, intent(in) :: known_lon               ! longigude of domain origin point (i,j)=(1,1)
245  REAL, intent(in) :: dxm                     ! grid size in x (meters)
246  REAL, intent(in) :: dym                     ! grid size in y (meters)
247  REAL, intent(in) :: rovg                    ! constant rho over g
248  REAL, intent(in) :: t0                      ! background temperature
249  INTEGER, intent(inout) :: obs_prt(prt_max)  ! For printout of obs index
250  REAL, intent(inout) :: lat_prt(prt_max)     ! For printout of obs latitude
251  REAL, intent(inout) :: lon_prt(prt_max)     ! For printout of obs longitude
252  REAL, intent(inout) :: mlat_prt(prt_max)    ! For printout of model lat at obs (ri,rj)
253  REAL, intent(inout) :: mlon_prt(prt_max)    ! For printout of model lon at obs (ri,rj)
254  INTEGER, intent(inout) :: stnid_prt(40,prt_max) ! For printout of model lon at obs (ri,rj)
255  INTEGER, intent(in) :: e_we                 ! max grid index in south-north coordinate
256  INTEGER, intent(in) :: e_sn                 ! max grid index in west-east   coordinate
257  INTEGER, intent(in) :: ims                  ! grid memory start index (west-east dim)
258  INTEGER, intent(in) :: ime                  ! grid memory end   index (west-east dim)
259  INTEGER, intent(in) :: jms                  ! grid memory start index (south-north dim)
260  INTEGER, intent(in) :: jme                  ! grid memory end   index (south-north dim)
261  INTEGER, intent(in) :: its                  ! grid tile   start index (west-east dim)
262  INTEGER, intent(in) :: ite                  ! grid tile   end   index (west-east dim)
263  INTEGER, intent(in) :: jts                  ! grid tile   start index (south-north dim)
264  INTEGER, intent(in) :: jte                  ! grid tile   end   index (south-north dim)
265  INTEGER, intent(in) :: map_proj             ! map projection index
266  INTEGER, intent(in) :: parent_grid_ratio    ! parent to nest grid ration
267  INTEGER, intent(in) :: i_parent_start       ! starting i coordinate in parent domain
268  INTEGER, intent(in) :: j_parent_start       ! starting j coordinate in parent domain
269  INTEGER, intent(in) :: maxdom               ! maximum number of domains
270  LOGICAL, intent(in) :: iprt                 ! print flag
271     
272!***  DECLARATIONS FOR IMPLICIT NONE                                   
273  integer :: n, ndum, nopen, nvol, idate, imm, iss
274  integer :: nlast                      ! last obs in list of valid obs from prev window
275  integer :: nsta                       ! number of stations held in timeobs array
276  integer :: nstaw                      ! # stations within the actual time window
277  integer :: nprev                      ! previous n in obs read loop (for printout only)
278  integer :: meas_count, imc, njend, njc, njcc, julob, kn
279  real    :: hourob, rjulob
280  real    :: xhour, tback, tforwd, rjdate1, timanl1, rtimob
281  real    :: rj, ri, elevation, pressure_data
282  real    :: pressure_qc, height_data, height_qc, temperature_data
283  real    :: temperature_qc, u_met_data, u_met_qc, v_met_data
284  real    :: v_met_qc, rh_data, rh_qc, r_data, slp_data, slp_qc
285  real    :: ref_pres_data, ref_pres_qc, psfc_data, psfc_qc
286  real    :: precip_data, precip_qc, tbar, twdop
287  real*8  :: tempob
288  INTEGER, EXTERNAL :: nvals_le_limit         ! for finding #obs with timeobs <= tforwd
289
290! Local variables
291  TYPE (PROJ_INFO)   :: obs_proj        ! Structure for obs projection information.
292  character*14 date_char
293  character*19 obs_date                                                        !obsnypatch
294  integer idts                                                                 !obsnypatch
295  character*40 platform,source,id,namef
296  character*2 fonc
297  character(len=200) :: msg       ! Argument to wrf_message
298  real latitude,longitude
299  logical :: newpass          ! New pass flag (used for printout)
300  logical is_sound,bogus
301  LOGICAL OPENED,exist
302  integer :: ieof(5),ifon(5)
303  data ieof/0,0,0,0,0/
304  data ifon/0,0,0,0,0/
305  integer :: nmove, nvola
306  integer :: iyear, itimob                                                     !obsnypatch
307  integer :: errcnt
308  DATA NMOVE/0/,NVOLA/61/
309
310! if(ieof(inest).eq.2.and.fdob%nstat.eq.0)then
311!   IF (iprt) print *,'returning from in4dob'
312!   return
313! endif
314! IF (iprt) print *,'start in4dob ',inest,xtime
315  IF(nudge_opt.NE.1)RETURN
316
317! Initialize obs for printout
318  obs_prt = -999
319  newpass = .true.
320  errcnt  = 0
321
322! if start time, or restart time, set obs array to missing value
323  IF(KTAU.EQ.0.OR.KTAU.EQ.KTAUR) THEN
324    DO N=1,NIOBF
325      TIMEOB(N)=99999.
326    ENDDO
327    fdob%xtime_at_rest = xtime    !yliu 20080127
328  ENDIF
329! set number of obs=0 if at start or restart
330  IF(KTAU.EQ.KTAUR)fdob%NSTAT=0
331  NSTA=fdob%NSTAT
332
333  XHOUR=XTIME/60.
334  XHOUR=AMAX1(XHOUR,0.0)
335
336! DEFINE THE MAX LIMITS OF THE WINDOW
337  TBACK=XHOUR-TWINDO
338  TFORWD=XHOUR+TWINDO
339
340  IF (iprt) then
341     write(msg,fmt='(2(a,f8.3),a,i2)')                                            &
342                  'OBS NUDGING: Reading new obs for time window TBACK = ',  &
343                  tback,' TFORWD = ',tforwd,' for grid = ',inest
344     call wrf_message(msg)
345  ENDIF
346
347! For obs that have become invalid because they are too old for the current time
348! window, mark with 99999 to set up for removal from the rolling valid-obs list.
349
350  IF(NSTA.NE.0) THEN
351    NDUM=0
352    t_window : DO N=1,NSTA+1
353      IF((TIMEOB(N)-TBACK).LT.0) THEN
354        TIMEOB(N)=99999.
355      ENDIF
356      IF(TIMEOB(N).LT.9.E4) EXIT t_window
357      NDUM=N
358    ENDDO t_window
359
360    IF (iprt .and. ndum>0) THEN
361      write(msg,fmt='(a,i5,2a)') 'OBS NUDGING: ',ndum,' previously read obs ',  &
362           'are now too old for the current window and have been removed.'
363      call wrf_message(msg)
364    ENDIF
365
366! REMOVE OLD OBS DENOTED BY 99999. AT THE FRONT OF TIMEOB ARRAY
367!   IF (iprt) print *,'ndum at 20=',ndum
368    NDUM=ABS(NDUM)
369    NMOVE=NIOBF-NDUM
370    IF(NMOVE.GT.0 .AND. NDUM.NE.0 ) THEN 
371      DO N=1,NMOVE
372        do KN = 1,nndgv
373          VAROBS(KN,N)=VAROBS(KN,N+NDUM)
374        enddo
375! RIO is the west-east coordinate. RJO is south-north. (ajb)
376        RJO(N)=RJO(N+NDUM)
377        RIO(N)=RIO(N+NDUM)
378        RKO(N)=RKO(N+NDUM)
379        TIMEOB(N)=TIMEOB(N+NDUM)
380        nlevs_ob(n)=nlevs_ob(n+ndum)
381        lev_in_ob(n)=lev_in_ob(n+ndum)
382        plfo(n)=plfo(n+ndum)
383        elevob(n)=elevob(n+ndum)
384      ENDDO
385    ENDIF
386    NOPEN=NMOVE+1
387    IF(NOPEN.LE.NIOBF) THEN
388      DO N=NOPEN,NIOBF
389        do KN = 1,nndgv
390          VAROBS(KN,N)=99999.
391        enddo
392        RIO(N)=99999.
393        RJO(N)=99999.
394        RKO(N)=99999.
395        TIMEOB(N)=99999.
396        nlevs_ob(n)=99999.
397        lev_in_ob(n)=99999.
398        plfo(n)=99999.
399        elevob(n)=99999.
400      ENDDO
401    ENDIF
402  ENDIF
403
404! Compute map projection info.
405  call set_projection(obs_proj, map_proj, cen_lat, cen_lon,            &
406                      true_lat1, true_lat2, stand_lon,                 &
407                      known_lat, known_lon,                            &
408                      e_we, e_sn, dxm, dym )
409
410! FIND THE LAST OBS IN THE LIST
411  NLAST=0
412  last_ob : DO N=1,NIOBF
413!   print *,'nlast,n,timeob(n)=',nlast,n,timeob(n)
414    IF(TIMEOB(N).GT.9.E4) EXIT last_ob
415    NLAST=N
416  ENDDO last_ob
417
418! print *,'in4dob, after 90 ',nlast,ktau,ktaur,nsta
419! open file if at beginning or restart
420  IF(KTAU.EQ.0.OR.KTAU.EQ.KTAUR) THEN
421    fdob%RTLAST=-999.
422    INQUIRE (NVOLA+INEST-1,OPENED=OPENED)
423    IF (.NOT. OPENED) THEN
424      ifon(inest)=1
425      write(fonc(1:2),'(i2)')ifon(inest)
426      if(fonc(1:1).eq.' ')fonc(1:1)='0'
427      INQUIRE (file='OBS_DOMAIN'//CHAR(INEST+ICHAR('0'))//fonc(1:2)  &
428              ,EXIST=exist)
429      if(exist)then
430        IF (iprt) THEN
431          write(msg,*) 'opening first fdda obs file, fonc=',              &
432                       fonc,' inest=',inest
433          call wrf_message(msg)
434          write(msg,*) 'ifon=',ifon(inest)
435          call wrf_message(msg)
436        ENDIF
437        OPEN(NVOLA+INEST-1,                                          &
438        FILE='OBS_DOMAIN'//CHAR(INEST+ICHAR('0'))//fonc(1:2),        &
439              FORM='FORMATTED',STATUS='OLD')
440      else
441! no first file to open
442        IF (iprt) call wrf_message("there are no fdda obs files to open")
443        return
444      endif
445
446    ENDIF
447  ENDIF  !end if(KTAU.EQ.0.OR.KTAU.EQ.KTAUR)
448! print *,'at jc check1'
449 
450!**********************************************************************
451!       --------------   BIG 100 LOOP OVER N  --------------
452!**********************************************************************
453! NOW CHECK TO SEE IF EXTRA DATA MUST BE READ IN FROM THE
454! DATA FILE.  CONTINUE READING UNTIL THE REACHING THE EOF
455! (DATA TIME IS NEGATIVE) OR FIRST TIME PAST TFORWD. THE
456! LAST OBS CURRENTLY AVAILABLE IS IN N=NMOVE.
457
458  N=NLAST
459  IF(N.EQ.0)GOTO 110
460
461 1001 continue
462
463! ieof=2 means no more files
464
465    IF(IEOF(inest).GT.1) then
466      GOTO 130
467    endif
468
469100 CONTINUE
470!ajb 20070116 bugfix for zero array index. N=0 if first obs is not in the domain.
471    IF(N.ne.0) THEN
472      IF(TIMEOB(N).GT.TFORWD.and.timeob(n).lt.99999.) THEN
473         GOTO 130
474      ENDIF
475    ENDIF
476 
477! OBSFILE: no more data in the obsfile
478! AJB note: This is where we would implement multi-file reading.
479    if(ieof(inest).eq.1 )then
480      ieof(inest)=2
481      goto 130
482    endif
483
484!**********************************************************************
485!       --------------   110 SUBLOOP OVER N  --------------
486!**********************************************************************
487  110 continue
488! THE TIME OF THE MOST RECENTLY ACQUIRED OBS IS .LE. TFORWD,
489! SO CONTINUE READING
490
491      IF(N.GT.NIOBF-1)GOTO 120
492! REPLACE NVOLA WITH LUN 70, AND USE NVOLA AS A FILE COUNTER
493      NVOL=NVOLA+INEST-1
494      IF(fdob%IEODI.EQ.1)GOTO 111
495      read(nvol,101,end=111,err=111)date_char
496 101  FORMAT(1x,a14)
497
498      n=n+1
499
500! Convert the form of the observation date for geth_idts.
501      call fmt_date(date_char, obs_date)
502
503! Compute the time period in seconds from the model reference
504! date (fdob%sdate) until the observation date.
505
506      call geth_idts(obs_date, fdob%sdate(1:19), idts)
507
508! Convert time in seconds to hours.
509      ! In case of restart, correct for new sdate.
510      idts = idts + nint(fdob%xtime_at_rest*60.)  ! yliu 20080127
511
512      rtimob =float(idts)/3600.
513      timeob(n)=rtimob
514
515!     print *,'read in ob ',n,timeob(n),rtimob
516      IF(IDYNIN.EQ.1.AND.TIMEOB(N)*60..GT.fdob%DATEND) THEN
517        IF (iprt) THEN
518          write(msg,*) ' IN4DOB: FOR INEST = ',INEST,' AT XTIME = ',XTIME,    &
519                       ' TIMEOB = ',TIMEOB(N)*60.,' AND DATEND = ',fdob%DATEND,' :'
520          call wrf_message(msg)
521          write(msg,*) '         END-OF-DATA FLAG SET FOR OBS-NUDGING',       &
522                       ' DYNAMIC INITIALIZATION'
523          call wrf_message(msg)
524        ENDIF
525        fdob%IEODI=1
526        TIMEOB(N)=99999.
527        rtimob=timeob(n)
528      ENDIF
529      read(nvol,102)latitude,longitude
530 102  FORMAT(2x,2(f9.4,1x))
531
532!     if(ifon.eq.4)print *,'ifon=4',latitude,longitude
533! this works only for lc projection
534! yliu: add llxy for all 3 projection
535         
536!ajb Arguments ri and rj have been switched from MM5 orientation.
537
538      CALL latlon_to_ij(obs_proj, latitude, longitude, ri, rj)
539
540!ajb  ri and rj are referenced to the non-staggered grid (not mass-pt!).
541!     (For MM5, they were referenced to the dot grid.)
542
543      ri = ri + .5      !ajb Adjust from mass-pt to non-staggered grid.
544      rj = rj + .5      !ajb Adjust from mass-pt to non-staggered grid.
545
546      rio(n)=ri
547      rjo(n)=rj
548
549      read(nvol,1021)id,namef
550 1021 FORMAT(2x,2(a40,3x))
551      read(nvol,103)platform,source,elevation,is_sound,bogus,meas_count
552 103  FORMAT( 2x,2(a16,2x),f8.0,2x,2(l4,2x),i5)
553
554!     write(6,*) '----- OBS description ----- '
555!     write(6,*) 'platform,source,elevation,is_sound,bogus,meas_count:'
556!     write(6,*) platform,source,elevation,is_sound,bogus,meas_count
557
558! yliu
559      elevob(n)=elevation
560! jc
561! change platform from synop to profiler when needed
562      if(namef(2:9).eq.'PROFILER')platform(7:14)='PROFILER'
563! yliu
564      if(namef(2:6).eq.'ACARS')platform(7:11)='ACARS'
565      if(namef(1:7).eq.'SATWNDS') platform(1:11)='SATWNDS    '
566      if(namef(1:8).eq.'CLASS DA')platform(7:10)='TEMP'
567! yliu end
568 
569      rko(n)=-99.
570!yliu 20050706
571!     if((platform(7:11).eq.'METAR').or.(platform(7:11).eq.'SPECI').or.
572!    1   (platform(7:10).eq.'SHIP').or.(platform(7:11).eq.'SYNOP').or.
573!    1    (platform(1:4).eq.'SAMS'))
574!    1   rko(n)=1.0
575      if(.NOT. is_sound) rko(n)=1.0
576!yliu 20050706 end
577
578! plfo is inFORMATion on what platform. May use this later in adjusting weights
579      plfo(n)=99.
580      if(platform(7:11).eq.'METAR')plfo(n)=1.
581      if(platform(7:11).eq.'SPECI')plfo(n)=2.
582      if(platform(7:10).eq.'SHIP')plfo(n)=3.
583      if(platform(7:11).eq.'SYNOP')plfo(n)=4.
584      if(platform(7:10).eq.'TEMP')plfo(n)=5.
585      if(platform(7:11).eq.'PILOT')plfo(n)=6.
586      if(platform(1:7).eq.'SATWNDS')plfo(n)=7.
587      if(platform(7:11).eq.'SATWI')plfo(n)=7.
588      if(platform(1:4).eq.'SAMS')plfo(n)=8.
589      if(platform(7:14).eq.'PROFILER')plfo(n)=9.
590! yliu: ACARS->SATWINDS
591      if(platform(7:11).eq.'ACARS')plfo(n)=7.
592! yliu: end
593      if(plfo(n).eq.99.) then
594         IF (iprt) then
595           write(msg,*) 'n=',n,' unknown ob of type ',platform
596           call wrf_message(msg)
597         ENDIF
598      endif
599
600!======================================================================
601!======================================================================
602! THIS PART READS SOUNDING INFO
603      IF(is_sound)THEN
604        nlevs_ob(n)=real(meas_count)
605        lev_in_ob(n)=1.
606        do imc=1,meas_count
607!             write(6,*) '0 inest = ',inest,' n = ',n
608! the sounding has one header, many levels. This part puts it into
609! "individual" observations. There's no other way for nudob to deal
610! with it.
611          if(imc.gt.1)then                          ! sub-loop over N
612            n=n+1
613            if(n.gt.niobf)goto 120
614            nlevs_ob(n)=real(meas_count)
615            lev_in_ob(n)=real(imc)
616            timeob(n)=rtimob
617            rio(n)=ri
618            rjo(n)=rj
619            rko(n)=-99.
620            plfo(n)=plfo(n-imc+1)
621            elevob(n)=elevation
622          endif
623
624          read(nvol,104)pressure_data,pressure_qc,                  &
625                        height_data,height_qc,                      &
626                        temperature_data,temperature_qc,            &
627                        u_met_data,u_met_qc,                        &
628                        v_met_data,v_met_qc,                        &
629                        rh_data,rh_qc
630 104      FORMAT( 1x,6(f11.3,1x,f11.3,1x))
631
632! yliu: Ensemble - add disturbance to upr obs
633!         if(plfo(n).eq.5.or.plfo(n).eq.6.or.plfo(n).eq.9) then                  FORE07E08
634!          if(imc.eq.1) then                                                     FORE07E08
635!     call srand(n)
636!     t_rand =- (rand(2)-0.5)*6
637!     call srand(n+100000)
638!     u_rand =- (rand(2)-0.5)*6
639!     call srand(n+200000)
640!     v_rand =- (rand(2)-0.5)*6
641!          endif                                                                 FORE07E08
642!     if(temperature_qc.ge.0..and.temperature_qc.lt.30000..and.
643!    &   temperature_data .gt. -88880.0 )
644!    & temperature_data = temperature_data  + t_rand
645!     if((u_met_qc.ge.0..and.u_met_qc.lt.30000.).and.
646!    &   (v_met_qc.ge.0..and.v_met_qc.lt.30000.).and.
647! make sure at least 1 of the components is .ne.0
648!    &   (u_met_data.ne.0..or.v_met_data.ne.0.) .and.
649!    &   (u_met_data.gt.-88880.0 .and. v_met_data.gt.-88880.0) )then
650!         u_met_data = u_met_data + u_rand
651!         v_met_data = v_met_data + v_rand
652!     endif
653!         endif                                                                  FORE07E08
654! yliu: Ens test - end
655
656 
657! jc
658! hardwire to switch -777777. qc to 0. here temporarily
659! -777777. is a sounding level that no qc was done on.
660 
661          if(temperature_qc.eq.-777777.)temperature_qc=0.
662          if(pressure_qc.eq.-777777.)pressure_qc=0.
663          if(height_qc.eq.-777777.)height_qc=0.
664          if(u_met_qc.eq.-777777.)u_met_qc=0.
665          if(v_met_qc.eq.-777777.)v_met_qc=0.
666          if(rh_qc.eq.-777777.)rh_qc=0.
667          if(temperature_data.eq.-888888.)temperature_qc=-888888.
668          if(pressure_data.eq.-888888.)pressure_qc=-888888.
669          if(height_data.eq.-888888.)height_qc=-888888.
670          if(u_met_data.eq.-888888.)u_met_qc=-888888.
671          if(v_met_data.eq.-888888.)v_met_qc=-888888.
672          if(rh_data.eq.-888888.)rh_qc=-888888.
673 
674! jc
675! Hardwire so that only use winds in pilot obs (no winds from temp) and
676!    only use temperatures and rh in temp obs (no temps from pilot obs)
677! Do this because temp and pilot are treated as 2 platforms, but pilot
678!    has most of the winds, and temp has most of the temps. If use both,
679!    the second will smooth the effect of the first. Usually temps come in after
680!    pilots. pilots usually don't have any temps, but temp obs do have some
681!    winds usually.
682! plfo=5 is TEMP ob, range sounding is an exception
683!yliu start -- comment out to test with merged PILOT and TEMP and
684!        do not use obs interpolated by little_r
685!       if(plfo(n).eq.5. .and. namef(1:8).ne.'CLASS DA')then
686!         u_met_data=-888888.
687!         v_met_data=-888888.
688!         u_met_qc=-888888.
689!         v_met_qc=-888888.
690!       endif
691          if(plfo(n).eq.5..and.(u_met_qc.eq.256..or.v_met_qc.eq.256.))then
692            u_met_data=-888888.
693            v_met_data=-888888.
694            u_met_qc=-888888.
695            v_met_qc=-888888.
696          endif
697!yliu end
698! plfo=6 is PILOT ob
699          if(plfo(n).eq.6.)then
700            temperature_data=-888888.
701            rh_data=-888888.
702            temperature_qc=-888888.
703            rh_qc=-888888.
704          endif
705
706!ajb Store temperature for WRF
707!    NOTE: The conversion to potential temperature, performed later in subroutine
708!    errob, requires good pressure data, either directly or via good height data.
709!    So here, in addition to checking for good temperature data,  we must also
710!    do a check for good pressure or height.
711          if(temperature_qc.ge.0..and.temperature_qc.lt.30000.)then
712
713            if( (pressure_qc.ge.0..and.pressure_qc.lt.30000.) .or.    &
714                (height_qc  .ge.0..and.height_qc  .lt.30000.) ) then
715
716              varobs(3,n) = temperature_data
717            else
718              varobs(3,n)=-888888.
719            endif
720
721          else
722            varobs(3,n)=-888888.
723          endif
724
725!ajb Store obs height
726          if(height_qc.ge.0..and.height_qc.lt.30000.)then
727            varobs(6,n)=height_data
728          else
729            varobs(6,n)=-888888.
730          endif
731
732          if(pressure_qc.ge.0..and.pressure_qc.lt.30000.)then
733!           if(pressure_qc.ge.0.)then
734            varobs(5,n)=pressure_data
735          else
736            varobs(5,n)=-888888.
737            IF (iprt) THEN
738              if(varobs(6,n).eq.-888888.000) then
739                if (errcnt.le.10) then
740                  write(msg,*) '*** PROBLEM: sounding, p and ht undefined',latitude,longitude
741                  call wrf_message(msg)
742                  errcnt = errcnt + 1
743                  if (errcnt.gt.10) call wrf_message("MAX of 10 warnings issued.")
744                endif
745              endif
746            ENDIF
747          endif
748          if(varobs(5,n).ge.0.)varobs(5,n)=varobs(5,n)*1.e-3
749! don't use data above 80 mb
750          if((varobs(5,n).gt.0.).and.(varobs(5,n).le.8.))then
751            u_met_data=-888888.
752            v_met_data=-888888.
753            u_met_qc=-888888.
754            v_met_qc=-888888.
755            temperature_data=-888888.
756            temperature_qc=-888888.
757            rh_data=-888888.
758            rh_qc=-888888.
759          endif
760
761
762! Store horizontal wind components for WRF
763          if((u_met_qc.ge.0..and.u_met_qc.lt.30000.).and.  &
764             (v_met_qc.ge.0..and.v_met_qc.lt.30000.).and.  &
765! make sure at least 1 of the components is .ne.0
766             (u_met_data.ne.0..or.v_met_data.ne.0.))then
767
768! If Earth-relative wind vector, need to rotate it to grid-relative coords
769               if(u_met_qc.eq.129. .and. v_met_qc.eq.129.) then
770                  CALL rotate_vector(longitude,u_met_data,v_met_data,   &
771                                     obs_proj,map_proj)
772               endif
773               varobs(1,n)=u_met_data
774               varobs(2,n)=v_met_data
775          else
776               varobs(1,n)=-888888.
777               varobs(2,n)=-888888.
778          endif
779
780          r_data=-888888.
781
782          if(rh_qc.ge.0..and.rh_qc.lt.30000.)then
783            if((pressure_qc.ge.0.).and.(temperature_qc.ge.0.).and.       &
784              (pressure_qc.lt.30000.).and.(temperature_qc.lt.30000.))then
785              call rh2r(rh_data,temperature_data,pressure_data*.01,      &
786                        r_data,0)            ! yliu, change last arg from 1 to 0
787            else
788!             print *,'rh, but no t or p to convert',temperature_qc,     &
789!             pressure_qc,n
790              r_data=-888888.
791            endif
792          endif
793          varobs(4,n)=r_data
794        enddo    ! end do imc=1,meas_count
795!       print *,'--- sdng n=',n,nlevs_ob(n),lev_in_ob(n),timeob(n)
796!       read in non-sounding obs
797
798      ELSEIF(.NOT.is_sound)THEN
799        nlevs_ob(n)=1.
800        lev_in_ob(n)=1.
801        read(nvol,105)slp_data,slp_qc,                                 &
802                      ref_pres_data,ref_pres_qc,                       &
803                      height_data,height_qc,                           &
804                      temperature_data,temperature_qc,                 &
805                      u_met_data,u_met_qc,                             &
806                      v_met_data,v_met_qc,                             &
807                      rh_data,rh_qc,                                   &
808                      psfc_data,psfc_qc,                               &
809                      precip_data,precip_qc
810 105    FORMAT( 1x,9(f11.3,1x,f11.3,1x))
811
812! Ensemble: add disturbance to sfc obs
813!     call srand(n)
814!     t_rand =+ (rand(2)-0.5)*5
815!     call srand(n+100000)
816!     u_rand =+ (rand(2)-0.5)*5
817!     call srand(n+200000)
818!     v_rand =+ (rand(2)-0.5)*5
819!     if(temperature_qc.ge.0..and.temperature_qc.lt.30000.  .and.
820!    &   temperature_data .gt. -88880.0 )
821!    & temperature_data = temperature_data  + t_rand
822!     if((u_met_qc.ge.0..and.u_met_qc.lt.30000.).and.
823!    &   (v_met_qc.ge.0..and.v_met_qc.lt.30000.).and.
824! make sure at least 1 of the components is .ne.0
825!    &   (u_met_data.ne.0..or.v_met_data.ne.0.) .and.
826!    &   (u_met_data.gt.-88880.0 .and. v_met_data.gt.-88880.0) )then
827!         u_met_data = u_met_data + u_rand
828!         v_met_data = v_met_data + v_rand
829!      endif
830! yliu: Ens test - end
831
832!Lilis
833
834! calculate psfc if slp is there
835        if((psfc_qc.lt.0.).and.(slp_qc.ge.0..and.slp_qc.lt.30000.).and.   &
836              (temperature_qc.ge.0..and.temperature_qc.lt.30000.).and.    &
837              (slp_data.gt.90000.))then
838          tbar=temperature_data+0.5*elevation*.0065
839          psfc_data=slp_data*exp(-elevation/(rovg*tbar))
840          varobs(5,n)=psfc_data
841          psfc_qc=0.
842        endif
843
844!c *No* **Very rough** estimate of psfc from sfc elevation if UUtah ob and elev>1000m
845! estimate psfc from temp and elevation
846!   Do not know sfc pressure in model at this point.
847!      if((psfc_qc.lt.0.).and.(elevation.gt.1000.).and.
848!     1   (temperature_qc.ge.0..and.temperature_qc.lt.30000.)
849!     1    .and.(platform(7:16).eq.'SYNOP PRET'))then
850        if((psfc_qc.lt.0.).and.                                          &
851          (temperature_qc.ge.0..and.temperature_qc.lt.30000.))then
852          tbar=temperature_data+0.5*elevation*.0065
853          psfc_data=100000.*exp(-elevation/(rovg*tbar))
854          varobs(5,n)=psfc_data
855          psfc_qc=0.
856        endif
857
858        if((psfc_qc.ge.0..and.psfc_qc.lt.30000.).and.(psfc_data.gt.70000.  &
859        .and.psfc_data.lt.105000.))then
860          varobs(5,n)=psfc_data
861        else
862          varobs(5,n)=-888888.
863        endif
864
865        if(varobs(5,n).ge.0.)varobs(5,n)=varobs(5,n)*1.e-3
866
867!Lilie
868!ajb Store temperature for WRF
869        if(temperature_qc.ge.0..and.temperature_qc.lt.30000.)then
870
871          if((psfc_qc.ge.0..and.psfc_qc.lt.30000.).and.          &
872             (psfc_data.gt.70000. .and.psfc_data.lt.105000.))then
873
874            varobs(3,n) = temperature_data
875          else
876            varobs(3,n)=-888888.
877          endif
878        else
879          varobs(3,n)=-888888.
880        endif
881
882! Store horizontal wind components for WRF
883        if((u_met_qc.ge.0..and.u_met_qc.lt.30000.).and.            &
884           (v_met_qc.ge.0..and.v_met_qc.lt.30000.).and.            &
885! make sure at least 1 of the components is .ne.0
886           (u_met_data.ne.0..or.v_met_data.ne.0.))then
887
888! If Earth-relative wind vector, need to rotate it to grid-relative coords
889             if(u_met_qc.eq.129. .and. v_met_qc.eq.129.) then
890                CALL rotate_vector(longitude,u_met_data,v_met_data,   &
891                                   obs_proj,map_proj)
892             endif
893             varobs(1,n)=u_met_data
894             varobs(2,n)=v_met_data
895        else
896             varobs(1,n)=-888888.
897             varobs(2,n)=-888888.
898        endif
899
900! jc
901! if a ship ob has rh<70%, then throw out
902
903        if(plfo(n).eq.3..and.rh_qc.ge.0..and.rh_data.lt.70.)then
904          rh_qc=-888888.
905          rh_data=-888888.
906        endif
907!
908        r_data=-888888.
909        if(rh_qc.ge.0..and.rh_qc.lt.30000.)then
910          if((psfc_qc.ge.0..and.psfc_qc.lt.30000.)                       &
911          .and.(temperature_qc.ge.0..and.temperature_qc.lt.30000.))then
912!           rh_data=amin1(rh_data,96.) ! yliu: do not allow surface to be saturated
913            call rh2r(rh_data,temperature_data,psfc_data*.01,            &
914                      r_data,0)            ! yliu, change last arg from 1 to 0
915          else
916!           print *,'rh, but no t or p',temperature_data,
917!    1 psfc_data,n
918            r_data=-888888.
919          endif
920        endif
921        varobs(4,n)=r_data
922      ELSE
923        IF (iprt) THEN
924           call wrf_message(" ======  ")
925           call wrf_message(" NO Data Found ")
926        ENDIF
927      ENDIF   !end if(is_sound)
928! END OF SFC OBS INPUT SECTION
929!======================================================================
930!======================================================================
931! check if ob time is too early (only applies to beginning)
932      IF(RTIMOB.LT.TBACK-TWINDO)then
933        IF (iprt) call wrf_message("ob too early")
934        n=n-1
935        GOTO 110
936      ENDIF
937
938! check if this ob is a duplicate
939! this check has to be before other checks
940      njend=n-1
941      if(is_sound)njend=n-meas_count
942      do njc=1,njend
943! Check that time, lat, lon, and platform all match exactly.
944! Platforms 1-4 (surface obs) can match with each other. Otherwise,
945!   platforms have to match exactly.
946        if( (timeob(n).eq.timeob(njc)) .and.                     &
947            (rio(n).eq.rio(njc))       .and.                     &
948            (rjo(n).eq.rjo(njc))       .and.                     &
949            (plfo(njc).ne.99.) ) then
950!yliu: if two sfc obs are departed less than 1km, consider they are redundant
951!              (abs(rio(n)-rio(njc))*dscg.gt.1000.)   &
952!         .or. (abs(rjo(n)-rjo(njc))*dscg.gt.1000.)   &
953!         .or. (plfo(njc).eq.99.) )goto 801
954!yliu end
955! If platforms different, and either > 4, jump out
956          if( ( (plfo(n).le.4.).and.(plfo(njc).le.4.) ) .or.     &
957                (plfo(n).eq.plfo(njc)) ) then
958
959! if not a sounding, and levels are the same then replace first occurrence
960            if((.not.is_sound).and.(rko(njc).eq.rko(n))) then
961!             print *,'dup single ob-replace ',n,inest,
962!             plfo(n),plfo(njc)
963! this is the sfc ob replacement part
964              do KN = 1,nndgv
965                VAROBS(KN,njc)=VAROBS(KN,n)
966              enddo
967! don't need to switch these because they're the same
968!             RIO(njc)=RIO(n)
969!             RJO(njc)=RJO(n)
970!             RKO(njc)=RKO(n)
971!             TIMEOB(njc)=TIMEOB(n)
972!             nlevs_ob(njc)=nlevs_ob(n)
973!             lev_in_ob(njc)=lev_in_ob(n)
974!             plfo(njc)=plfo(n)
975! end sfc ob replacement part
976
977              n=n-1
978              goto 100
979! It's harder to fix the soundings, since the number of levels may be different
980! The easiest thing to do is to just set the first occurrence to all missing, and
981!    keep the second occurrence, or vice versa.
982! For temp or profiler keep the second, for pilot keep the one with more levs
983! This is for a temp or prof sounding, equal to same
984!  also if a pilot, but second one has more obs
985            elseif( (is_sound).and.(plfo(njc).eq.plfo(n)) .and.            &
986                    ( (plfo(njc).eq.5.).or.(plfo(njc).eq.9.).or.           &
987                    ( (plfo(njc).eq.6.).and.                               &
988                      (nlevs_ob(n).ge.nlevs_ob(njc)) ) ) )then
989              IF (iprt) THEN
990                write(msg,*) 'duplicate sounding - eliminate first occurrence', &
991                                       n,inest,meas_count,nlevs_ob(njc),        &
992                                       latitude,longitude,plfo(njc)
993                call wrf_message(msg)
994              ENDIF
995              if(lev_in_ob(njc).ne.1.) then
996                IF (iprt) THEN
997                  write(msg,*) 'problem ******* - dup sndg ',                   &
998                               lev_in_ob(njc),nlevs_ob(njc)
999                  call wrf_message(msg)
1000                ENDIF
1001              endif
1002!             n=n-meas_count
1003! set the first sounding ob to missing
1004              do njcc=njc,njc+nint(nlevs_ob(njc))-1
1005                do KN = 1,nndgv
1006                  VAROBS(KN,njcc)=-888888.
1007                enddo
1008                plfo(njcc)=99.
1009              enddo
1010              goto 100
1011!  if a pilot, but first one has more obs
1012            elseif( (is_sound).and.(plfo(njc).eq.plfo(n)) .and.            &
1013                    (plfo(njc).eq.6.).and.                                 &
1014                    (nlevs_ob(n).lt.nlevs_ob(njc)) )then
1015              IF (iprt) THEN
1016                write(msg,*)                                               &
1017                 'duplicate pilot sounding - eliminate second occurrence', &
1018                                 n,inest,meas_count,nlevs_ob(njc),         &
1019                                 latitude,longitude,plfo(njc)
1020                call wrf_message(msg)
1021              ENDIF
1022              if(lev_in_ob(njc).ne.1.) then
1023                IF (iprt) THEN
1024                  write(msg,*) 'problem ******* - dup sndg ',              &
1025                           lev_in_ob(njc),nlevs_ob(njc)
1026                  call wrf_message(msg)
1027                ENDIF
1028              endif
1029              n=n-meas_count
1030
1031!ajb  Reset timeob for discarded indices.
1032              do imc = n+1, n+meas_count
1033                timeob(imc) = 99999.
1034              enddo
1035              goto 100
1036! This is for a single-level satellite upper air ob - replace first
1037            elseif( (is_sound).and.                                        &
1038                    (nlevs_ob(njc).eq.1.).and.                             &
1039                    (nlevs_ob(n).eq.1.).and.                               &
1040                    (varobs(5,njc).eq.varobs(5,n)).and.                    &
1041                    (plfo(njc).eq.7.).and.(plfo(n).eq.7.) ) then
1042              IF (iprt) then
1043                write(msg,*)                                               &
1044                'duplicate single lev sat-wind ob - replace first',n,      &
1045                                 inest,meas_count,varobs(5,n)
1046                call wrf_message(msg)
1047              ENDIF
1048! this is the single ua ob replacement part
1049              do KN = 1,nndgv
1050                VAROBS(KN,njc)=VAROBS(KN,n)
1051              enddo
1052! don't need to switch these because they're the same
1053!           RIO(njc)=RIO(n)
1054!           RJO(njc)=RJO(n)
1055!           RKO(njc)=RKO(n)
1056!           TIMEOB(njc)=TIMEOB(n)
1057!           nlevs_ob(njc)=nlevs_ob(n)
1058!           lev_in_ob(njc)=lev_in_ob(n)
1059!           plfo(njc)=plfo(n)
1060! end single ua ob replacement part
1061              n=n-1
1062              goto 100
1063            else
1064!             IF (iprt) THEN
1065!               write(msg,*) 'duplicate location, but no match otherwise',n,njc,  &
1066!                            plfo(n),varobs(5,n),nlevs_ob(n),lev_in_ob(n),        &
1067!                            plfo(njc),varobs(5,njc),nlevs_ob(njc),lev_in_ob(njc)
1068!               call wrf_message(msg)
1069!             ENDIF
1070            endif
1071          endif
1072        endif
1073! end of njc do loop
1074      enddo
1075
1076! check if ob is a sams ob that came in via UUtah - discard
1077      if( plfo(n).eq.4..and.(platform(7:16).eq.'SYNOP PRET').and.          &
1078          (id(7:15).eq.'METNET= 3') )then
1079!       print *,'elim metnet=3',latitude,longitude,rtimob
1080        n=n-1
1081        goto 100
1082      endif
1083
1084! check if ob is in the domain
1085      if( (ri.lt.2.).or.(ri.gt.real(e_we-1)).or.(rj.lt.2.).or.         &
1086          (rj.gt.real(e_sn-1)) ) then
1087
1088          n=n-meas_count
1089!ajb  Reset timeob for discarded indices.
1090          do imc = n+1, n+meas_count
1091            timeob(imc) = 99999.
1092          enddo
1093          goto 100
1094      endif
1095
1096      IF(TIMEOB(N).LT.fdob%RTLAST) THEN
1097        IF (iprt) THEN
1098          call wrf_message("2 OBS ARE NOT IN CHRONOLOGICAL ORDER")
1099          call wrf_message("NEW YEAR?")
1100          write(msg,*) 'timeob,rtlast,n=',timeob(n),fdob%rtlast,n
1101          call wrf_message(msg)
1102        ENDIF
1103        call wrf_error_fatal ( 'wrf_fddaobs_in: in4dob STOP 111' )
1104      ELSE
1105        fdob%RTLAST=TIMEOB(N)
1106      ENDIF
1107! Save obs and model latitude and longitude for printout
1108      CALL collect_obs_info(newpass,inest,n,latitude,longitude,              &
1109                         nlast,nprev,niobf,id,stnid_prt,                     &
1110                         rio,rjo,prt_max,prt_freq,xlat,xlong,                &
1111                         obs_prt,lat_prt,lon_prt,mlat_prt,mlon_prt,          &
1112                         e_we,e_sn,ims,ime,jms,jme,its,ite,jts,jte)
1113      GOTO 100
1114  111 CONTINUE
1115!**********************************************************************
1116!       --------------   END BIG 100 LOOP OVER N  --------------
1117!**********************************************************************
1118
1119      if (iprt) then
1120        write(msg,5403) NVOL,XTIME
1121        call wrf_message(msg)
1122      endif
1123      IEOF(inest)=1
1124
1125      close(NVOLA+INEST-1)
1126      IF (iprt) then
1127         write(msg,*) 'closed fdda file for inest=',inest,nsta
1128         call wrf_message(msg)
1129      ENDIF
1130
1131! AJB note: Go back and check for more files. (Multi-file implementation)
1132  goto 1001
1133
1134120 CONTINUE
1135! THE OBSERVATION ARRAYS ARE FULL AND THE MOST RECENTLY
1136! ACQUIRED OBS STILL HAS TIMEOB .LE. TFORWD.  SO START
1137! DECREASING THE SIZE OF THE WINDOW
1138! get here if too many obs
1139  IF (iprt) THEN
1140    write(msg,121) N,NIOBF
1141    call wrf_message(msg)
1142  ENDIF
1143  call wrf_error_fatal ( 'wrf_fddaobs_in: in4dob STOP 122' )
1144
1145130 CONTINUE
1146! READ CYCLE IS COMPLETED. DETERMINE THE NUMBER OF OBS IN
1147! THE CURRENT WINDOW
1148!
1149!CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC
1150! BUT FIRST, WHEN KTAU.EQ.0 (OR IN GENERAL, KTAUR), DISCARD THE
1151! "OLD" OBS FIRST...
1152
1153! Get here if at end of file, or if obs time is beyond what we need right now.
1154! On startup, we report the index of the last obs read.
1155! For restarts, we need to remove any old obs and then repack obs list.
1156  IF(KTAU.EQ.KTAUR)THEN
1157    NSTA=0
1158    keep_obs : DO N=1,NIOBF
1159! try to keep all obs, but just don't use yet
1160!  (don't want to throw away last obs read in - especially if
1161!  its a sounding, in which case it looks like many obs)
1162      IF(TIMEOB(N).GT.9.e4) EXIT keep_obs
1163      if(timeob(n).gt.tforwd) then
1164        if(iprt) then
1165           write(msg,950) inest
1166           call wrf_message(msg)
1167           write(msg,951) n,timeob(n),tforwd
1168           call wrf_message(msg)
1169        endif
1170 950    FORMAT('Saving index of first ob after end of current time window ', &
1171               'for nest = ', i3,':')
1172 951    FORMAT('  ob index = ',i8,',   time of ob = ',f8.4,                  &
1173               ' hrs,   end of time window = ',f8.4,' hrs')
1174      endif
1175      NSTA=N
1176    ENDDO keep_obs
1177
1178    NDUM=0
1179! make time=99999. if ob is too old
1180!   print *,'tback,nsta=',tback,nsta
1181    old_obs : DO N=1,NSTA+1
1182      IF((TIMEOB(N)-TBACK).LT.0)THEN
1183        TIMEOB(N)=99999.
1184      ENDIF
1185!     print *,'n,ndum,timeob=',n,ndum,timeob(n)
1186      IF(TIMEOB(N).LT.9.E4) EXIT old_obs
1187      NDUM=N
1188    ENDDO old_obs
1189
1190! REMOVE OLD OBS DENOTED BY 99999. AT THE FRONT OF TIMEOB ARRAY
1191    IF (iprt .and. ktaur > 0) THEN
1192      write(msg,fmt='(a,i5,a)') 'OBS NUDGING: Upon restart, skipped over ',ndum,   &
1193                ' obs that are now too old for the current obs window.'
1194      call wrf_message(msg)
1195    ENDIF
1196
1197    NDUM=ABS(NDUM)
1198    NMOVE=NIOBF-NDUM
1199    IF( NMOVE.GT.0 .AND. NDUM.NE.0) THEN
1200      DO N=1,NMOVE
1201        do KN = 1,nndgv
1202          VAROBS(KN,N)=VAROBS(KN,N+NDUM)
1203        enddo
1204        RJO(N)=RJO(N+NDUM)
1205        RIO(N)=RIO(N+NDUM)
1206        RKO(N)=RKO(N+NDUM)
1207        TIMEOB(N)=TIMEOB(N+NDUM)
1208        nlevs_ob(n)=nlevs_ob(n+ndum)
1209        lev_in_ob(n)=lev_in_ob(n+ndum)
1210        plfo(n)=plfo(n+ndum)
1211      ENDDO
1212    ENDIF
1213! moved obs up. now fill remaining space with 99999.
1214    NOPEN=NMOVE+1
1215    IF(NOPEN.LE.NIOBF) THEN
1216      DO N=NOPEN,NIOBF
1217        do KN = 1,nndgv
1218          VAROBS(KN,N)=99999.
1219        enddo
1220        RIO(N)=99999.
1221        RJO(N)=99999.
1222        RKO(N)=99999.
1223        TIMEOB(N)=99999.
1224      ENDDO
1225    ENDIF
1226  ENDIF
1227!CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC
1228  NSTA=0
1229! print *,'nsta at restart setting is ',nsta
1230! recalculate nsta after moving things around
1231  recalc : DO N=1,NIOBF
1232! try to save all obs - don't throw away latest read in
1233    IF(TIMEOB(N).GT.9.e4) EXIT recalc
1234    NSTA=N
1235!   nsta=n-1         ! yliu test
1236  ENDDO recalc
1237
1238! Find the number of stations that are actually within the time window.
1239  nstaw = nvals_le_limit(nsta, timeob, tforwd)
1240
1241  IF (iprt) then
1242      write(msg,160) KTAU,XTIME,NSTAW
1243      call wrf_message(msg)
1244  ENDIF
1245  IF(KTAU.EQ.KTAUR)THEN
1246    IF(nudge_opt.EQ.1)THEN
1247      TWDOP=TWINDO*60.
1248      IF (iprt) THEN
1249        write(msg,1449) INEST,RINXY,RINSIG,TWDOP
1250        call wrf_message(msg)
1251        IF(ISWIND.EQ.1) then
1252          write(msg,1450) GIV
1253          call wrf_message(msg)
1254        ELSE
1255          write(msg,1455) INEST
1256          call wrf_message("")
1257          call wrf_message(msg)
1258          call wrf_message("")
1259        ENDIF
1260        IF(ISTEMP.EQ.1) then
1261          write(msg,1451) GIT
1262          call wrf_message(msg)
1263        ELSE
1264          write(msg,1456) INEST
1265          call wrf_message("")
1266          call wrf_message(msg)
1267        ENDIF
1268        IF(ISMOIS.EQ.1) then
1269          call wrf_message("")
1270          write(msg,1452) GIQ
1271          call wrf_message(msg)
1272        ELSE
1273          write(msg,1457) INEST
1274          call wrf_message("")
1275          call wrf_message(msg)
1276          call wrf_message("")
1277        ENDIF
1278      ENDIF
1279    ENDIF
1280  ENDIF
1281  IF(KTAU.EQ.KTAUR)THEN
1282    IF(fdob%IWTSIG.NE.1)THEN
1283      IF (iprt) THEN
1284        write(msg,555)
1285        call wrf_message(msg)
1286        write(msg,556) fdob%RINFMN*RINXY,fdob%RINFMX*RINXY,fdob%PFREE*10.
1287        call wrf_message(msg)
1288      ENDIF
1289      IF(fdob%RINFMN.GT.fdob%RINFMX) then
1290         call wrf_error_fatal ( 'wrf_fddaobs_in: in4dob STOP 556' )
1291      ENDIF
1292! IS MINIMUM GREATER THAN MAXIMUM?
1293
1294      IF (iprt) then
1295        write(msg,557) fdob%DPSMX*10.,fdob%DCON
1296        call wrf_message(msg)
1297      ENDIF
1298      IF(fdob%DPSMX.GT.10.) then
1299         call wrf_error_fatal ( 'wrf_fddaobs_in: in4dob STOP 557' )
1300      ENDIF
1301    ENDIF
1302  ENDIF
1303 
1304  IF(KTAU.EQ.KTAUR)THEN
1305    IF (iprt) then
1306      write(msg,601) INEST,IONF
1307      call wrf_message(msg)
1308      call wrf_message("")
1309    ENDIF
1310  ENDIF
1311  fdob%NSTAT=NSTA
1312  fdob%NSTAW=NSTAW
1313
1314555   FORMAT(1X,'   ABOVE THE SURFACE LAYER, OBS NUDGING IS PERFORMED',  &
1315      ' ON PRESSURE LEVELS,')
1316556   FORMAT(1X,'   WHERE RINXY VARIES LINEARLY FROM ',E11.3,' KM AT',   &
1317      ' THE SURFACE TO ',E11.3,' KM AT ',F7.2,' MB AND ABOVE')
1318557   FORMAT(1X,'   IN THE SURFACE LAYER, WXY IS A FUNCTION OF ',        &
1319      'DPSMX = ',F7.2,' MB WITH DCON = ',E11.3,                          &
1320      ' - SEE SUBROUTINE NUDOB')
1321601   FORMAT('FOR EFFICIENCY, THE OBS NUDGING FREQUENCY ',               &
1322        'FOR MESH #',I2,' IS ',1I2,' CGM TIMESTEPS ')
1323121   FORMAT('  WARNING: NOBS  = ',I4,' IS GREATER THAN NIOBF = ',       &
1324      I4,': INCREASE PARAMETER NIOBF')
13255403  FORMAT(1H0,'-------------EOF REACHED FOR NVOL = ',I3,              &
1326       ' AND XTIME = ',F10.2,'-------------------')
1327160   FORMAT('****** CALL IN4DOB AT KTAU = ',I5,' AND XTIME = ',         &
1328      F10.2,':  NSTA = ',I7,' ******')
13291449  FORMAT('*****NUDGING INDIVIDUAL OBS ON MESH #',I2,                 &
1330       ' WITH RINXY = ',                                                 &
1331      E11.3,' KM, RINSIG = ',E11.3,' AND TWINDO (HALF-PERIOD) = ',       &
1332      E11.3,' MIN')
13331450  FORMAT(1X,'NUDGING IND. OBS WINDS WITH GIV = ',E11.3)
13341451  FORMAT(1X,'NUDGING IND. OBS TEMPERATURE WITH GIT = ',E11.3)
13351452  FORMAT(1X,'NUDGING IND. OBS MOISTURE WITH GIQ = ',E11.3)
13361455  FORMAT(1X,'*** OBS WIND NUDGING FOR MESH ',I2,' IS TURNED OFF!!')
13371456  FORMAT(1X,'*** OBS TEMPERATURE NUDGING FOR MESH ',I2,' IS TURNED OFF!!')
13381457  FORMAT(1X,'*** OBS MOISTURE NUDGING FOR MESH ',I2,' IS TURNED OFF!!')
1339
1340  RETURN
1341  END SUBROUTINE in4dob
1342
1343  SUBROUTINE julgmt(mdate,julgmtn,timanl,julday,gmt,ind)
1344! CONVERT MDATE YYMMDDHH TO JULGMT (JULIAN DAY * 100. +GMT)
1345! AND TO TIMANL (TIME IN MINUTES WITH RESPECT TO MODEL TIME)
1346! IF IND=0  INPUT MDATE, OUTPUT JULGMTN AND TIMANL
1347! IF IND=1  INPUT TIMANL, OUTPUT JULGMTN
1348! IF IND=2  INPUT JULGMTN, OUTPUT TIMANL
1349      INTEGER, intent(in) :: MDATE
1350      REAL, intent(out) :: JULGMTN
1351      REAL, intent(out) :: TIMANL
1352      INTEGER, intent(in) :: JULDAY
1353      REAL, intent(in) :: GMT
1354      INTEGER, intent(in) :: IND
1355
1356!***  DECLARATIONS FOR IMPLICIT NONE                                   
1357      real :: MO(12), rjulanl, houranl, rhr
1358
1359      integer :: iyr, idate1, imo, idy, ihr, my1, my2, my3, ileap
1360      integer :: juldayn, juldanl, idymax, mm
1361     
1362     
1363      IF(IND.EQ.2)GOTO 150
1364      IYR=INT(MDATE/1000000.+0.001)
1365      IDATE1=MDATE-IYR*1000000
1366      IMO=INT(IDATE1/10000.+0.001)
1367      IDY=INT((IDATE1-IMO*10000.)/100.+0.001)
1368      IHR=IDATE1-IMO*10000-IDY*100
1369      MO(1)=31
1370      MO(2)=28
1371! IS THE YEAR A LEAP YEAR? (IN THIS CENTURY)
1372      IYR=IYR+1900
1373      MY1=MOD(IYR,4)
1374      MY2=MOD(IYR,100)
1375      MY3=MOD(IYR,400)
1376      ILEAP=0
1377! jc
1378!      IF(MY1.EQ.0.AND.MY2.NE.0.OR.MY3.EQ.0)THEN
1379      IF(MY1.EQ.0)THEN
1380        ILEAP=1
1381        MO(2)=29
1382      ENDIF
1383      IF(IND.EQ.1)GOTO 200
1384      MO(3)=31
1385      MO(4)=30
1386      MO(5)=31
1387      MO(6)=30
1388      MO(7)=31
1389      MO(8)=31
1390      MO(9)=30
1391      MO(10)=31
1392      MO(11)=30
1393      MO(12)=31
1394      JULDAYN=0
1395      DO 100 MM=1,IMO-1
1396        JULDAYN=JULDAYN+MO(MM)
1397 100     CONTINUE
1398
1399      IF(IHR.GE.24)THEN
1400        IDY=IDY+1
1401        IHR=IHR-24
1402      ENDIF
1403      JULGMTN=(JULDAYN+IDY)*100.+IHR
1404! CONVERT JULGMT TO TIMANL WRT MODEL TIME IN MINUTES (XTIME)
1405 150   CONTINUE
1406      JULDANL=INT(JULGMTN/100.+0.000001)
1407      RJULANL=FLOAT(JULDANL)*100.
1408      HOURANL=JULGMTN-RJULANL
1409      TIMANL=(FLOAT(JULDANL-JULDAY)*24.-GMT+HOURANL)*60.
1410      RETURN
1411 200   CONTINUE
1412      RHR=GMT+TIMANL/60.+0.000001
1413      IDY=JULDAY
1414      IDYMAX=365+ILEAP
1415 300   IF(RHR.GE.24.0)THEN
1416        RHR=RHR-24.0
1417        IDY=IDY+1
1418        GOTO 300
1419      ENDIF
1420      IF(IDY.GT.IDYMAX)IDY=IDY-IDYMAX
1421      JULGMTN=FLOAT(IDY)*100.+RHR
1422      RETURN
1423  END SUBROUTINE julgmt
1424
1425  SUBROUTINE rh2r(rh,t,p,r,iice)
1426 
1427! convert rh to r
1428! if iice=1, use saturation with respect to ice
1429! rh is 0-100.
1430! r is g/g
1431! t is K
1432! p is mb
1433!
1434      REAL, intent(in)  :: rh
1435      REAL, intent(in)  :: t
1436      REAL, intent(in)  :: p
1437      REAL, intent(out) :: r
1438      INTEGER, intent(in)  :: iice
1439
1440!***  DECLARATIONS FOR IMPLICIT NONE                                   
1441      real eps, e0, eslcon1, eslcon2, esicon1, esicon2, t0, rh1
1442      real esat, rsat
1443
1444      eps=0.62197
1445      e0=6.1078
1446      eslcon1=17.2693882
1447      eslcon2=35.86
1448      esicon1=21.8745584
1449      esicon2=7.66
1450      t0=260.
1451 
1452!     print *,'rh2r input=',rh,t,p
1453      rh1=rh*.01
1454 
1455      if(iice.eq.1.and.t.le.t0)then
1456        esat=e0*exp(esicon1*(t-273.16)/(t-esicon2))
1457      else
1458        esat=e0*exp(eslcon1*(t-273.16)/(t-eslcon2))
1459      endif
1460      rsat=eps*esat/(p-esat)
1461!     print *,'rsat,esat=',rsat,esat
1462      r=rh1*rsat
1463 
1464!      print *,'rh2r rh,t,p,r=',rh1,t,p,r
1465 
1466      return
1467  END SUBROUTINE rh2r
1468
1469  SUBROUTINE rh2rb(rh,t,p,r,iice)
1470 
1471! convert rh to r
1472! if iice=1, use daturation with respect to ice
1473! rh is 0-100.
1474! r is g/g
1475! t is K
1476! p is mb
1477 
1478      REAL, intent(in)  :: rh
1479      REAL, intent(in)  :: t
1480      REAL, intent(in)  :: p
1481      REAL, intent(out) :: r
1482      INTEGER, intent(in)  :: iice
1483
1484!***  DECLARATIONS FOR IMPLICIT NONE                                   
1485      real eps, e0, eslcon1, eslcon2, esicon1, esicon2, t0, rh1
1486      real esat, rsat
1487      character(len=200) :: msg       ! Argument to wrf_message
1488
1489      eps=0.622
1490      e0=6.112
1491      eslcon1=17.67
1492      eslcon2=29.65
1493      esicon1=22.514
1494      esicon2=6.15e3
1495      t0=273.15
1496 
1497      write(msg,*) 'rh2r input=',rh,t,p
1498      call wrf_message(msg)
1499      rh1=rh*.01
1500 
1501      if(iice.eq.1.and.t.le.t0)then
1502        esat=e0*exp(esicon1-esicon2/t)
1503      else
1504        esat=e0*exp(eslcon1*(t-t0)/(t-eslcon2))
1505      endif
1506      rsat=eps*esat/(p-esat)
1507!     print *,'rsat,esat=',rsat,esat
1508      r=rh1*eps*rsat/(eps+rsat*(1.-rh1))
1509 
1510      write(msg,*) 'rh2r rh,t,p,r=',rh1,t,p,r
1511      call wrf_message(msg)
1512      rh1=rh*.01
1513 
1514      return
1515END SUBROUTINE rh2rb
1516
1517  SUBROUTINE set_projection (obs_proj, map_proj, cen_lat, cen_lon,     &
1518                             true_lat1, true_lat2, stand_lon,          &
1519                             known_lat, known_lon,                     &
1520                             e_we, e_sn, dxm, dym )
1521
1522  USE module_llxy
1523
1524!*************************************************************************
1525! Purpose: Set map projection information which will be used to map the
1526!          observation (lat,lon) location to its corresponding (x,y)
1527!          location on the WRF (coarse) grid. using the selected map
1528!          projection (e.g., Lambert, Mercator, Polar Stereo, etc).
1529!*************************************************************************
1530
1531      IMPLICIT NONE
1532
1533  TYPE(PROJ_INFO), intent(out)  :: obs_proj   ! structure for obs projection info.
1534  INTEGER, intent(in) :: map_proj             ! map projection index
1535  REAL, intent(in) :: cen_lat                 ! center latitude for map projection
1536  REAL, intent(in) :: cen_lon                 ! center longiture for map projection
1537  REAL, intent(in) :: true_lat1               ! truelat1 for map projection
1538  REAL, intent(in) :: true_lat2               ! truelat2 for map projection
1539  REAL, intent(in) :: stand_lon               ! standard longitude for map projection
1540  INTEGER, intent(in) :: e_we                 ! max grid index in south-north coordinate
1541  INTEGER, intent(in) :: e_sn                 ! max grid index in west-east   coordinate
1542  REAL, intent(in) :: known_lat               ! latitude  of domain origin point (i,j)=(1,1)
1543  REAL, intent(in) :: known_lon               ! longigude of domain origin point (i,j)=(1,1)
1544  REAL, intent(in) :: dxm                     ! grid size in x (meters)
1545  REAL, intent(in) :: dym                     ! grid size in y (meters)
1546
1547! Set up map transformation structure
1548      CALL map_init(obs_proj)
1549
1550      ! Mercator
1551      IF (map_proj == PROJ_MERC) THEN
1552         CALL map_set(PROJ_MERC, obs_proj,                                &
1553                      truelat1 = true_lat1,                               &
1554                      lat1     = known_lat,                               &
1555                      lon1     = known_lon,                               &
1556                      knowni   = 1.,                                      &
1557                      knownj   = 1.,                                      &
1558                      dx       = dxm)
1559
1560      ! Lambert conformal
1561      ELSE IF (map_proj == PROJ_LC) THEN
1562      CALL map_set(PROJ_LC, obs_proj,                                     &
1563                      truelat1 = true_lat1,                               &
1564                      truelat2 = true_lat2,                               &
1565                      stdlon   = stand_lon,                               &
1566                      lat1     = known_lat,                               &
1567                      lon1     = known_lon,                               &
1568                      knowni   = 1.,                                      &
1569                      knownj   = 1.,                                      &
1570                      dx       = dxm)
1571
1572      ! Polar stereographic
1573      ELSE IF (map_proj == PROJ_PS) THEN
1574         CALL map_set(PROJ_PS, obs_proj,                                  &
1575                      truelat1 = true_lat1,                               &
1576                      stdlon   = stand_lon,                               &
1577                      lat1     = known_lat,                               &
1578                      lon1     = known_lon,                               &
1579                      knowni   = 1.,                                      &
1580                      knownj   = 1.,                                      &
1581                      dx       = dxm)
1582      ! Cassini (global ARW)
1583      ELSE IF (map_proj == PROJ_CASSINI) THEN
1584         CALL map_set(PROJ_CASSINI, obs_proj,                             &
1585                      latinc   = dym*360.0/(2.0*EARTH_RADIUS_M*PI),       &
1586                      loninc   = dxm*360.0/(2.0*EARTH_RADIUS_M*PI),       &
1587                      lat1     = known_lat,                               &
1588                      lon1     = known_lon,                               &
1589! We still need to get POLE_LAT and POLE_LON metadata variables before
1590!   this will work for rotated poles.
1591                      lat0     = 90.0,                                    &
1592                      lon0     = 0.0,                                     &
1593                      knowni   = 1.,                                      &
1594                      knownj   = 1.,                                      &
1595                      stdlon   = stand_lon)
1596
1597      ! Rotated latitude-longitude
1598      ELSE IF (map_proj == PROJ_ROTLL) THEN
1599         CALL map_set(PROJ_ROTLL, obs_proj,                               &
1600! I have no idea how this should work for NMM nested domains
1601                      ixdim    = e_we-1,                                  &
1602                      jydim    = e_sn-1,                                  &
1603                      phi      = real(e_sn-2)*dym/2.0,                    &
1604                      lambda   = real(e_we-2)*dxm,                        &
1605                      lat1     = cen_lat,                                 &
1606                      lon1     = cen_lon,                                 &
1607                      latinc   = dym,                                     &
1608                      loninc   = dxm,                                     &
1609                      stagger  = HH)
1610
1611      END IF
1612
1613  END SUBROUTINE set_projection
1614
1615  SUBROUTINE fmt_date(idate,odate)                                             !obsnypatch
1616
1617!*************************************************************************
1618! Purpose: Re-format a character date string from YYYYMMDDHHmmss form
1619!          to YYYY-MM-DD_HH:mm:ss form.
1620! INPUT:
1621!     IDATE - Date string as YYYYMMDDHHmmss
1622! OUTPUT:
1623!     ODATE - Date string as YYYY-MM-DD_HH:mm:ss
1624!*************************************************************************
1625
1626      IMPLICIT NONE
1627
1628      CHARACTER*14, intent(in)  :: idate        ! input  date string
1629      CHARACTER*19, intent(out) :: odate        ! output date string
1630
1631      odate(1:19) = "0000-00-00_00:00:00"
1632      odate(1:4)   = idate(1:4)                 ! Year
1633      odate(6:7)   = idate(5:6)                 ! Month
1634      odate(9:10)  = idate(7:8)                 ! Day
1635      odate(12:13) = idate(9:10)                ! Hours
1636      odate(15:16) = idate(11:12)               ! Minutes
1637      odate(18:19) = idate(13:14)               ! Seconds
1638
1639      RETURN
1640  END SUBROUTINE fmt_date
1641
1642  INTEGER FUNCTION nvals_le_limit(isize, values, limit)
1643!------------------------------------------------------------------------------
1644! PURPOSE: Return the number of values in a (real) non-decreasing array that
1645!          are less than or equal to the specified upper limit.
1646! NOTE: It is important that the array is non-decreasing!
1647!     
1648!------------------------------------------------------------------------------
1649  IMPLICIT NONE
1650
1651  INTEGER, INTENT(IN) :: isize           ! Size of input array
1652  REAL,    INTENT(IN) :: values(isize)   ! Input array of reals
1653  REAL,    INTENT(IN) :: limit           ! Upper limit
1654
1655! Local variables
1656  integer :: n
1657
1658! Search the array from largest to smallest values.
1659   find_nvals: DO n = isize, 1, -1
1660                 if(values(n).le.limit) EXIT find_nvals
1661               ENDDO find_nvals
1662  nvals_le_limit = n
1663
1664  RETURN
1665  END FUNCTION nvals_le_limit
1666
1667  SUBROUTINE collect_obs_info(newpass,inest,n,latitude,longitude,             &
1668                              nlast,nprev,niobf,station_id,stnid,             &
1669                              rio,rjo,prt_max,prt_freq,xlat,xlong,            &
1670                              obs, lat,lon, mlat,mlon,                        &
1671                              e_we,e_sn,ims,ime,jms,jme,its,ite,jts,jte)
1672!*************************************************************************
1673! Purpose: Collect the obs index, obs latitude, obs longitude, obs station
1674!          id, and model latitude and longitude values for print
1675!          diagnostics. Note that THIS SUBROUTINE IS CALLED INTERATIVELY
1676!          FROM IN4DOB, WITHIN THE OBS READ LOOP that reads new obser-
1677!          vations needed for the new time window. Flag newpass is true
1678!          the first time collect_obs_info is called from the read-loop
1679!          for a new time window. So for each pass of IN4DOB, newpass is
1680!          true the first time IN4DOB calls collec_obs_info.
1681
1682!          OBS (soundings) contain multiple obs levels. So on each sub-
1683!          sequent call of collect_obs_info for a specific pass of IN4DOB,
1684!          n will jump by the number of levels in the sounding.
1685!
1686!          Here, nlast refers to the index of the last valid-time obs
1687!          that was read in during the last pass of IN4DOB (after the old
1688!          obs were removed). This way we can properly start storing
1689!          obs information for the new obs that are being read on this
1690!          pass of IN4DOB, beginning with the first newly read obs for
1691!          this pass of IN4DOB.
1692!
1693!          Note that nprev is needed to properly handle soundings. On
1694!          each pass, n is stored into nprev, and on each subsequent
1695!          pass of collect_obs_info, a loop is performed from nprev+1 to n.
1696!*************************************************************************
1697
1698  IMPLICIT NONE
1699
1700  LOGICAL, intent(inout) :: newpass        ! New pass flag
1701  INTEGER, intent(in)    :: inest          ! nest index
1702  INTEGER, intent(in)    :: n              ! Observation index
1703  REAL,    intent(in)    :: latitude       ! Latitude of obs
1704  REAL,    intent(in)    :: longitude      ! Latitude of obs
1705  INTEGER, intent(in)    :: nlast          ! Last obs of valid obs, prev window
1706  INTEGER, intent(inout) :: nprev          ! Previous obs in new window read seq
1707  INTEGER, intent(in)    :: niobf          ! Maximum number of observations
1708  CHARACTER*15, intent(in) :: station_id   ! First 15 chars of station id for obs n
1709  INTEGER, intent(in)    :: prt_max        ! Max no. of obs for diagnostic printout
1710  INTEGER, intent(inout) :: stnid(40,prt_max) ! Station ids for diagnostic printout
1711  REAL,    intent(in)    :: rio(niobf)     ! West-east coord (non-stagger)
1712  REAL,    intent(in)    :: rjo(niobf)     ! South-north coord (non-stagger)
1713  INTEGER, intent(in)    :: prt_freq       ! Frequency for diagnostic printout
1714  REAL, DIMENSION( ims:ime, jms:jme ),                                   &
1715           intent(in )   :: xlat, xlong    ! Lat/lon on mass-pt grid
1716  INTEGER, intent(inout) :: obs(prt_max)   ! Obs index for printout
1717  REAL,    intent(inout) :: lat(prt_max)   ! Obs latitude for printout
1718  REAL,    intent(inout) :: lon(prt_max)   ! Obs longitude for printout
1719  REAL,    intent(inout) :: mlat(prt_max)  ! Model latitude at (rio,rjo) for printout
1720  REAL,    intent(inout) :: mlon(prt_max)  ! Model longitude at (rio,rjo) for printout
1721  INTEGER, intent(in)    :: e_we           ! Max grid index in south-north
1722  INTEGER, intent(in)    :: e_sn           ! Max grid index in west-east
1723  INTEGER, intent(in)    :: ims            ! Grid mem start (west-east)
1724  INTEGER, intent(in)    :: ime            ! Grid mem end   (west-east)
1725  INTEGER, intent(in)    :: jms            ! Grid mem start (south-north)
1726  INTEGER, intent(in)    :: jme            ! Grid mem end   (south-north)
1727  INTEGER, intent(in)    :: its            ! Grid tile start (west-east)
1728  INTEGER, intent(in)    :: ite            ! Grid tile end   (west-east)
1729  INTEGER, intent(in)    :: jts            ! Grid tile start (south-north)
1730  INTEGER, intent(in)    :: jte            ! Grid tile end   (south-north)
1731
1732! Local variables
1733  integer i                       ! Loop counter over station id character
1734  integer nn                      ! Loop counter over obs index
1735  integer ndx,ndxp                ! Index into printout arrays (ndx and prev ndx)
1736  real    :: ri, rj               ! Mass-pt coord of obs
1737  integer :: ril, rjl             ! Mass-pt integer coord immed sw of obs
1738  integer :: iend, jend           ! Upper i, j index for interpolation
1739  real    :: dxob, dyob           ! Grid fractions for interp
1740  logical :: llsave               ! Save lat/lon values if true
1741  character(len=200) :: msg       ! Argument to wrf_message
1742
1743  if(newpass) then
1744    newpass = .false.
1745    nprev = nlast       ! Reset in case old obs have been discarded from prev window
1746  endif
1747
1748! Start iteration only if we have not yet stored prt_max number of obs for printing.
1749! Note: The loop below could represent multiple levels in a sounding, so we
1750!       go ahead and start the loop if the beginning index (ndx) is prt_max or
1751!       less, and then exit the loop if ndx exceeds prt_max.
1752    if(prt_freq.gt.0) then
1753       ndx  = (n-nlast-1)/prt_freq + 1
1754       ndxp = (nprev-nlast-1)/prt_freq + 1
1755    else
1756       write(msg,*) 'STOP! OBS NAMELIST INPUT obs_prt_freq MUST BE GREATER THAN ZERO.'
1757       call wrf_message(msg)
1758       write(msg,*) 'THE NAMELIST VALUE IS',prt_freq,' FOR NEST ',inest
1759       call wrf_message(msg)
1760       call wrf_error_fatal ( 'wrf_fddaobs_in: in4dob STOP' )
1761    endif
1762
1763!   write(6,'5(a,i5),a,a15') 'n = ',n,'  nlast = ',nlast,'  ndx = ',ndx,  &
1764!                            '  nprev = ',nprev,'  ndxp = ',ndxp,         &
1765!                            '  station id = ',station_id
1766
1767    if(ndxp .lt. prt_max) then
1768
1769   MODCHK : do nn = nprev+1, n
1770        llsave = .false.
1771
1772!       if( mod(nn-1,prt_freq) .eq. 0 ) then
1773        if( mod(nn-nlast-1,prt_freq) .eq. 0 ) then
1774           ndx = (nn-nlast-1)/prt_freq + 1
1775           if(ndx.gt.prt_max) EXIT MODCHK       ! Limit printout to prt_max entries
1776           llsave = .true.
1777        endif
1778        if(llsave) then
1779
1780! Collect obs index and latitude and longitude.
1781          obs(ndx) = nn
1782          lat(ndx) = latitude
1783          lon(ndx) = longitude
1784
1785! Collect first 15 chars of obs station id (in integer format).
1786          do i = 1,15
1787            stnid(i,ndx) = ichar(station_id(i:i))
1788          enddo
1789
1790! Compute and collect the model latitude and longitude at the obs point.
1791          CALL get_model_latlon(nn,niobf,rio,rjo,xlat,xlong,e_we,e_sn,    &
1792                                ims,ime,jms,jme,its,ite,jts,jte,          &
1793                                mlat(ndx),mlon(ndx))
1794        endif  !end if(llsave)
1795      enddo MODCHK
1796
1797    endif  !end if(ndx .le. prt_max)
1798
1799! Save index of previous obs in read loop.
1800    nprev = n
1801
1802  END SUBROUTINE collect_obs_info
1803
1804  SUBROUTINE get_model_latlon(n,niobf,rio,rjo,xlat,xlong,e_we,e_sn,   &
1805                              ims,ime,jms,jme,its,ite,jts,jte,        &
1806                              mlat,mlon)
1807!*************************************************************************
1808! Purpose: Use bilinear interpolation to compute the model latitude and
1809!          longitude at the observation point.
1810!*************************************************************************
1811
1812  IMPLICIT NONE
1813
1814  INTEGER, intent(in)    :: n              ! Observation index
1815  INTEGER, intent(in)    :: niobf          ! Maximum number of observations
1816  REAL,    intent(in)    :: rio(niobf)     ! West-east coord (non-stagger)
1817  REAL,    intent(in)    :: rjo(niobf)     ! South-north coord (non-stagger)
1818  REAL, DIMENSION( ims:ime, jms:jme ),                                   &
1819           intent(in )   :: xlat, xlong    ! Lat/lon on mass-pt grid
1820  INTEGER, intent(in)    :: e_we           ! Max grid index in south-north
1821  INTEGER, intent(in)    :: e_sn           ! Max grid index in west-east
1822  INTEGER, intent(in)    :: ims            ! Grid mem start (west-east)
1823  INTEGER, intent(in)    :: ime            ! Grid mem end   (west-east)
1824  INTEGER, intent(in)    :: jms            ! Grid mem start (south-north)
1825  INTEGER, intent(in)    :: jme            ! Grid mem end   (south-north)
1826  INTEGER, intent(in)    :: its            ! Grid tile start (west-east)
1827  INTEGER, intent(in)    :: ite            ! Grid tile end   (west-east)
1828  INTEGER, intent(in)    :: jts            ! Grid tile start (south-north)
1829  INTEGER, intent(in)    :: jte            ! Grid tile end   (south-north)
1830  REAL,    intent(out)   :: mlat           ! Model latitude at obs point
1831  REAL,    intent(out)   :: mlon           ! Model longitude at obs point
1832
1833! Local variables
1834  integer ndx                     ! Index into save arrays
1835  real    :: ri, rj               ! Mass-pt coord of obs
1836  integer :: ril, rjl             ! Mass-pt integer coord immed sw of obs
1837  integer :: iend, jend           ! Upper i, j index for interpolation
1838  real    :: dxob, dyob           ! Grid fractions for interp
1839
1840! Compute model latitude and longitude if point on tile.
1841  ri  = rio(n) - .5            ! mass-pt west-east obs grid coord
1842  rj  = rjo(n) - .5            ! mass-pt south-north obs grid coord
1843  ril = int(ri)
1844  rjl = int(rj)
1845  dxob = ri - float(ril)
1846  dyob = rj - float(rjl)
1847  iend = min(ite+1,e_we-2)
1848  jend = min(jte+1,e_sn-2)
1849  mlat = -999
1850  mlon = -999
1851
1852  if(ri.ge.its .and. ri.lt.iend .and. rj.ge.jts .and. rj.lt.jend) then
1853
1854! bilinear interpolation
1855     mlat = ((1.-dyob)*((1.-dxob)*xlat(ril,rjl)+             &
1856            dxob*xlat(ril+1,rjl)                             &
1857            )+dyob*((1.-dxob)*xlat(ril,rjl+1)+               &
1858            dxob*xlat(ril+1,rjl+1)))
1859
1860     mlon = ((1.-dyob)*((1.-dxob)*xlong(ril,rjl)+            &
1861            dxob*xlong(ril+1,rjl)                            &
1862            )+dyob*((1.-dxob)*xlong(ril,rjl+1)+              &
1863            dxob*xlong(ril+1,rjl+1)))
1864  endif
1865
1866  END SUBROUTINE get_model_latlon
1867
1868  SUBROUTINE rotate_vector(lon,u,v,obs_proj,map_proj)
1869
1870  USE module_llxy
1871
1872!*************************************************************************
1873! Purpose: Rotate a single Earth-relative wind vector to a grid-relative
1874!          wind vector.
1875!*************************************************************************
1876
1877  IMPLICIT NONE
1878
1879  REAL,           intent(in)    :: lon        ! Longitude (deg)
1880  REAL,           intent(inout) :: u          ! U-component of wind vector
1881  REAL,           intent(inout) :: v          ! V-component of wind vector
1882  TYPE(PROJ_INFO),intent(in)    :: obs_proj   ! Structure for obs projection
1883  INTEGER,        intent(in)    :: map_proj   ! Map projection index
1884
1885! Local variables
1886  real diff, alpha
1887  double precision udbl, vdbl
1888
1889! Only rotate winds for Lambert conformal or polar stereographic
1890  if (map_proj == PROJ_LC .or. map_proj == PROJ_PS) then
1891
1892     diff = obs_proj%stdlon - lon
1893     if (diff > 180.) then
1894        diff = diff - 360.
1895     else if (diff < -180.) then
1896        diff = diff + 360.
1897     end if
1898
1899! Calculate the rotation angle, alpha, in radians
1900     if (map_proj == PROJ_LC) then
1901        alpha = diff * obs_proj%cone * rad_per_deg * obs_proj%hemi
1902     else
1903        alpha = diff * rad_per_deg * obs_proj%hemi
1904     end if
1905
1906     udbl = v*sin(alpha) + u*cos(alpha)
1907     vdbl = v*cos(alpha) - u*sin(alpha)
1908     u = udbl
1909     v = vdbl
1910
1911  endif
1912  END SUBROUTINE rotate_vector
1913
1914#endif
1915!-----------------------------------------------------------------------
1916! End subroutines for in4dob
1917!-----------------------------------------------------------------------
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.