<p><b>dwj07@fsu.edu</b> 2013-02-04 11:56:15 -0700 (Mon, 04 Feb 2013)</p><p><br>
        -- DOCUMENT COMMIT --<br>
<br>
        Creating directory structure for users guide.<br>
        This is based off the mpas_users_guide.tex in the atm documents directory.<br>
</p><hr noshade><pre><font color="gray">Added: trunk/documents/users_guide/Makefile
===================================================================
--- trunk/documents/users_guide/Makefile                                (rev 0)
+++ trunk/documents/users_guide/Makefile        2013-02-04 18:56:15 UTC (rev 2421)
@@ -0,0 +1,10 @@
+all:
+        pdflatex mpas_$(CORE)_users_guide.tex
+        pdflatex mpas_$(CORE)_users_guide.tex
+clean:
+        rm -f *.aux *.dvi *.pdf *.log *.out *.toc
+        rm -f shared/*.aux
+ifdef CORE
+        rm -f $(CORE)/*.aux
+endif
+

Added: trunk/documents/users_guide/mpas_nhyd_atm_users_guide.tex
===================================================================
--- trunk/documents/users_guide/mpas_nhyd_atm_users_guide.tex                                (rev 0)
+++ trunk/documents/users_guide/mpas_nhyd_atm_users_guide.tex        2013-02-04 18:56:15 UTC (rev 2421)
@@ -0,0 +1,46 @@
+\documentclass[11pt]{report}
+
+\usepackage{epsf,amsmath,amsfonts}
+\usepackage{graphicx}
+\usepackage{longtable}
+\usepackage{hyperref}
+\usepackage{color}
+
+\setlength{\topmargin}{0in}
+\setlength{\headheight}{0in}
+\setlength{\headsep}{0in}
+\setlength{\textheight}{9.0in}
+\setlength{\textwidth}{6.5in}
+\setlength{\evensidemargin}{0in}
+\setlength{\oddsidemargin}{0in}
+
+
+\setlength\LTleft\parindent
+\setlength\LTright\fill
+
+\begin{document}
+
+\title{MPAS - Non-Hydrostatic Atmosphere Model Users Guide}
+
+
+
+\author{MPAS-Developer Team}
+
+\maketitle
+\tableofcontents
+
+\part{Introduction}
+\input{shared/mpas_build_instructions.tex}
+\input{shared/mpas_grid_information.tex}
+\input{shared/mpas_visualization.tex}
+
+\part{Non-hydrostatic Atomospheric Core}
+\input{nhyd_atm/mpas_atm_core.tex}
+\input{nhyd_atm/mpas_atm_field_description.tex}
+\input{nhyd_atm/mpas_atm_init_namelist_options.tex}
+\input{nhyd_atm/mpas_atm_namelist_options.tex}
+
+\input{shared/mpas_grid_generation.tex}
+
+\end{document}
+

Added: trunk/documents/users_guide/mpas_ocean_users_guide.tex
===================================================================
--- trunk/documents/users_guide/mpas_ocean_users_guide.tex                                (rev 0)
+++ trunk/documents/users_guide/mpas_ocean_users_guide.tex        2013-02-04 18:56:15 UTC (rev 2421)
@@ -0,0 +1,36 @@
+\documentclass[11pt]{report}
+
+\usepackage{epsf,amsmath,amsfonts}
+\usepackage{graphicx}
+\usepackage{longtable}
+\usepackage{hyperref}
+\usepackage{color}
+
+\setlength{\topmargin}{0in}
+\setlength{\headheight}{0in}
+\setlength{\headsep}{0in}
+\setlength{\textheight}{9.0in}
+\setlength{\textwidth}{6.5in}
+\setlength{\evensidemargin}{0in}
+\setlength{\oddsidemargin}{0in}
+
+
+\setlength\LTleft\parindent
+\setlength\LTright\fill
+
+\begin{document}
+
+\title{MPAS - Ocean Model Users Guide}
+
+\author{MPAS-Developer Team}
+
+\maketitle
+\tableofcontents
+
+\part{Introduction}
+\input{shared/mpas_build_instructions.tex}
+\input{shared/mpas_grid_information.tex}
+\input{shared/mpas_visualization.tex}
+
+\end{document}
+

Added: trunk/documents/users_guide/nhyd_atm/mpas_atm_core.tex
===================================================================
--- trunk/documents/users_guide/nhyd_atm/mpas_atm_core.tex                                (rev 0)
+++ trunk/documents/users_guide/nhyd_atm/mpas_atm_core.tex        2013-02-04 18:56:15 UTC (rev 2421)
@@ -0,0 +1,290 @@
+%--------------------------------------------------------------------------------------------
+% Running the MPAS non-hydrostatic atmosphere model
+%--------------------------------------------------------------------------------------------
+
+\chapter{Running the MPAS non-hydrostatic atmosphere model}
+
+\setlength\LTleft{0.0in}
+
+Given an SCVT mesh, this chapter describes the two main steps to running the non-hydrostatic model: creating initial conditions and running the model itself.  This chapter makes use of two MPAS cores, {\tt init\_nhyd\_atmos} and {\tt nhyd\_atmos}, which are, respectively, used for initializing and running the non-hydrostatic atmospheric model.  Sections 3.1 and 3.2 of this chapter describe the creation of idealized and real-data non-hydrostatic initial condition files using the {\tt init\_nhyd\_atmos} core.   Section 3.3 describes the basic procedure of running the model itself.
+
+Each section of this chapter follows a familiar pattern of compiling and executing MPAS model components, albeit using different cores depending on its intended use.  The compilation will create either an initialization or a model executable, which are named, respectively, {\tt init\_nhyd\_atmos\_model.exe} and {\tt nhyd\_atmos\_model.exe}.  In general, if an MPAS executable was compiled for serial use, simply call the executable by name. If compiled to be run in parallel, the executable is called with {\tt mpiexec} or {\tt mpirun}, for example:
+
+\vspace{12pt}
+{\tt &gt; mpiexec -n 8 nhyd\_atmos\_model.exe}
+\vspace{12pt}
+
+
+</font>
<font color="gray">oindent where {\tt 8} is the number of MPI tasks to be used.  In any case where {\tt n} $&gt;$ 1, there must exist a corresponding graph decomposition file, e.g., {\tt graph.info.part.8}. For more on graph decomposition, see \S 2.4.  
+
+\section{Creating idealized ICs}
+
+There are several idealized test cases supported within the {\tt init\_nhyd\_atmos} model initialization core:
+
+1 --- Jablonowski and Williamson baroclinic wave, no initial perturbation
+\footnote{Jablonowski, C. and D.L. Williamson, 2006, A baroclinic instability test case for atmospheric model dynamical cores, {\em QJRMS}, 132, 2943-2975. doi:10.1256/qj.06.12.}
+
+2 --- Jablonowski and Williamson baroclinic wave, with initial perturbation
+
+3 --- Jablonowski and Williamson baroclinic wave, with normal-mode perturbation
+
+4 --- squall line
+
+5 --- super-cell
+
+6 --- mountain wave\\
+\\
+Creating idealized initial conditions is fairly straightforward, as no external data are required and the starting date/time is irrelevant to building the {\tt init.nc} file that will be used to run the model.
+
+The following steps summarize the creation of {\tt init.nc}:
+
+\begin{itemize}
+\item Include a {\tt grid.nc} file, which contains the SCVT mesh, in the working directory (\S 2)
+\item If running in parallel, include a {\tt graph.info.part.*} file in the working directory (\S 2.4)
+\item Compile MPAS with the {\tt init\_nhyd\_atmos} core specified (\S 1.2)
+\item Create an appropriate {\tt namelist.input} configuration file (described below)
+\item Run {\tt init\_nhyd\_atmos\_model.exe} to create {\tt init.nc}
+\end{itemize}~\\
+
+Included in the MPAS directory is a sample initialization namelist, {\tt namelist.input.init\_nhyd\_atmos}, which can be copied or linked to the {\tt namelist.input} file for use in this step.  A number of the namelist parameters found in {\tt namelist.input.init\_nhyd\_atmos} are irrelevant to creating idealized conditions and can be removed or ignored.  The following table outlines the namelist parameters that are required; comments are given on the right for certain key parameters, and formal explanations for all namelist parameters can be found in Appendix A.
+
+
+\begin{longtable}{p{3in}|p{3.25in}}
+
+\&amp;nhyd\_model\\
+   config\_test\_case       = 1                      &amp; a number between 1 and 6 corresponding to the test cases listed at the beginning of this section\\
+   config\_theta\_adv\_order = 3                     &amp; advection order for theta \\
+/\\
+\\
+\&amp;dimensions\\
+   config\_nvertlevels     = 41                      &amp; the number of vertical levels to be used in the model \\
+/\\
+\\
+\&amp;io\\
+   config\_input\_name         = 'grid.nc'           &amp; the name of the netCDF grid file from \S2 \\
+   config\_output\_name        = 'init.nc'           &amp; the name of the IC file to be created \\
+/\\
+\\
+\&amp;decomposition\\
+   config\_block\_decomp\_file\_prefix = 'graph.info.part.' &amp; if running in parallel, needs to match the grid decomposition file prefix \\
+/\\
+
+\end{longtable}
+
+
+
+\section{Creating real-data ICs}
+
+Creating real-data initial conditions is similar to that of the idealized case described in the previous section, but is more involved as it requires interpolation of static geographic data (e.g., topography, land cover, soil category, etc.), surface fields such as SST, and the atmospheric initial conditions associated with a particular date/time.  The static datasets are the same as those used by the WRF model, and the surface fields and atmospheric initial conditions can be obtained from GFS data using the WRF pre-processing system (WPS).
+
+Creating real-data initial conditions requires a single compilation of the {\tt init\_nhyd\_atmos} core, but the actual generation of the IC files will take place using three separate runs of {\tt init\_nhyd\_model.exe}, where each of these runs is described individually in the following sub-sections.  While it is possible to condense the three real-data initialization steps into fewer executions, running each step separately will both improve clarity and, as will become apparent, save a significant amount of time when generating subsequent initial conditions, that is, when making initial conditions using the same mesh but different starting times.
+
+The first of the three steps, described in \S 3.2.1, is the interpolation of static fields onto the mesh to create a {\tt static.nc} file.  This step cannot be run in parallel and takes considerably longer than the steps that follow, however, the fields being static, this step need only be run once for a particular mesh, regardless of the number of initial condition files that are ultimately created from the {\tt static.nc} output file.  Described in \S 3.2.2 is an optional step that creates a file {\tt surface.nc} that contains surface data at regular intervals. This file is used in the case where the model run makes periodic external updates to surface fields (currently only sea-ice and SST).  Finally, \S 3.2.3 describes the processing of the atmospheric initial conditions beginning with the {\tt static.nc} file created in \S 3.2.1.  Naturally, each of the initialization runs described in the three following sections will make use of a {\tt namelist.input} file, and as was
  the case for idealized initial conditions, the file {\tt namelist.input.init\_nhyd\_atmos} in the MPAS directory can be used as a starting point.  Not every variable in this namelist is needed for any particular step, and therefore each section will elaborate only on the namelist variables that are immediately relevant.
+
+\subsection{Static fields}
+
+The generation of a file {\tt static.nc} requires a set of static geographic data.  A suitable dataset can be obtained from the WRF model's download page \\
+ \url{http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/download/get\_source.html}.  These static data files should be downloaded to a directory, which will be specified the {\tt namelist.input} file (described below) prior to running this interpolation step.  The result of this run will be the creation of a netCDF file ({\tt static.nc}), which is used in the two steps, described in \S 3.2.2 and \S 3.2.3, following this to create surface update files and dynamic initial conditions.  Note that {\tt static.nc} can be generated once and then used repeatedly to generate surface update and initial condition files for different start times.
+
+The following steps summarize the creation of {\tt static.nc}:
+
+\begin{itemize}
+\item Download geographic data from the WRF download page (described above) 
+\item Compile MPAS with the {\tt init\_nhyd\_atmos} core specified (\S 1.2)
+\item Include a {\tt grid.nc} file in the working directory (\S 2)
+\item Create an appropriate {\tt namelist.input} configuration file (described below)
+\item Run {\tt init\_nhyd\_atmos\_model.exe} {\em either in serial or with only one MPI task specified} to create {\tt static.nc}
+\end{itemize}~\\
+Note that it is critical for this step that the initialization core is run serially; if the core was compiled in parallel, one only MPI task must be used ({\tt mpiexec -n 1 init\_nhyd\_model.exe}).  The steps described in \S 3.2.2 and \S 3.2.3 may be run in serial or parallel.
+
+\begin{longtable}{p{3.0in} |p{3.25in}}
+
+\&amp;nhyd\_model\\
+   config\_test\_case       = 7                      &amp; must be 7, the real-data 'test case' \\
+/\\
+\\
+\&amp;dimensions                                         &amp; the following two variables must be present now, though their values do not become significant until \S 3.2.3 \\
+   config\_nvertlevels     = 41                      &amp;  \\
+   config\_nsoillevels     = 4                       &amp;  \\
+/\\
+\\
+\&amp;data\_sources\\
+   config\_geog\_data\_path  = '/WPS\_GEOG/'         &amp; absolute path to static files obtained from the WRF download page\\
+/\\
+\\
+\&amp;preproc\_stages                                    &amp; only the static\_interp stage should be enabled \\
+   config\_static\_interp   = .true.                 &amp; \\
+   config\_vertical\_grid   = .false.                &amp; \\
+   config\_met\_interp      = .false.                &amp; \\
+   config\_input\_sst       = .false.                &amp; \\
+/\\
+\\
+\&amp;io\\
+   config\_input\_name         = 'grid.nc'           &amp; the name of the netCDF grid file from \S 2 \\
+   config\_output\_name        = 'static.nc'         &amp; file name for static netCDF output \\
+/\\
+
+\end{longtable}
+
+
+\subsection{Surface field updates}
+
+This step is optional --- it is required only if surface fields are to be periodically updated during the model run.  The surface data could originate from any number of sources, though the most straightforward way to obtain a dataset in the appropriate format is to process GRIB data (e.g., GFS GRIB data) with the {\em ungrib} program of the WRF model's pre-processing system (WPS).  Detailed instructions for building and running the WPS, and the process of generating intermediate data files from GFS data, can be found in Chapter 3 of the WRF User Guide: \url{http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/user\_guide/users\_guide\_chap3.htm}.
+
+The following steps summarize the creation of {\tt surface.nc}:
+
+\begin{itemize}
+\item Include surface data intermediate files in the working directory
+\item Include a {\tt static.nc} file in the working directory (\S 3.2.1)
+\item If running in parallel, include a {\tt graph.info.part.*} in the working directory (\S 2.4)
+\item Create an appropriate {\tt namelist.input} configuration file (see below)
+\item Run {\tt init\_nhyd\_atmos\_model.exe} to create {\tt surface.nc}
+\end{itemize}
+
+
+\begin{longtable}{p{3.0in} |p{3.25in}}
+
+\&amp;nhyd\_model\\
+   config\_test\_case       = 8                      &amp; must be 8, the surface field 'test case' \\
+   config\_start\_time      = '2010-10-23\_00:00:00' &amp; time to begin processing surface data \\
+   config\_stop\_time       = '2010-10-24\_00:00:00' &amp; time to end processing surface data \\
+/\\
+\\
+\&amp;data\_sources\\
+   config\_sfc\_prefix      = 'SST'                  &amp; the prefix of the intermediate data files containing SST and sea-ice \\
+   config\_fg\_interval     = 21600                  &amp; interval between intermediate files to use for SST and sea-ice \\
+/\\
+\\
+\\
+\&amp;preproc\_stages                                    &amp; only the config\_input\_sst step should be enabled \\
+   config\_static\_interp   = .false.                &amp; \\
+   config\_vertical\_grid   = .false.                &amp; \\
+   config\_met\_interp      = .false.                &amp; \\
+   config\_input\_sst       = .true.                 &amp; \\
+/\\
+\\
+\&amp;io\\
+   config\_input\_name          = 'static.nc'        &amp; name of the netCDF static data file \S 3.2.1 \\
+   config\_sfc\_update\_name    = 'surface.nc'       &amp; surface-update file name \\
+/\\
+\\
+\&amp;decomposition\\
+   config\_block\_decomp\_file\_prefix = 'graph.info.part.' &amp; if running in parallel, needs to match the grid decomposition file prefix \\
+/\\
+
+\end{longtable}
+
+
+
+\subsection{Vertical grid generation and initial field interpolation}
+
+The final step for creating a real-data initial conditions file ({\tt init.nc}) is to generate a vertical grid, the parameters of which will be specified in the {\tt namelist.input} file, and to obtain an initial conditions dataset and interpolate it onto the model grid. As stated previously, while initial conditions could ultimately be obtained from many different data sources, here we assume the use of intermediate data files obtained from GFS data using the WPS ungrib program.  Detailed instructions for building and running the WPS, and how to generate intermediate data files from GFS data, can be found in Chapter 3 of the WRF user guide: \\
+\url{http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/user\_guide/users\_guide\_chap3.htm}.
+
+The following steps summarize the creation of {\tt init.nc}:
+
+\begin{itemize}
+\item Include a WPS intermediate data file in the working directory
+\item Include the {\tt static.nc} file in the working directory (\S 3.2.1)
+\item If running in parallel, include a {\tt graph.info.part.*} file in the working directory (\S 2.4)
+\item Create an appropriate {\tt namelist.input} configuration file (described below)
+\item Run {\tt init\_nhyd\_atmos\_model.exe} to create {\tt init.nc}
+\end{itemize}
+
+
+\begin{longtable}{p{3.0in} |p{3.25in}}
+
+\&amp;nhyd\_model\\
+   config\_test\_case       = 7                      &amp; must be 7 \\
+   config\_theta\_adv\_order = 3                     &amp; advection order for theta \\
+   config\_start\_time      = '2010-10-23\_00:00:00' &amp; time to process first-guess data \\
+/\\
+\\
+\&amp;dimensions\\
+   config\_nvertlevels     = 41                      &amp; number of vertical levels to be used in MPAS \\
+   config\_nsoillevels     = 4                       &amp; number of soil layers to be used in MPAS \\
+   config\_nfglevels       = 38                      &amp; number of vertical levels in intermediate file \\
+   config\_nfgsoillevels   = 4                       &amp; number of soil layers in intermediate file \\
+/\\
+\\
+\&amp;data\_sources\\
+   config\_met\_prefix      = 'FILE'                 &amp; the prefix of the intermediate file to be used for initial conditions \\
+/\\
+\\
+\&amp;vertical\_grid\\
+   config\_ztop            = 30000.0                 &amp; model top height (m) \\
+   config\_nsmterrain      = 2                       &amp; number of smoothing passes for terrain \\
+   config\_smooth\_surfaces = .false.                 &amp; whether to smooth zeta surfaces \\
+/\\
+\\
+\&amp;preproc\_stages                                    &amp; \\
+   config\_static\_interp   = .false.                &amp; \\
+   config\_vertical\_grid   = .true.                 &amp; only these three stages should be enabled \\
+   config\_met\_interp      = .true.                 &amp; \\
+   config\_input\_sst       = .false.                &amp; \\
+/\\
+\\
+\&amp;io\\
+   config\_input\_name         = 'static.nc'         &amp; the netCDF static file \S 3.2.1 \\
+   config\_output\_name        = 'init.nc'           &amp; name of the IC file to be created \\
+/\\
+\\
+\&amp;decomposition\\
+   config\_block\_decomp\_file\_prefix = 'graph.info.part.' &amp; if running in parallel, needs to match the grid decomposition file prefix \\
+/\\
+\end{longtable}
+
+
+\section{Running the model}
+
+With the files {\tt init.nc} and, optionally, {\tt surface.nc}, generated as in the previous sections, we have completed the prerequisites to run the model.  The only step remaining before running the model itself is the configuration of {\tt namelist.input}.  As a starting point, the MPAS directory contains {\tt namelist.input.nhyd\_atmos}, along with three other namelists corresponding to the various idealized test cases, that can be copied or linked to {\tt namelist.input}.  This section will discuss both running the model from a cold start and restarting the model from some point in a previous run.
+
+The following steps summarize running the model:
+
+\begin{itemize}
+\item Include an initial condition netCDF file (e.g., {\tt init.nc}) in the working directory(\S 3.1, \S 3.2)
+\item If using surface updates, include a surface netCDF file (e.g., {\tt surface.nc}) in the working directory (\S 3.2.2)
+\item If running in parallel, include a graph decomposition file in the working directory (\S 2.4)
+\item If the MPAS directory has not been cleaned since running initialization, run {\tt make clean} with the {\tt init\_nhyd\_atmos} core specified
+\item Compile MPAS with the {\tt nhyd\_atmos} core specified (\S 1.2)
+\item Create an appropriate {\tt namelist.input} configuration file (described below)
+\item Run the compiled executable
+\end{itemize}
+
+Below is a list of variables in {\tt namelist.input} that pertain to input, output, and model restarts.  A number of namelist variables are not listed here (specifications for dynamical core configuration, physics parameters, etc.) and Appendix A should be consulted for the purpose and acceptable values of these parameters.
+
+\begin{longtable}{p{3.0in} |p{3.25in}}
+
+\&amp;nhyd\_model                                        &amp; \\
+   config\_dt = 450.0                                &amp; the model timestep; an appropriate value must be chosen relative to the grid cell spacing \\
+   config\_start\_time = '2010-10-23\_00:00:00'      &amp; the model start time corresponding to {\tt init.nc}\\
+   config\_run\_duration = '5\_00:00:00'             &amp; the duration of the model run; for format rules, see Appendix A \\
+   config\_sfc\_update\_interval = 'none'            &amp; the frequency of surface updates; for format rules, see Appendix A \\
+/                                                    &amp; \\
+   config\_stop\_time  = '0000-01-16\_00:00:00'      &amp; this can be used in place of {\tt config\_run\_duration} \\
+                                                     &amp; \\
+\&amp;io                                                 &amp; \\
+   config\_input\_name = 'init.nc'                   &amp; the IC file from \S 3.1 or 3.2 \\
+   config\_output\_name = 'output.nc'                &amp; the name of the output netCDF file (if necessary, date/time will be inserted automatically) \\
+   config\_restart\_name = 'restart.nc'              &amp; the name given to restart files will that will be created (date/time will be inserted automatically) \\
+   config\_output\_interval = '1\_00:00:00'          &amp; the interval to write data to the output file\\
+   config\_frames\_per\_outfile = 1                  &amp; a non-negative integer; 0 specifies a single output file \\
+   config\_sfc\_update\_name = 'surface.nc'          &amp; only needed if using surface updates (file from \S 3.2.2) \\
+/ 
+\\
+\&amp;decomposition                                            &amp; \\
+   config\_block\_decomp\_file\_prefix = 'graph.info.part.' &amp; if running in parallel, must match the prefix of the graph decomposition file \\
+/                                                    &amp; \\
+\\
+\&amp;restart                                            &amp; \\
+   config\_restart\_interval = '1\_00:00:00'         &amp; the interval to create restart files; for format rules, see Appendix A \\
+   config\_do\_restart = .false.                     &amp; if true, will select the appropriate {\tt restart.nc} file generated from a previous run \\
+/ 
+\end{longtable}
+
+When running the model from a cold start, {\tt config\_start\_time} should match the time that was used when creating {\tt init.nc}, and the file names specified in the {\tt \&amp;io} section should be present in the working directory.  The model output can be written to a single file, e.g., {\tt output.nc}, or written to multiple files differentiated by the date of the file's first output frame.  This behaviour is determined by the variable {\tt config\_frames\_per\_outfile}: if set to 0, all output will be written to the single file {\tt output.nc}, and any number greater than 0 determines the maximum number of output frames written per output file.  For example, given the namelist values displayed above, an output file would be written for each day of the model run and each file would contain a single output frame.  Dates are inserted automatically into the output file names, so the output would be {\tt output.2010-10-23\_00:00:00.nc, output.2010-10-24\_00:00:00.nc}, etc.
   In this example, if {\tt config\_frames\_per\_outfile} were changed to 3, a new output file would be created every third day and each would contain three frames per file.
+
+During the course of a model run, restart files are created at an interval specified by the namelist variable {\tt config\_restart\_interval}.  A unique restart file is created for each restart time, and as was the case when multiple output files are created, they are differentiated by the automatic insertion of the restart date in the filename.  For example, the namelist values listed above would create the files {\tt restart.2010-10-24\_00:00:00.nc, restart.2010-10-25\_00:00:00.nc}, etc. Unlike with history output files, no restart file is created at the model initial time.
+
+Running the model from a restart file is similar to running the model from {\tt init.nc}.  The required changes are that {\tt config\_do\_restart} must be set to {\tt .true.} and {\tt config\_start\_time} must correspond to a restart file existing in the working directory.
+

Added: trunk/documents/users_guide/nhyd_atm/mpas_atm_field_description.tex
===================================================================
--- trunk/documents/users_guide/nhyd_atm/mpas_atm_field_description.tex                                (rev 0)
+++ trunk/documents/users_guide/nhyd_atm/mpas_atm_field_description.tex        2013-02-04 18:56:15 UTC (rev 2421)
@@ -0,0 +1,350 @@
+%--------------------------------------------------------------------------------------------
+% Description of model fields
+%--------------------------------------------------------------------------------------------
+
+\chapter{Description of model fields}
+
+In this chapter, the fields required in an MPAS input file are described. The dimensionality of each field is given in the name
+of each field, with the dimensions in C storage order (i.e., the fastest-varying dimension is outer-most).
+
+\section{Field dimensions}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{1.75in} |p{4.5in}|}
+ \hline
+        nSoilLevels      &amp;   Number of soil layers \\ \hline
+        nMonths         &amp;   Constant value 12 \\ \hline
+        StrLen          &amp;   Length of strings \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+\section{Vertical grid fields}
+
+{\small        
+\begin{longtable}{|p{2.5in} |p{3.75in}|}
+ \hline
+        double hx(nCells, nVertLevelsP1)     &amp; h\_s field used in smoothed terrain-following coordinate \\ \hline
+        double zgrid(nCells, nVertLevelsP1)  &amp; height (m) at vertical cell interfaces (i.e. at $w$ points) \\ \hline
+        double rdzw(nVertLevels)                &amp; 1/($\Delta \zeta$ between w-levels) \\ \hline
+        double dzu(nVertLevels)                 &amp; $\Delta \zeta$ between u-levels (layer centers) \\ \hline
+        double rdzu(nVertLevels)                &amp; 1/dzu \\ \hline
+        double fzm(nVertLevels)                 &amp; dzw$_{k-1}$ / dzu$_k$, level $k-1$ interp weight from \hfil \break $u$ to $w$ points \\ \hline
+        double fzp(nVertLevels)                 &amp; dzw$_k$ / dzu$_k$, level $k$ interp weight from $u$ to $w$ points \\ \hline
+        double zx(nEdges, nVertLevelsP1)        &amp; $\partial z / \partial x$ \\ \hline
+        double zz(nCells, nVertLevelsP1)        &amp; $\partial \zeta / \partial z$ \\ \hline
+%        double \hfil\break zf(nEdges, TWO, nVertLevelsP1)   &amp; coefficients for contribution from $U$ to $\Omega$ diagnosis  \\ \hline
+%        double \hfil\break zf3(nEdges, TWO, nVertLevelsP1)  &amp;  coefficients for 3rd-order contribution from $U$ to $\Omega$ \hfil\break diagnosis \\ \hline
+        double \hfil\break zb(nEdges, TWO, nVertLevelsP1)   &amp; coefficients for contribution from $U$ to $w$ diagnosis \\ \hline
+        double \hfil\break zb3(nEdges, TWO, nVertLevelsP1)  &amp; coefficients for 3rd-order contribution from $U$ to $\Omega$ \hfil\break diagnosis \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+   
+</font>
<font color="gray">ewpage        
+\section{Initial fields}  
+
+{\small     
+\begin{longtable}{|p{2.5in} |p{3.75in}|}
+ \hline
+        char xtime(Time, StrLen)     &amp; Time stamp for each time record of fields in the file \\ \hline
+        double \hfil\break theta(Time, nCells, nVertLevels)      &amp;        Potential temperature (K) \\ \hline
+        double rho(Time, nCells, nVertLevels)        &amp;        Dry density (kg m$^{-3}$) \\ \hline
+        double u(Time, nEdges, nVertLevels)         &amp; Normal wind velocity at edges (m s$^{-1}$) \\ \hline
+        double \hfil\break w(Time, nCells, nVertLevelsP1)       &amp; Vertical velocity at vertical cell faces (m s$^{-1}$) \\ \hline
+        double qv(Time, nCells, nVertLevels)   &amp;              Water vapor mixing ratio (kg kg$^{-1}$) \\ \hline
+        double qc(Time, nCells, nVertLevels)   &amp;              Cloud water mixing ratio (kg kg$^{-1}$) \\ \hline
+        double qr(Time, nCells, nVertLevels)   &amp;              Rain water mixing ratio (kg kg$^{-1}$) \\ \hline
+        double ter(nCells)           &amp;  Terrain height (m) \\ \hline
+        int landmask(nCells)         &amp;  Land-water mask (1=land, 0=water) \\ \hline
+        int ivgtyp(nCells)           &amp;  Vegetation type category \\ \hline
+        int isltyp(nCells)           &amp;  Soil type category \\ \hline
+        double snoalb(nCells)        &amp;  Annual maximum snow albedo \\ \hline
+        double soiltemp(nCells)      &amp;  Climatological average soil temperature \\ \hline
+        double greenfrac(nCells, nMonths)    &amp; Climatological monthly mean greeness fraction \\ \hline
+        double shdmin(nCells)                &amp; Annual minimum greeness fraction \\ \hline
+        double shdmax(nCells)                &amp; Annual maximum greeness fraction \\ \hline
+        double albedo12m(nCells, nMonths)    &amp; Climatological monthly mean background albedo \\ \hline
+        double dss(nCells, nVertLevels)         &amp; w-damping coefficient \\ \hline
+        double dzs(Time, nCells, nSoilLevels)       &amp; Thickness of soil layers (m) \\ \hline
+        double zs(Time, nCells, nSoilLevels)        &amp; Depth of center of soil layers (m) \\ \hline
+        double \hfil\break sh2o(Time, nCells, nSoilLevels)      &amp; Soil liquid water (m$^{3}$ m$^{-3}$) \\ \hline
+        double \hfil\break smois(Time, nCells, nSoilLevels)     &amp; Soil moisture (m$^{3}$ m$^{-3}$) \\ \hline
+        double tslb(Time, nCells, nSoilLevels)      &amp; Soil layer temperature (K) \\ \hline
+        double tmn(Time, nCells)                    &amp; Deep soil temperature (K) \\ \hline
+        double skintemp(Time, nCells)               &amp; Surface skin temperature (K) \\ \hline
+        double sst(Time, nCells)                    &amp; Sea-surface temperature (K) \\ \hline
+        double snow(Time, nCells)                   &amp; Snow water equivalent (kg m-2) \\ \hline
+        double snowc(Time, nCells)                  &amp; Flag indicating snow coverage (1 for snow; 0 otherwise) \\ \hline
+        double snowh(Time, nCells)                  &amp; Physical snow depth (m) \\ \hline
+        double xice(Time, nCells)                   &amp; Sea-ice fraction \\ \hline
+        double seaice(Time, nCells)                 &amp; Sea-ice mask (1 when xice $&gt;$ 0, 0 otherwise) \\ \hline
+        double vegfra(Time, nCells)                 &amp; Vegetation fraction \\ \hline
+        double sfc\_albbck(Time, nCells)            &amp;  Surface background albedo \\ \hline
+        double xland(Time, nCells)                  &amp; Land-ocean mask (1=land, 2=ocean) \\ \hline
+        double qv\_init(nVertLevels)           &amp;               qv reference profile \\ \hline
+        double t\_init(nCells, nVertLevels)    &amp;               theta reference profile for each cell \\ \hline
+        double u\_init(nVertLevels)            &amp;               u reference profile \\ \hline
+        double coeffs\_reconstruct \hfil\break (nCells, maxEdges, R3) &amp;   Coefficients for reconstructing wind vectors at cell centers. \\ \hline
+        double defc\_b(nCells, maxEdges)                 &amp; coefficients for computing the diagonal components \hfil\break of the horizontal deformation \\ \hline
+        double defc\_a(nCells, maxEdges)                 &amp;  coefficients for computing the off-diagonal components \hfil\break of the horizontal deformation\\ \hline
+        int advCells(nCells, TWENTYONE)                  &amp;indices of cells used to compute cell-centered 2nd derivatives for transport scheme \\ \hline
+        double \hfil\break deriv\_two(nEdges, TWO, FIFTEEN)          &amp; weights for cell centered 2nd derivatives, normal to edge, for the transport scheme \\ \hline
+        double surface\_pressure(Time, nCells)           &amp; Surface pressure (Pa) \\ \hline
+        double \hfil\break theta\_base(Time, nCells, nVertLevels)    &amp; Reference-state potential temperature (K) \\ \hline
+        double \hfil\break rho\_base(Time, nCells, nVertLevels)      &amp; Reference-state dry density (kg m$^{-3}$) \\ \hline
+        double pressure\_base \hfil\break (Time, nCells, nVertLevels) &amp; Reference-state dry pressure (Pa) \\ \hline
+        double exner\_base \hfil\break (Time, nCells, nVertLevels)    &amp; Reference-state Exner function (-) \\ \hline
+        double fEdge(nEdges)         &amp;  Coriolis parameter at edge locations \\ \hline
+        double fVertex(nVertices)    &amp;  Coriolis parameter at vertex locations \\ \hline
+        double cf1                   &amp;  surface interp weight for level $k=1$ values \\ \hline
+        double cf2                   &amp;  surface interp weight for level $k=2$ values \\ \hline
+        double cf3                   &amp;  surface interp weight for level $k=3$ values \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+        
+\section{History fields}
+
+{\small        
+\begin{longtable}{|p{2.5in} |p{3.75in}|}
+ \hline
+        double v(Time, nEdges, nVertLevels)          &amp;        Tangential wind velocity at edges (m s$^{-1}$)  \\ \hline 
+        double uReconstructMeridional\hfil\break (Time, nCells, nVertLevels)  &amp; Reconstructed meridional velocity at cell centers (m s$^{-1}$)  \\ \hline
+        double uReconstructZonal\hfil\break (Time, nCells, nVertLevels)  &amp;      Reconstructed zonal velocity at cell centers \hfil\break (m s$^{-1}$) \\ \hline
+        double uReconstructZ\hfil\break (Time, nCells, nVertLevels)      &amp;      Reconstructed z-component of velocity at cell centers \hfil\break (m s$^{-1}$) \\ \hline
+        double uReconstructY\hfil\break (Time, nCells, nVertLevels)      &amp;      Reconstructed y-component of velocity at cell centers \hfil\break (m s$^{-1}$) \\ \hline
+        double uReconstructX\hfil\break (Time, nCells, nVertLevels)      &amp;      Reconstructed x-component of velocity at cell centers \hfil\break (m s$^{-1}$)  \\ \hline
+        double \hfil\break rho\_zz(Time, nCells, nVertLevels)   &amp;  Dry density divided by d(zeta)/dz \\ \hline
+        double \hfil\break theta\_m(Time, nCells, nVertLevels)  &amp;  Modified moist potential temperature (K) \\ \hline
+        double qsat \hfill\break(Time,nCells,nVertLevels) &amp; Saturation mixing ratio  (kg kg$^{-1}$ ) \\ \hline
+        double relhum \hfill\break(Time,nCells,nVertLevels) &amp; Relative humidity (-) \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+
+\subsection{Cloud microphysics schemes}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{2.0in} |p{3.5in} |p{0.5in} |}
+\hline
+        double rainncv (Time,nCells) &amp; Time-step total precipitation due to microphysics &amp; mm \\ \hline
+        double snowncv (Time,nCells) &amp; Time-step precipitation of snow due to microphysics &amp; mm \\ \hline
+        double graupelncv (Time,nCells) &amp; Time-step precipitation of graupel due to microphysics &amp; mm \\ \hline
+        double rainnc (Time,nCells) &amp; Accumulated total precipitation due to microphysics &amp; mm \\ \hline
+        double snownc (Time,nCells) &amp; Accumulated precipitation of snow due to microphysics &amp; mm \\ \hline
+        double graupelnc (Time,nCells) &amp; Accumulated precipitation of graupel due to microphysics &amp; mm \\ \hline
+        double sr (Time,nCells) &amp; Ratio frozen to total precipitation due to microphysics &amp; - \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+\subsection{Convection schemes}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{2.0in} |p{3.0in} |p{1.0in} |}
+\hline
+        double cuprec (Time,nCells) &amp; Time-step total precipitation rate due to convection &amp; (mm day$^{-1}$) \\ \hline
+        double raincv (Time,nCells)  &amp; Time-step total precipitation due to convection &amp; (mm) \\ \hline
+        double rain (Time,nCells)      &amp; Accumulated total precipitation due to convection &amp; (mm) \\ \hline
+        double rqccuten \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels) &amp; Tendency of cloud water due to convection &amp;  (kg kg$^{-1}$ s$^{-1}$) \\ \hline
+        double rqicuten \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels) &amp; Tendency of cloud ice due to convection &amp; (kg kg$^{-1}$ s$^{-1}$) \\ \hline
+        double rqvcuten \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels) &amp; Tendency of water vapor due to convection &amp; (kg kg s$^{-1}$) \\ \hline
+        double rthcuten \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels) &amp; Tendency of potential temperature due to convection &amp; (K s$^{-1}$) \\ \hline
+        double rqvdynten \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels) &amp; Tendency of water vapor due to total dynamical advection &amp; (kg kg s$^{-1}$)\\ \hline
+        \multicolumn{3}{|l|}{{\rule[-3mm]{0mm}{8mm}\bf KAIN-FRITSCH SCHEME SPECIFICS:} \hfill}\\ \hline
+         double nca (Time,nCells) &amp; Lifetime of convective clouds &amp; (s) \\ \hline
+        double cubot (Time,nCells) &amp; Index level of cloud base for convective clouds &amp; (-) \\ \hline
+        double cutop (Time,nCells) &amp; Index level of cloud top for convective clouds &amp; (-) \\ \hline
+        double wavg0 \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels) &amp; Temporal running-average vertical velocity &amp; (m s$^{-1}$) \\ \hline
+        double rqrcuten \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels) &amp; Tendency of rain due to convection &amp;  (kg kg$^{-1}$ s$^{-1}$) \\ \hline
+        double rqscuten \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels) &amp; Tendency of snow due to convection &amp; (kg kg$^{-1}$ s$^{-1}$) \\ \hline
+        \multicolumn{3}{|l|}{{\rule[-3mm]{0mm}{8mm}\bf TIEDTKE SCHEME SPECIFICS:} \hfill}\\ \hline
+        double rucuten \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels) &amp; Tendency of zonal wind due to convection &amp; (m s$^{-1}$ s$^{-1}$) \\ \hline
+        double rvcuten \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels) &amp; Tendency of meridional wind due to convection &amp; (m s$^{-1}$ s$^{-1}$) \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+\subsection{Planetary boundary (PBL) schemes}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{2.0in} |p{3.0in} |p{1.0in}|}
+\hline
+integer kpbl (Time,nCells)  &amp; Index level of PBL top &amp; (-) \\ \hline
+double hpbl (Time,nCells)  &amp; Height of PBL top &amp; (m) \\ \hline
+double rublten \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels)  &amp; Tendency of zonal wind due to PBL processes  &amp; (m s$^{-1}$ s$^{-1}$) \\ \hline
+double rvblten \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels)  &amp;  Tendency of meridional wind due to PBL processes &amp; (m s$^{-1}$ s$^{-1}$) \\ \hline
+double rthblten  \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels)  &amp;  Tendency of potential temperature due to PBL processes&amp; (K s$^{-1}$) \\ \hline
+double rqvblten \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels)  &amp;  Tendency of water vapor due to PBL processes &amp; (kg kg$^{-1}$ s$^{-1}$) \\ \hline
+double rqcblten \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels)  &amp;  Tendency of cloud water due to PBL processes &amp; (kg kg$^{-1}$ s$^{-1}$) \\ \hline
+double rqiblten \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels)  &amp;  Tendency of cloud ice due to PBL processes &amp; (kg kg$^{-1}$ s$^{-1}$) \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+\subsection{Horizontal cloud fraction}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{2.0in}|p{3.0in}|p{1.0in}|}
+\hline
+double cldfrac \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels) &amp; Cloud fraction &amp; (-)\\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+\subsection{Radiation schemes}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{2.0in} |p{3.0in} |p{1.0in} |}
+\hline
+\multicolumn{3}{|l|}{{\rule[-3mm]{0mm}{8mm}\bf SHORT-WAVE RADIATION SCHEMES:} \hfill}\\ \hline
+double coszr  (Time,nCells) &amp; Cosine of solar zenith angle &amp; (-) \\ \hline
+double gsw (Time,nCells) &amp; SFC all-sky net shortwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double swdnb (Time,nCells) &amp; SFC all-sky downward shortwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double swdnbc (Time,nCells) &amp; SFC clear-sky downward shortwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double swupb (Time,nCells) &amp; SFC all-sky upward shortwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double swupbc (Time,nCells) &amp; SFC clear-sky upward shortwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double swdnt (Time,nCells) &amp; TOA all-sky downward shortwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double swdntc (Time,nCells) &amp; TOA clear-sky downward shortwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double swupt (Time,nCells) &amp; TOA all-sky upward shortwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double swuptc (Time,nCells) &amp; TOA clear-sky upward shortwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double swcf (Time,nCells) &amp; TOA all-sky shortwave radiative cloud forcing &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double rthratensw \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels) &amp; Tendency of potential temperature due to all-sky SW radiation &amp; (K s$^{-1}$) \\ \hline
+
+\multicolumn{3}{|l|}{{\rule[-3mm]{0mm}{8mm}\bf LONG-WAVE RADIATION SCHEMES:} \hfill}\\ \hline
+double glw (Time,nCells)  &amp; SFC all-sky net longwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double lwdnb (Time,nCells)  &amp; SFC all-sky downward longwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double lwdnbc (Time,nCells)  &amp; SFC clear-sky downward longwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double lwupb (Time,nCells)  &amp; SFC all-sky upward longwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double lwupbc (Time,nCells)  &amp; SFC clear-sky upward longwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double lwdnt (Time,nCells)  &amp; TOA all-sky downward longwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double lwdntc (Time,nCells) &amp; TOA clear-sky downward longwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double lwupt (Time,nCells)  &amp; TOA all-sky upward longwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double lwuptc (Time,nCells)  &amp; TOA clear-sky upward longwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double lwcf (Time,nCells)  &amp; TOA all-sky longwave radiative cloud forcing &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double olrtoa (Time,nCells) &amp; TOA outgoing longwave radiation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline 
+double rthratenlw \hfil\break (Time,nCells,nVertLevels)  &amp; Tendency of potential temperature due to all-sky LW radiation &amp; (K s$^{-1}$) \\ \hline
+
+\multicolumn{3}{|l|}{{\rule[-3mm]{0mm}{8mm}\bf CAM RADIATION SPECIFICS:} \hfill}\\ \hline
+double absnxt \hfill\break(Time,nCells,cam\_dim1,nVertLevels)  &amp; Total nearest layer absorptivity &amp; (-) \\ \hline
+double abstot  \hfill\break(Time,nCells,nVertLevelsP1,nVertLevelsP1) &amp; Total absorptivity &amp; (-) \\ \hline
+double emstot  \hfil\break (Time,nCells,nVertLevelsP1) &amp; Total emissivity &amp; (-) \\ \hline
+double pin (nOznLevels) &amp; Prescribed pressure levels for ozone mixing ratio &amp; (hPa) \\ \hline
+double ozmixm \hfil\break (nMonths nOznLevels nCells) &amp; Climatological monthly ozone mixing ratio &amp; (kg kg$^{-1}$) \\ \hline
+double m\_hybi &amp; Matched hybi (need to rechecked) &amp; (-) \\ \hline
+double m\_ps  &amp; Surface pressure from match on MPAS grid &amp; (Pa) \\ \hline
+double sul \hfill\break (Time,nCells,nAerLevels)  &amp; Sulfate soluble (SUL) aerosol concentration &amp; (kg m$^{-3}$) \\ \hline
+double sslt \hfill\break (Time,nCells,nAerLevels)  &amp; Sea-salt (SSLT) aerosol concentration &amp; (kg m$^{-3}$) \\ \hline
+double dust1 \hfil\break (Time,nCells,nAerLevels) &amp; Dust type 1 (DUST1) aerosol concentration &amp; (kg m$^{-3}$) \\ \hline
+double dust2  \hfil\break (Time,nCells,nAerLevels) &amp; Dust type 2 (DUST2) aerosol concentration &amp; (kg m$^{-3}$) \\ \hline
+double dust3 \hfil\break (Time,nCells,nAerLevels) &amp; Dust type 3 (DUST3) aerosol concentration &amp; (kg m$^{-3}$) \\ \hline
+double dust4 \hfil\break (Time,nCells,nAerLevels) &amp; Dust type 4 (DUST4) aerosol concentration &amp; (kg m$^{-3}$) \\ \hline
+double ocpho \hfil\break (Time,nCells,nAerLevels) &amp; Hydrophobic organic carbon (OCPHO) aerosol concentration &amp; (kg m$^{-3}$) \\ \hline
+double bcpho \hfil\break (Time,nCells,nAerLevels) &amp; Hydrophobic black carbon (BCPHO) aerosol concentration &amp; (kg m$^{-3}$) \\ \hline
+double ocphi \hfil\break (Time,nCells,nAerLevels) &amp; Hydrophilic organic carbon (OCPHI) aerosol concentration &amp; (kg m$^{-3}$) \\ \hline
+double bcphi \hfil\break (Time,nCells,nAerLevels) &amp; Hydrophilci black carbon (BCPHI) aerosol concentration &amp; (kg m$^{-3}$) \\ \hline
+double bg \hfill\break (Time,nCells,nAerLevels) &amp; Background (BG) aerosol concentration &amp; (kg m$^{-3}$) \\ \hline
+double volc \hfill\break (Time,nCells,nAerLevels) &amp; Volcanic (VOLC) aerosol concentration &amp; (kg m$^{-3}$) \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+\subsection{Surface layer scheme}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{2.0in} |p{3.0in} |p{1.0in} |}
+\hline
+double br (Time,nCells) &amp; Bulk Richardson number &amp; (-) \\ \hline
+double cd (Time,nCells) &amp; 10-meters drag coefficient &amp; (-) \\ \hline
+double cda (Time,nCells) &amp; Drag coefficient at lowest model level &amp; (-) \\ \hline
+double chs (Time,nCells) &amp; \em{To be defined as local. Will need to be removed from Registry} &amp; \\ \hline
+double chs2 (Time,nCells) &amp; \em{To be defined as local. Will need to be removed from Registry} &amp; \\ \hline
+double cqs2 (Time,nCells) &amp; \em{To be defined as local. Will need to be removed from Registry} &amp; \\ \hline
+double ck (Time,nCells) &amp; 10-meters enthalpy exchange coefficient &amp; (-) \\ \hline
+double cka (Time,nCells) &amp;  Enthalpy exchange coefficient at lowest model level &amp; (-) \\ \hline
+double cpm (Time,nCells) &amp; \em{To be defined as local. Will need to be removed from Registry} &amp; (-) \\ \hline
+double flhc (Time,nCells) &amp; Exchange coefficient for heat &amp; (-) \\ \hline
+double flqc (Time,nCells) &amp; Exchange coefficient for moisture &amp; (-) \\ \hline
+double gz1oz0 (Time,nCells) &amp; Log of z1 over z0 &amp; (-) \\ \hline
+double hfx (Time,nCells) &amp; Surface upward heat flux &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double lh (Time,nCells) &amp; Surface latent heat flux &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double mavail (Time,nCells) &amp; Surface moisture availability &amp; (-) \\ \hline
+double mol (Time,nCells) &amp;  T$^{*}$ in similarity theory &amp; (K) \\ \hline
+double psim (Time,nCells) &amp; Similarity function for heat &amp; (-) \\ \hline
+double psih (Time,nCells) &amp; Similarity function for momentum &amp; (-) \\ \hline
+double q2 (Time,nCells) &amp; 2-meters specific humidity &amp; (kg kg$^{-1}$) \\ \hline
+double qfx (Time,nCells) &amp; Upward moisture flux at the surface &amp; (kg m$^{-2}$ s$^{-1}$) \\ \hline
+double qgh (Time,nCells) &amp; \em{To be defined as local. Will need to be removed from Registry} &amp; \\ \hline
+double qsfc (Time,nCells) &amp; Specific humidity at lower boundary &amp; (kg kg$^{-1}$) \\ \hline
+double regime (Time,nCells) &amp; Flag indicating the PBL regime &amp; (-) \\ \hline
+double rmol (Time,nCells) &amp; Inverse of Monin Obukhov length scale &amp; (m$^{-1}$) \\ \hline
+double u10 (Time,nCells) &amp; 10-meters zonal wind &amp; (m s$^{-1}$) \\ \hline
+double ust (Time,nCells) &amp; u$^{*}$ in similarity theory &amp; (m s$^{-1}$) \\ \hline
+double ustm (Time,nCells) &amp; u$^{*}$ in similarity theory without the vconv term &amp; (m s$^{-1}$) \\ \hline
+double t2m (Time,nCells) &amp; 2-meters temperature &amp; (K) \\ \hline
+double th2m (Time,nCells) &amp; 2-meters potential temperature &amp; (K) \\ \hline
+double v10 (Time,nCells) &amp; 10-meters meridional wind &amp; (m s$^{-1}$) \\ \hline
+double wspd (Time,nCells) &amp; Wind speed &amp; (m s$^{-1}$) \\ \hline
+double zol (Time,nCells) &amp; Height over Monin-Obukhov length scale &amp; (-) \\ \hline
+double znt (Time,nCells) &amp; Roughness length &amp; (m) \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+\subsection{Land surface scheme}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{2.0in} |p{3.0in} |p{1.0in} |}
+\hline
+double acsnom (Time,nCells) &amp; Accumulated melted snow on the ground  &amp; (kg m$^{-2}$) \\ \hline
+double acsnow (Time,nCells) &amp; Accumulated snow on the ground &amp; (kg m$^{-2}$)  \\ \hline
+double canwat (Time,nCells) &amp; Water content in canopy &amp; (kg m$^{-2}$) \\ \hline
+double chklowq (Time,nCells) &amp; Flag indicating surface saturation &amp; (-) \\ \hline
+double grdflx (Time,nCells) &amp; Ground heat flux &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double lai (Time,nCells) &amp; Leaf area index &amp; (area/area) \\ \hline
+double noahres  (Time,nCells) &amp; Residual for the Noah scheme surface energy budget &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double potevp  (Time,nCells) &amp; Accumulated potential evaporation &amp; (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double qz0  (Time,nCells) &amp; Specific humidity at znt &amp; (kg kg$^{-1}$) \\ \hline
+double rib  (Time,nCells) &amp; \em{To be defined as local. Will need to be removed from Registry} &amp; \\ \hline
+double sfc\_albedo  (Time,nCells) &amp; Surface albedo &amp; (-) \\ \hline
+double sfc\_emiss (Time,nCells) &amp; Surface emissivity &amp; (-) \\ \hline
+double sfc\_emibck  (Time,nCells) &amp; Background surface emissivity &amp; (-) \\ \hline
+double sfcrunoff (Time,nCells) &amp; Surface runoff &amp; (mm) \\ \hline
+double smstav (Time,nCells) &amp; Surface moisture availability &amp; (-) \\ \hline
+double smstot (Time,nCells) &amp; Surface total moisture &amp;  (m$^{3}$ m$^{-3}$) \\ \hline
+double snopcx (Time,nCells) &amp; Snow phase change heat flux &amp;  (W m$^{-2}$) \\ \hline
+double snotime (Time,nCells) &amp; \em{Do not know} &amp; \\  \hline
+double sstsk (Time,nCells) &amp; Skin sea-surface temperarute &amp; (K) \\ \hline
+double sstsk\_diurn (Time,nCells) &amp; Skin sea-surface temperature difference &amp; (K) \\ \hline
+double thc (Time,nCells) &amp; Thermal inertia &amp; (Cal cm$^{-1} $ K$^{-1} $ s$^{-0.5} $) \\ \hline
+double udrunoff (Time,nCells) &amp; Sub-surface runoff &amp; (mm) \\ \hline
+double xicem (Time,nCells) &amp; Sea-ice flag from previous time-step &amp; (-) \\ \hline
+double z0 (Time,nCells) &amp; Background roughness length &amp; (m) \\ \hline
+double zs (Time,nCells) &amp; Depth of centers of soil layers &amp; (m) \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{2.0in} |p{3.0in} |p{1.0in} |}
+\hline
+integer isltyp (nCells) &amp; Soil type category &amp; (-) \\ \hline
+integer ivgtyp (nCells) &amp; Vegetation type category &amp; (-) \\ \hline
+integer landmask (nCells) &amp; Land-water mask (1=land, 0=water) &amp; (-) \\ \hline
+double shdmin  (nCells) &amp; Annual minimum greeness fraction &amp; (-) \\ \hline
+double shdmax (nCells) &amp; Annual maximum greeness fraction &amp; (-) \\ \hline
+double snoalb (nCells) &amp; Annual maximum snow albedo &amp; (-) \\ \hline
+double ter (nCells) &amp; Terrain height &amp; (m) \\ \hline
+double albedo12m \hfill\break (nMonths,nCells) &amp; Climatological monthly mean background albedo&amp; (-) \\ \hline
+double greenfrac \hfill\break (nMonths,nCells) &amp; Climatological monthly mean greeness fraction &amp; (-) \\ \hline
+double sfc\_albbck (Time,nCells) &amp; Surface background albedo&amp; (-) \\ \hline
+double skintemp (Time,nCells) &amp; Surface skin temperature &amp; (K) \\ \hline
+double snow (Time,nCells) &amp; Snow water equivalent &amp; (kg m$^{-2}$) \\ \hline
+double snowc (Time,nCells) &amp; Flag indicating snow coverage (1 for snow; 0 otherwise) &amp; (-) \\ \hline
+double snowh (Time,nCells) &amp; Physical snow depth &amp; (m) \\ \hline
+double sst (Time,nCells) &amp; Sea-surface temperature &amp; (K) \\ \hline
+double tmn (Time,nCells) &amp; Deep soil temperature &amp; (K) \\ \hline
+double vegfra (Time,nCells) &amp; Vegetation fraction &amp; (-) \\ \hline
+double seaice (Time,nCells) &amp; Sea-ice flag &amp; (-) \\ \hline
+double xice (Time,nCells) &amp; Sea-ice fraction &amp; (-) \\ \hline
+double xland (Time,nCells) &amp; Land ocean mask (1=land, 2=ocean) &amp; (-) \\ \hline
+double dzs (Time,nCells) &amp; Soil layer thickness &amp; (m) \\ \hline
+double smcrel (Time,nCells) &amp; Relative soil moisture &amp; (-) \\ \hline
+double sh2o (Time,nCells) &amp; Soil liquid water &amp; (m$^{3}$ m$^{-3}$) \\ \hline
+double smois (Time,nCells) &amp; Soil layer moisture &amp; (m$^{3}$ m$^{-3}$) \\ \hline
+double tslb (Time,nCells) &amp; Soil layer temperature &amp; (K) \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+

Added: trunk/documents/users_guide/nhyd_atm/mpas_atm_init_namelist_options.tex
===================================================================
--- trunk/documents/users_guide/nhyd_atm/mpas_atm_init_namelist_options.tex                                (rev 0)
+++ trunk/documents/users_guide/nhyd_atm/mpas_atm_init_namelist_options.tex        2013-02-04 18:56:15 UTC (rev 2421)
@@ -0,0 +1,179 @@
+%--------------------------------------------------------------------------------------------
+% Initialization namelist options
+%--------------------------------------------------------------------------------------------
+
+\chapter{Initialization namelist options}
+
+This chapter summarizes the complete set of namelist options available when running the MPAS non-hydrostatic atmosphere initialization core.
+The applicability of certain options depends on the type of initial conditions to be created --- idealized or `real-data' --- and such applicability 
+is identified in the description when it exists.
+
+Date-time strings throughout all MPAS namelists assume a common format. Specifically, time intervals are of the form {\tt '[DDD\_]HH:MM:SS[.sss]'},
+where {\tt DDD} is an integer number of days with any number of digits, {\tt HH} is a two-digit hour value, {\tt MM} is a two-digit minute value, {\tt SS} is a two-digit second value, and {\tt sss} are fractions of a second with any number of digits;
+any part of the time interval format in square bracktes ({\tt [ ]}) may be omitted, and if days are omitted, {\tt HH} may be either a one- or two-digit hour specification.
+Time instants (e.g., start time or end time) are of the form {\tt 'YYYY-MM-DD[\_HH:MM:SS[.sss]]'}, where {\tt YYYY} is an integer year with any number of digits, {\tt MM}
+is a two-digit month value, {\tt DD} is a two-digit day value, and {\tt HH:MM:SS.sss} is a time with the same format as in a time interval specification. For both time instants and time intervals, a value of {\tt 'none'} represents `no value'.
+
+\section{nhyd\_model}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{1.5in} |p{4.75in}|}
+ \hline
+   config\_test\_case &amp; Type of initial conditions to create: </font>
<font color="blue">ewline
+                                        1 = Jablonowski \&amp; Williamson barolinic wave (no initial perturbation), </font>
<font color="blue">ewline
+                                        2 = Jablonowski \&amp; Williamson barolinic wave (with initial perturbation), </font>
<font color="blue">ewline
+                                        3 = Jablonowski \&amp; Williamson barolinic wave (with normal-mode perturbation), </font>
<font color="blue">ewline
+                                        4 = squall line, </font>
<font color="blue">ewline
+                                        5 = super-cell, </font>
<font color="blue">ewline
+                                        6 = mountain wave, </font>
<font color="blue">ewline
+                                        7 = real-data initial conditions from, e.g., GFS, </font>
<font color="blue">ewline
+                                        8 = surface field (SST, sea-ice) update file for use with real-data simulations, </font>
<font color="blue">ewline
+                                        9 = DCMIP test cases, with specific DCMIP case and parameters specified in the \&amp;dcmip record, </font>
<font color="blue">ewline
+                                        {\em Default value: 7} \\ \hline
+                                        
+   config\_theta\_adv\_order &amp; Advection order for theta </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 3} \\ \hline
+                                      
+   config\_coef\_3rd\_order &amp; Upwinding coefficient in the 3rd order advection scheme. \hfill\break 0 $\le$ config\_coef\_3rd\_order $\le$ 1</font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 0.25} \\ \hline   
+   
+   config\_start\_time      &amp; Time to begin processing first-guess data (test case 7 only) </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 'none'} \\ \hline
+   
+   config\_stop\_time       &amp; Time to end processing first-guess data (test case 7 only) </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 'none'} \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+\section{dcmip}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{1.5in} |p{4.75in}|}
+ \hline
+   config\_dcmip\_case &amp; Specific DCMIP case: </font>
<font color="blue">ewline
+                                        2-0-0 = ?????, </font>
<font color="blue">ewline
+                                         {\em Default value: '2-0-0'} \\ \hline
+                                        
+   config\_planet\_scale &amp; Factor by which the Earth's radius will be divided. </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 1.0} \\ \hline
+                                      
+   config\_rotation\_rate\_scale &amp; Factor by which the Earth's rotation rate will be multiplied. </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 1.0} \\ \hline   
+   
+\end{longtable}
+}
+
+
+\section{dimensions}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{1.25in} |p{5.0in}|}
+ \hline
+   config\_nvertlevels     &amp; The number of vertical levels to be used in the model </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 26} \\ \hline
+   
+   config\_nsoillevels     &amp; The number of vertical soil levels needed by LSM in the model (test case 7 only) </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 4} \\ \hline
+   
+   config\_nfglevels       &amp; The number of vertical levels in first-guess data (test case 7 only) </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 27} \\ \hline
+   
+   config\_nfgsoillevels   &amp; The number of vertical soil levels in first-guess data (test case 7 only) </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 4} \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+\section{data\_sources}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{1.5in} |p{4.75in}|}
+ \hline
+   config\_geog\_data\_path  &amp; Path to the WPS static data files (test case 7 only) </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: '/mmm/users/wrfhelp/WPS\_GEOG/'} \\ \hline
+  
+   config\_met\_prefix      &amp; Prefix of ungrib intermediate file to use for initial conditons (test case 7 only) </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 'FILE'} \\ \hline
+
+   config\_sfc\_prefix      &amp; Prefix of ungrib intermediate file to use for SST and sea-ice (test case 7 only) </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 'FILE'} \\ \hline
+
+   config\_fg\_interval     &amp; Interval between intermediate files to use for SST and sea-ice (test case 7 only) </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 21600} \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+\section{vertical\_grid}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{1.75in} |p{4.5in}|}
+ \hline
+   config\_ztop            &amp; Model top height, in meters </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 28000.0} \\ \hline
+   
+   config\_nsmterrain      &amp; Number of smoothing passes to apply to interpolated terrain field </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 2} \\ \hline
+   
+   config\_smooth\_surfaces &amp; Whether to smooth zeta surfaces </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: .false.} \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+\section{preproc\_stages}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{1.5in} |p{4.75in}|}
+ \hline 
+   config\_static\_interp   &amp; Whether to interpolate WPS static data (test case 7 only) </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: .true.} \\ \hline
+
+   config\_vertical\_grid   &amp; Whether to generate vertical grid </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: .true.} \\ \hline
+
+   config\_met\_interp      &amp; Whether to interpolate first-guess fields from intermediate file </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: .true.} \\ \hline
+  
+%   config\_physics\_init    &amp; Whether to perform initialization of other physics fields </font>
<font color="blue">ewline 
+%   {\em Default value: .false.} \\ \hline

+   config\_input\_sst       &amp; Whether to re-compute SST and sea-ice fields from surface input data set; should be set to .true. if Test Case 8 was run </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: .false.} \\ \hline
+    
+   config\_frac\_seaice       &amp; Whether to switch sea-ice threshold from 0.5 to 0.02 </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: .false.} \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+\section{io}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{1.75in} |p{4.5in}|}
+ \hline
+   config\_input\_name         &amp; Input file name </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 'grid.nc'} \\ \hline
+   
+   config\_sfc\_update\_name        &amp; Surface update file name </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 'sfc\_update.nc'} \\ \hline   

+   config\_output\_name        &amp; Output file name </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 'init.nc'} \\ \hline
+
+   config\_pio\_num\_iotasks        &amp; Number of I/O tasks to use \hfill\break 0 implies all MPI tasks are I/O tasks </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 0} \\ \hline
+
+   config\_pio\_stride        &amp; The separation (stride) in MPI rank between I/O tasks </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 1} \\ \hline
+   
+\end{longtable}
+}
+
+\section{decomposition}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{1.75in} |p{4.5in}|}
+ \hline
+   config\_block\_decomp\_file\_prefix &amp; Prefix for mesh decomposition file </font>
<font color="gray">ewline 
+   {\em Default value: 'graph.info.part.'}  \\ \hline
+
+\end{longtable}
+}
+

Added: trunk/documents/users_guide/nhyd_atm/mpas_atm_namelist_options.tex
===================================================================
--- trunk/documents/users_guide/nhyd_atm/mpas_atm_namelist_options.tex                                (rev 0)
+++ trunk/documents/users_guide/nhyd_atm/mpas_atm_namelist_options.tex        2013-02-04 18:56:15 UTC (rev 2421)
@@ -0,0 +1,326 @@
+%--------------------------------------------------------------------------------------------
+% Model namelist options
+%--------------------------------------------------------------------------------------------
+
+\chapter{Model namelist options}
+
+This chapter summarizes the complete set of namelist options available when running the MPAS non-hydrostatic atmosphere model.
+All date-time string specifications are of the form described at the beginning of Appendix A.
+
+\section{nhyd\_model}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{1.75in} |p{4.5in}|}
+ \hline   
+%   config\_time\_integration &amp; Time integration scheme to use; currently only `SRK3' is available </font>
<font color="blue">ewline 
+%   {\em Default value: 'SRK3'} \\ \hline
+
+   config\_dt &amp; Model time step, in seconds </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 600.0} \\ \hline
+
+   config\_start\_time &amp; Starting time for model run </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: '0000-01-01\_00:00:00'} \\ \hline
+
+   config\_run\_duration &amp; Length of model run </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 'none'} \\ \hline
+
+   config\_stop\_time  &amp; Stopping time for model run </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 'none'} \\ \hline
+
+   config\_number\_of\_sub\_steps &amp; Number of acoustic steps per large RK step </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 6} \\ \hline
+
+   config\_h\_mom\_eddy\_visc2 &amp; $</font>
<font color="black">abla^2$ eddy viscosity for horizontal diffusion of momentum </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 0.0} \\ \hline
+
+   config\_h\_mom\_eddy\_visc4 &amp; $</font>
<font color="black">abla^4$ eddy hyper-viscosity for horizontal diffusion of momentum </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 0.0} \\ \hline
+
+   config\_v\_mom\_eddy\_visc2 &amp; $</font>
<font color="black">abla^2$ eddy viscosity for vertical diffusion of momentum </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 0.0} \\ \hline
+
+   config\_h\_theta\_eddy\_visc2 &amp; $</font>
<font color="black">abla^2$ eddy viscosity for horizontal diffusion of theta </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 0.0} \\ \hline
+
+   config\_h\_theta\_eddy\_visc4 &amp; $</font>
<font color="black">abla^4$ eddy hyper-viscosity for horizontal diffusion of theta </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 0.0} \\ \hline
+
+   config\_v\_theta\_eddy\_visc2 &amp; $</font>
<font color="black">abla^2$ eddy viscosity for vertical diffusion of theta </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 0.0} \\ \hline
+
+   config\_horiz\_mixing &amp; Formulation of horizontal mixing: </font>
<font color="blue">ewline
+                                           `2d\_smagorinsky' = 2-d Smagorinsky formulation, </font>
<font color="blue">ewline
+                                           `2d\_fixed' = fixed eddy viscosity, </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: '2d\_smagorinsky'} \\ \hline
+
+   config\_len\_disp &amp; Horizontal length scale for Smagorinsky formulation of horizontal diffusion </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 120000.0} \\ \hline
+
+   config\_theta\_adv\_order &amp; Horizontal advection order for theta </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 3} \\ \hline
+
+   config\_scalar\_adv\_order &amp; Horizontal advection order for scalars </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 3} \\ \hline
+
+   config\_w\_adv\_order &amp; Horizontal advection order for w </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 3} \\ \hline
+
+   config\_u\_vadv\_order &amp; Vertical advection order for normal velocities (u) </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 3} \\ \hline
+
+   config\_w\_vadv\_order &amp; Vertical advection order for w </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 3} \\ \hline
+
+   config\_theta\_vadv\_order &amp; Vertical advection order for theta </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 3} \\ \hline
+
+   config\_scalar\_vadv\_order &amp; Vertical advection order for scalars </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 3} \\ \hline
+
+   config\_coef\_3rd\_order &amp; Upwinding coefficient in the 3rd order advection scheme. \hfill\break 0 $\le$ config\_coef\_3rd\_order $\le$ 1 </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 0.25} \\ \hline
+   
+   config\_scalar\_advection &amp; Whether to advect scalar fields </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: .true.} \\ \hline   
+
+   config\_positive\_definite &amp; Whether to enable positive-definite advection of scalars </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: .false.} \\ \hline
+
+   config\_monotonic &amp; Whether to enable monotonic limiter in scalar advection </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: .true.} \\ \hline
+
+   config\_mix\_full &amp; mix full $\theta$ and $u$ fields, or mix perturbation from initial state </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: .true.} \\ \hline   
+      
+   config\_epssm &amp; Off-centering parameter for the vertically implicit acoustic \hfill \break integration, dimensionless </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 0.1} \\ \hline
+
+   config\_smdiv &amp; 3D divergence damping coefficient, dimensionless. </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 0.1} \\ \hline
+
+   config\_h\_ScaleWithMesh &amp; Scale eddy viscosities with mesh-density function for horizontal diffusion </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: .false.} \\ \hline
+   
+   config\_apvm\_upwinding &amp; Amount of upwinding in APVM </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 0.5} \\ \hline   
+
+   config\_sfc\_update\_interval &amp; Interval between updates to surface fields provided in surface update file, 
+   format {\em 'yyyy-mm-dd\_hh:mm:ss'} </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 'none'} \\ \hline
+
+%   config\_newpx &amp; Use new horizontal pressure gradient calculation </font>
<font color="blue">ewline 
+%   {\em Default value: .false.} \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+\section{damping}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{2.0in} |p{4.25in}|}
+ \hline
+   config\_zd &amp; Height MSL to begin w-damping profile </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 22000.0} \\ \hline
+
+   config\_xnutr &amp; Maximum w-damping coefficient at model top </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 0.0} \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+\section{io}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{2.0in} |p{4.25in}|}
+ \hline
+   config\_input\_name &amp; Input file name </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 'init.nc'} \\ \hline
+
+   config\_output\_name &amp; History file name </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 'output.nc'} \\ \hline
+
+   config\_restart\_name &amp; Restart file name </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 'restart.nc'} \\ \hline
+
+   config\_output\_interval &amp; Interval between history writes </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: '6:00:00'} \\ \hline
+
+   config\_frames\_per\_outfile &amp; Maximum number of frames per history file </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 0} \\ \hline
+
+   config\_sfc\_update\_name &amp; Name of surface update file </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 'sfc\_update.nc'} \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+\section{decomposition}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{2.0in} |p{4.25in}|}
+ \hline

+   config\_block\_decomp\_file\_prefix &amp; Prefix of graph decomposition file, to be suffixed with the MPI task count </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 'graph.info.part.'} \\ \hline
+
+\end{longtable}
+}
+
+\section{restart}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{2.0in} |p{4.25in}|}
+ \hline
+   config\_restart\_interval &amp; Interval between restart writes </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: 'none'} \\ \hline

+   config\_do\_restart &amp; Whether this run of the model is a restart run </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: .false.} \\ \hline

+   config\_do\_DAcycling &amp; Whether to re-compute coupled fields $\theta_m$, $\tilde\rho$, $\rho u$,  etc. from uncoupled fields when restarting the model; used for cycling DA experiments that analyze uncoupled fields in restart files </font>
<font color="blue">ewline 
+   {\em Default value: .false.} \\ \hline   
+\end{longtable}
+}
+
+\section{physics}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{2.0in} |p{4.25in}|}
+ \hline
+  input\_landuse\_data         &amp;   Acronym used to define landuse categories \hfill\break (Refer to the file LANDUSE.TBL). </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 'USGS'} \\ \hline
+
+  input\_soil\_data         &amp;  Acronym used to define the soil categories \hfill\break (Refer to the file SOILPARM.TBL).  </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 'STAS'} \\ \hline  
+
+  input\_soil\_temperature\_lag &amp;  Time lag (number of days) needed when updating the deep soil temperature.  </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 140} \\ \hline
+
+  num\_soil\_layers         &amp; Number of soil layers. </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 4} \\ \hline 
+  
+  months         &amp;  Number of months per year. </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 12} \\ \hline   
+  
+  noznlev         &amp;  Number of input ozone data levels needed for the CAM radiation. </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 59} \\ \hline
+  
+  naerlev         &amp;  Number of input aerosol data levels needed for the CAM radiation.  </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 29} \\ \hline
+  
+  cam\_dim1         &amp;  Dimension needed in the declaration of array absnxt for the CAM radiation code. </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 4} \\ \hline
+         
+  config\_frac\_seaice &amp;  Logical used to define fractional sea-ice. If set to true, fractional sea ice varies between 0 and 1. If set to false, fractional sea-ice is set to a sea-ice flag equal to 1 when sea-ice is present, or zero otherwise. </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: .false.} \\ \hline
+
+  config\_sfc\_albedo &amp; Logical used for initializing the background surface albedo. If set to true, the background surface albedo is initialized and updated daily using the monthly mean input static data. If set to false, it is initialized using the file LANDUSE.TBL, and it remains fixed during the entire model run. </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: .true.} \\ \hline
+  
+    config\_sfc\_snowalbedo &amp; Logical used for initializing the background surface snow albedo. If set to true, the snow albedo is initialized using the input static data. 
+    If set to false, it is initialized using the file LANDUSE.TBL.</font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: .true.} \\ \hline
+
+  config\_sst\_update &amp; Logical used to update the Sea-Surface Temperatures (SSTs), and fractional sea-ice (if available). If set to true, SSTs are updated using the file config\_sfc\_update\_name. If set to false, SSTs remain fixed during the entire model run. </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: .false.} \\ \hline
+
+  config\_sstdiurn\_update &amp; If set to true, a diurnal cycle is applied to the SSTs. If set to false, SSTs remain constant during the entire day.</font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: .false.} \\ \hline
+
+  config\_deepsoiltemp\_update &amp; If set to true, deep soil temperatures are slowly updated during the model run. If set to false, deep soil temperatures remain fixed during the entire run. </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: .false.} \\ \hline
+
+  config\_n\_physics &amp; NOT USED SINCE IMPLEMENTATION OF TIME MANAGER (TO BE REMOVED FROM REGISTRY). </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 1} \\ \hline
+
+  config\_n\_microp &amp; Number of cloud microphysics time-steps per dynamic time-step. We currently keep cloud microphysics time-steps to values equal or less than 90 seconds. </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 1} \\ \hline
+  
+  config\_n\_conv &amp; Number of dynamical time-steps between calls to parameterizations of convection. Currently, convective parameterizations  are called every dynamical time-step. </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 1} \\ \hline  
+  
+  config\_n\_pbl &amp; NOT USED SINCE IMPLEMENTATION OF TIME MANAGER (TO BE REMOVED FROM REGISTRY). </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 1} \\ \hline
+  
+ config\_n\_lsm &amp; NOT USED SINCE IMPLEMENTATION OF TIME MANAGER (TO BE REMOVED FROM REGISTRY). </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 1} \\ \hline  
+  
+  config\_n\_eddy &amp; NOT USED SINCE IMPLEMENTATION OF TIME MANAGER (TO BE REMOVED FROM REGISTRY). </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 1} \\ \hline
+  
+  config\_n\_radt\_lw &amp; NOT USED SINCE IMPLEMENTATION OF TIME MANAGER (TO BE REMOVED FROM REGISTRY). </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 1} \\ \hline  
+  
+  config\_n\_radt\_sw &amp; NOT USED SINCE IMPLEMENTATION OF TIME MANAGER (TO BE REMOVED FROM REGISTRY). </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 1} \\ \hline
+      
+  config\_radtlw\_interval &amp; Temporal interval between calls to the parameterizations of long wave radiation, format {\em 'yyyy-mm-dd\_hh:mm:ss'}. </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 'none'} \\ \hline
+
+  config\_radtsw\_interval &amp; Temporal interval between calls to the parameterizations of short wave radiation, format {\em 'yyyy-mm-dd\_hh:mm:ss'}. </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 'none'} \\ \hline
+
+ config\_conv\_interval &amp; Temporal interval between calls to the parameterizations of convection, format {\em 'yyyy-mm-dd\_hh:mm:ss'}. Note that, for now, we need to use config\_n\_conv instead. </font>
<font color="blue">ewline
+  {\em Default value: 'none'} \\ \hline
+
+  config\_pbl\_interval &amp; Temporal interval between calls to the PBL parameterizations, format {\em 'yyyy-mm-dd\_hh:mm:ss'}.  </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 'none'} \\ \hline
+
+  config\_camrad\_abs\_update &amp; Temporal interval between updates to the arrays for spectral absorption and emission for the CAM long wave radiation, format {\em 'yyyy-mm-dd\_hh:mm:ss'}. </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: '6:00:00'} \\ \hline
+
+  config\_greeness\_update &amp; Temporal interval between updates to the greeness fraction used in the land surface scheme, format {\em 'yyyy-mm-dd\_hh:mm:ss'}. </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: '24:00:00'} \\ \hline      
+
+  config\_microp\_scheme &amp; Cloud Microphysics schemes: </font>
<font color="blue">ewline
+                                             `off '  = no microphysics, </font>
<font color="blue">ewline
+                                             `kessler' = Kessler, </font>
<font color="blue">ewline 
+                                             `thompson' = Thompson, </font>
<font color="blue">ewline
+                                             `wsm6       ' = WSM6 </font>
<font color="blue">ewline
+  {\em Default value: 'off'} \\ \hline
+
+  config\_conv\_shallow\_scheme &amp; Shallow convection schemes: </font>
<font color="blue">ewline
+                                             `off' = no shallow convection scheme </font>
<font color="blue">ewline   
+  {\em Default value: 'off'} \\ \hline
+
+  config\_conv\_deep\_scheme &amp; Deep convection schemes: </font>
<font color="blue">ewline
+                                             `off' = no deep convection scheme, </font>
<font color="blue">ewline
+                                             `kain\_fritsch' = Kain-Fritsch, </font>
<font color="blue">ewline 
+                                             `tiedtke' = Tiedtke </font>
<font color="blue">ewline
+  {\em Default value: 'off'} \\ \hline
+
+  config\_eddy\_scheme &amp; NOT USED. </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 'off'} \\ \hline
+
+  config\_lsm\_scheme &amp; Land-surface schemes: </font>
<font color="blue">ewline
+                                             `off' = no land surface option, </font>
<font color="blue">ewline
+                                             `noah' = NOAH land-surface scheme </font>
<font color="blue">ewline                                              
+  {\em Default value: 'off'} \\ \hline
+
+  config\_pbl\_scheme &amp; Planetary Boundary Layer schemes: </font>
<font color="blue">ewline
+                                             `off' = no boundary layer scheme, </font>
<font color="blue">ewline
+                                             `ysu' = YSU PBL scheme </font>
<font color="blue">ewline 
+  {\em Default value: 'off'} \\ \hline
+
+  config\_radt\_cld\_scheme &amp; Parameterization of the cloud fraction for the long wave and short wave radiation schemes: </font>
<font color="blue">ewline
+                                              `off' = if LW and SW radiation schemes are both `off', </font>
<font color="blue">ewline
+                                              'cld\_incidence' = the cloud fraction is equal to 0 or 1, </font>
<font color="blue">ewline
+                                              'cld\_fraction' = the cloud fraction varies between 0 and 1,  as a function of the relative humidity </font>
<font color="blue">ewline
+   {\em Default value: 'off'} \\ \hline
+
+  config\_radt\_lw\_scheme &amp; Long wave (LW) radiation schemes: </font>
<font color="blue">ewline
+                                             `off' = no long-wave radiation scheme, </font>
<font color="blue">ewline
+                                             `cam\_lw' = CAM LW radiation scheme, </font>
<font color="blue">ewline 
+                                             `rrtmg\_lw' = RRTMG LW radiation scheme </font>
<font color="blue">ewline
+  {\em Default value: 'off'} \\ \hline
+
+  config\_radt\_sw\_scheme &amp; Short wave (SW) radiation scheme: </font>
<font color="blue">ewline
+                                             `off' = no short-wave radiation scheme, </font>
<font color="blue">ewline
+                                             `cam\_sw' = CAM SW radiation scheme, </font>
<font color="blue">ewline
+                                             `rrtmg\_sw' = RRTMG SW radiation scheme </font>
<font color="blue">ewline                                                                                           
+  {\em Default value: 'off'} \\ \hline
+
+  config\_sfclayer\_scheme &amp;  Surface-layer schemes </font>
<font color="blue">ewline
+                                             `off' = no surface-layer scheme, </font>
<font color="blue">ewline
+                                             `monin\_obukhov' = Monin-Obukhov scheme </font>
<font color="gray">ewline                                              
+  {\em Default value: 'off'} \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+

Added: trunk/documents/users_guide/shared/mpas_build_instructions.tex
===================================================================
--- trunk/documents/users_guide/shared/mpas_build_instructions.tex                                (rev 0)
+++ trunk/documents/users_guide/shared/mpas_build_instructions.tex        2013-02-04 18:56:15 UTC (rev 2421)
@@ -0,0 +1,147 @@
+\chapter{Building MPAS}
+
+\section{Prequisites}
+
+To build MPAS, compatible C and Fortran compilers are required. Additionally, the MPAS software relies on the PIO parallel I/O library to read and write model fields, and the PIO library requires the standard netCDF library as well as the parallel-netCDF library from Argonne National Labs. All libraries must be compiled with the same compilers that will be used to build MPAS. Section \ref{sec:build_io} summarizes the basic procedure of installing the required I/O libraries for MPAS.
+
+In order for the MPAS makefiles to find the PIO, parallel-netCDF, and netCDF include files and libraries, the environment variables {\tt PIO}, {\tt PNETCDF}, and {\tt NETCDF} should be set to the root installation directories of the PIO, parallel-netCDF, and netCDF installations, respectively. Newer versions of the netCDF library use a separate Fortran interface library; the top-level MPAS Makefile attempts to add {\tt -lnetcdff} to the linker flags, but some linkers require that {\tt -lnetcdff} appear before {\tt -lnetcdf}, in which case {\tt -lnetcdff} will need to be manually added just before {\tt -lnetcdf} in the specification of {\tt LIBS} in the top-level Makefile.
+
+An MPI installation such as MPICH or OpenMPI is also required, and there is no option to build a serial version of the MPAS executables. There is currently no support for shared-memory parallelism with OpenMP within the MPAS framework.
+
+
+\section{Compiling I/O Libraries}
+\label{sec:build_io}
+
+Although most recent versions of the I/O libraries should work, the most tested versions of these libraries are: netCDF 4.1.3, parallel-netCDF 1.3.0, and PIO 1.4.1. The netCDF and parallel-netCDF libraries must be installed before building PIO library.
+
+\subsection{netCDF}
+
+Version 4.1.3 of the netCDF library may be downloaded from \url{http://www.unidata.ucar.edu/downloads/netcdf/netcdf-4\_1\_3/index.jsp}.
+Assuming the gfortran and gcc compilers will be used, the following shell commands are generally sufficient to install netCDF.
+
+\vspace{12pt}
+{\tt &gt; setenv FC gfortran}
+
+{\tt &gt; setenv F77 gfortran} 
+
+{\tt &gt; setenv F90 gfortran}
+
+{\tt &gt; setenv CC gcc} 
+
+{\tt &gt; setenv CPPFLAGS '-DpgiFortran'} 
+
+{\tt &gt; ./configure --prefix=XXXXX --disable-dap --disable-netcdf-4 --disable-cxx \hfill\break --disable-shared --enable-fortran} 
+
+{\tt &gt; make}
+
+{\tt &gt; make install}
+\vspace{12pt}
+
+Here, {\tt XXXXX} should be replaced with the directory that will serve as the root installation directory for netCDF.
+{\em Before proceeding to compile PIO the {\tt NETCDF\_PATH} environment variable should be set to the netCDF root installation directory.}
+
+
+\subsection{parallel-netCDF}
+
+Version 1.3.0 of the parallel-netCDF library may be downloaded from \url{https://trac.mcs.anl.gov/projects/parallel-netcdf/wiki/Download}.
+Assuming the gfortran and gcc compilers will be used, the following shell commands are generally sufficient to install parallel-netCDF.
+
+\vspace{12pt}
+{\tt &gt; setenv MPIF90 mpif90}
+
+{\tt &gt; setenv MPIF77 mpif90} 
+
+{\tt &gt; setenv MPICC mpicc}  
+
+{\tt &gt; ./configure --prefix=XXXXX} 
+
+{\tt &gt; make}
+
+{\tt &gt; make install}
+\vspace{12pt}
+
+Here, {\tt XXXXX} should be replaced with the directory that will serve as the root installation directory for parallel-netCDF.
+{\em Before proceeding to compile PIO the {\tt PNETCDF\_PATH} environment variable should be set to the parallel-netCDF root installation directory.}
+
+
+\subsection{PIO}
+
+Due to the rapid development pace of PIO, the preferred method of obtaining the PIO library is via subversion checkout. The PIO repository URL
+can be found at \url{http://code.google.com/p/parallelio/}.
+Assuming that all environment variable mentioned in the preceding sections are still set (including {\tt NETCDF\_PATH} and {\tt PNETCDF\_PATH}), the following shell commands are generally sufficient to build the PIO library; there is no separate installation step for PIO.
+
+\vspace{12pt}
+{\tt &gt; svn co http://parallelio.googlecode.com/svn/trunk/pio PIO}
+
+{\tt &gt; ./configure}
+
+{\tt &gt; make} 
+\vspace{12pt}
+
+Since PIO uses no installation step, the {\tt PIO} environment variable should be set to the directory containing the {\tt libpio.a} file (i.e., the directory where `make' was run in the final step above.
+
+
+\section{Compiling MPAS}
+
+{\em Before compiling MPAS, the {\tt NETCDF}, {\tt PNETCDF}, and {\tt PIO} environment variables must be set to the library installation directories as
+described in the previous section.}
+
+The MPAS code uses only the `make' utility for compilation. Rather than employing a separate configuration step
+before building the code, all information about compilers, compiler flags, etc., is contained in the top-level {\tt Makefile}; each
+supported combination of compilers (i.e., a configuration) is included in the {\tt Makefile} as a separate make target, and the user selects among
+these configurations by running {\tt make} with the name of a build target specified on the command-line, e.g.,
+
+\vspace{12pt}
+{\tt &gt; make gfortran}
+\vspace{12pt}
+
+</font>
<font color="blue">oindent to build the code using the GNU Fortran and C compilers. Available targets are listed in the table below, and additional
+targets can be added by simply editing the top-level {\tt Makefile}.
+
+\vspace{12pt}
+\begin{longtable}{| l | l | l | l |}
+\hline
+Target &amp; Fortran compiler &amp; C compiler &amp; MPI wrappers \\ \hline \hline
+{\tt xlf} &amp; xlf90 &amp; xlc &amp; mpxlf90 / mpcc \\ \hline
+{\tt pgi} &amp; pgf90 &amp; pgcc &amp; mpif90 / mpicc \\ \hline
+{\tt ifort} &amp; ifort &amp; gcc &amp; mpif90 / mpicc \\ \hline
+{\tt gfortran} &amp; gfortran &amp; gcc &amp; mpif90 / mpicc \\ \hline
+{\tt g95} &amp; g95 &amp; gcc &amp; mpif90 / mpicc \\ \hline
+\end{longtable}
+\vspace{12pt}
+
+The MPAS framework supports multiple {\em cores} --- currently a shallow water
+model, an ocean model, a hydrostatic atmosphere model, a non-hydrostatic atmosphere model, and a non-hydrostatic atmosphere initialization core --- so the build
+process must be told which core to build. This is done by either setting the environment variable
+{\tt CORE} to the name of the model core to build, or by specifying the core to be built explicitly on the command-line
+when running {\tt make}. For the shallow water core, for example, one may run either
+
+\vspace{12pt}
+{\tt &gt; setenv CORE sw}
+
+{\tt &gt; make gfortran}
+\vspace{12pt}
+
+</font>
<font color="gray">oindent or
+
+\vspace{12pt}
+{\tt &gt; make gfortran CORE=sw}
+\vspace{12pt}
+
+If the {\tt CORE} environment variable is set and a core is specified on the command-line, the command-line value takes precedence; if no core
+is specified, either on the command line or via the {\tt CORE} environment variable, the build process will stop with an error message stating such.
+Assuming compilation is successful, the model executable, named {\tt \$\{CORE\}\_model.exe} (e.g., {\tt sw\_model.exe}), should
+be created in the {\tt src/} subdirectory, and a symbolic link to the model executable 
+should exist in the top-level MPAS directory.
+
+\section{Cleaning}
+
+To remove all files  that were created when the model was built, including the model executable itself, {\tt make} may
+be run for the `clean' target:
+
+\vspace{12pt}
+{\tt &gt; make clean}
+\vspace{12pt}
+
+As with compiling, the core to be cleaned is specified by the {\tt CORE} environment variable, or by specifying a core explicitly on the command-line with {\tt CORE=}.
+

Added: trunk/documents/users_guide/shared/mpas_grid_generation.tex
===================================================================
--- trunk/documents/users_guide/shared/mpas_grid_generation.tex                                (rev 0)
+++ trunk/documents/users_guide/shared/mpas_grid_generation.tex        2013-02-04 18:56:15 UTC (rev 2421)
@@ -0,0 +1,158 @@
+\appendix{Generating meshes}
+
+This chapter describes the steps used to create the  spherical centroidal Voronoi tessellation (SCVT) meshes and mesh-decomposition files used by MPAS models.
+Since it can take considerable time (often several days or more) to generate a mesh as described in \S \ref{sec:global_scvt}, it is recommended to obtain 
+and use existing SCVT meshes from \url{http://www.mmm.ucar.edu/people/duda/mpas/} whenever possible; these meshes can be quickly
+modified to shift or rotate the refinement regions over the geographic areas of interest using the utility program described in \S \ref{sec:grid_rotate}.
+
+\section{Density functions}
+
+In all MPAS models, the horizontal meshes are SCVTs with a C-grid staggering of
+velocities. As their name suggests, SCVTs are Voronoi tessellations defined on the surface of a sphere, and in which the generating 
+point for each Voronoi region is also the mass centroid of that region with respect to some {\em density function}. An overview of
+the application of SCVTs to multi-resolution climate modeling is given in Ringler et al. (2008)
+\footnote{Ringler, T., L. Ju and M. Gunzburger, 2008, A multiresolution method for climate system modeling: application of spherical centroidal Voronoi tessellations, {\em Ocean Dynamics}, 58 (5-6), 475-498. doi:10.1007/s10236-008-0157-2.}.
+
+For the purposes of generating SCVTs, the central concern lies with the density function, $\rho$, which is a user-defined
+function relating the relative resolutions in different regions of the mesh. Specifically, for two generating points of the 
+SCVT, ${\bf x}_i$ and ${\bf x}_j$,
+\[
+{h_i \over h_j} \approx \left({\rho({\bf x}_j) \over \rho({\bf x}_i)} \right)^{1 \over 4},
+\]
+where $h_i$ and $h_j$ are the diameters of the Voronoi cells associated with ${\bf x}_i$ and ${\bf x}_j$, respectively.
+
+In the mesh generation program global\_scvt, described in the next section, the density function is defined programatically in the Fortran function
+{\tt density\_for\_point()}, which returns the value of the density function, $\rho({\bf x})$, given a location on the sphere, ${\bf x}$.
+   
+\section{The global\_scvt program}
+\label{sec:global_scvt}
+
+\subsection{Compilation}
+                                                                                             
+As a first step toward building the global\_scvt code, the environment variable                     
+{\tt NETCDF} must be set to the root of the netCDF installation. Unlike with the MPAS model, separate make targets are not
+defined for each compiler set, and it will generally be necessary to edit the top-level Makefile to set the compiler and compiler flags                 
+that will be used to build global\_scvt; however, there are commented-out sections in the Makefile for using either of the ifort, pgf90, or gfortran compilers that may be uncommented or used as a starting point for other compilers. Also, if the netCDF installation has a separate Fortran interface library, {\tt -lnetcdff} will need to be added before {\tt -lnetcdf} in the Makefile. The global\_scvt program is parallelized with OpenMP, so if compiler support is available, OpenMP compiler flags may be added
+in the Makefile as well.                      
+
+Before compiling the global\_scvt program, a density function should first be defined in the function {\tt density\_for\_point()} in {\tt src/module\_scvt.F}. The default density function is a uniform density function that returns a value of 1.0 for all locations
+on the sphere, and commented code in {\tt density\_for\_point()} may be uncommented to achieve an area of circular refinement. {\em Note that, although $\rho({\bf x})$ could in principle take on any non-negative value, the code to scale eddy viscosities by the mesh resolution in the MPAS model assumes that $\rho({\bf x}) \in (0,1]$, so care should be taken when designing a new density function: a value of 1.0 should correspond to the highest-resolution regions(s) in the mesh.}                                      
+                                                                                                
+After editing the Makefile and defining the desired density function, running `make' should create the grid\_gen executable 
+in the top-level directory. A second program, grid\_ref, may also be created, but this program is not needed by the current version 
+of the global\_scvt program.
+
+\subsection{Running}
+
+As will be described in Section \ref{sec:grid_gen_efficiency}, a typical mesh is generated using multiple refinement steps. Within each of these steps, an SCVT with a fixed
+number of generating points is converged before the SCVT is refined, giving a larger number of generating points to begin the next step. In this section, the process of converging an SCVT within a single step is described.
+
+Two files are needed in order to run the grid\_gen program: an initial generating point file, {\tt locs.dat}, and a                        
+namelist file, {\tt namelist.input}. The {\tt locs.dat} file contains a list of the Cartesian coordinates (assuming a unit-radius sphere
+centered at the origin) of each of the beginning generating points, and the {\tt namelist.input} file specifies the number of generating points to be read from the {\tt locs.dat} file, the number of iterations to run, and the convergence criteria; a complete list of namelist variables is provided in the table below.
+
+\vspace{12pt}
+\begin{longtable}{|p{1.25in} |p{4.5in}|}
+\hline
+np &amp; the number of points to read from the {\tt locs.dat} file \\ \hline
+locs\_as\_xyz &amp; whether the initial generating points in {\tt locs.dat} are given in Cartesian space ({\tt .true.}) or latitude-longitude space ({\tt .false.}) \\ \hline
+n\_scvt\_iterations &amp; the maximum number of Lloyd iterations to perform \\ \hline
+eps &amp; the convergence criterion, specifying the maximum permissible average movement of a generating point during an iteration \\ \hline
+l2\_conv &amp; whether to stop iterating if the convergence criterion is met \\ \hline
+inf\_conv &amp; currently the same meaning as l2\_conv \\ \hline
+min\_dx &amp; the targeted minimum grid distance in the mesh, on which an estimate for the number of generating points will be based; see Section \ref{sec:estimating_np} \\ \hline
+\end{longtable}
+\vspace{12pt}
+
+</font>
<font color="blue">oindent A convergence criterion of $1\times10^{-10}$ should be sufficient, and in                     
+practice, many thousands of iterations are needed to reach this tolerance.
+
+If grid\_gen was compiled with OpenMP support, the environment variable {\tt OMP\_NUM\_THREADS} can be set to the 
+number of threads that will be used by the program. Then, grid\_gen can be run with no command-line arguments:
+
+\vspace{12pt}
+{\tt &gt; ./grid\_gen}
+\vspace{12pt}
+                                                                                         
+                                                                                                
+When grid\_gen finishes --- either because the convergence criterion has been met, or the
+maximum number of iterations have been performed ---  several output files should be created: 
+
+\begin{itemize}
+\item {\tt scvt\_initial.ps} --- a plot of the mesh at the start of iterations,
+\item {\tt scvt\_final.ps} --- a plot of the mesh after iterations,
+\item {\tt grid.nc} --- the actual MPAS mesh file, which can be used with the initialization core to create an MPAS input file,
+\item {\tt graph.info} --- information describing the cell connectivity graph of the mesh, to be used with a graph partitioner as described in Section \ref{sec:metis}, and
+\item {\tt locs.dat.out} --- a list of the final generating points appended with a set of $3 np - 6$ refinement points. 
+\end{itemize}
+
+If the tolerance specified in the {\tt namelist.input} file was met, the SCVT mesh should be sufficiently converged, and the resulting {\tt grid.nc}
+file can be used with the initialization program to create an initial condition file for MPAS; alternatively, the full set of $4 np - 6$ refinement points in 
+the {\tt locs.dat.out} file can be used as input to the grid\_gen program to create another SCVT with approximately twice the resolution. If, however, the specified tolerance was not met, the {\tt locs.dat.out} file may be copied to {\tt locs.dat}, and further iteration may be performed on the SCVT.
+
+To create a plot of the mesh with coastlines, which can be helpful when locating or sizing refinement regions, the {\tt mesh.ncl} script may be used to plot the mesh directly from                 
+the {\tt grid.nc} file.                                                                          
+
+\subsection{Estimating the required number of generating points}
+\label{sec:estimating_np}
+
+Setting the {\tt min\_dx} variable in the {\tt namelist.input} file to the targeted minimum grid distance in the mesh and running the grid\_gen program will cause the program to print out an estimate for the number of generating points that will be required to achieve that minimum grid distance with the density function provided in {\tt density\_for\_point()}.
+
+\subsection{Efficiency concerns}
+\label{sec:grid_gen_efficiency}
+
+Although one could, given an estimate for the number of generating points needed to achieve the required absolute resolutions in the mesh,
+create a {\tt locs.dat} file with that number of randomly chosen points on the unit sphere, and, using that {\tt locs.dat} file, converge a final SCVT, 
+experience indicates that a stepwise approach can significantly reduce the required wallclock time.                   
+
+   
+\section{The grid\_rotate program} 
+\label{sec:grid_rotate} 
+
+The purpose of the grid\_rotate program is simply to rotate an MPAS mesh file, moving a refinement region from one geographic location to another, so that the mesh can be re-used for different applications. This utility was developed out of the need to save computational resources, since generating an SCVT --- particularly one with a large number of generating points or a high degree of refinement --- can take considerable time.
+
+To build the grid\_rotate program, the Makefile should first be edited to set the Fortran compiler to be used; if the netCDF installation pointed to by the {\tt NETCDF} environment variable was build with a separate Fortran interface library, it will also be necessary to add {\tt -lnetcdff} just before {\tt -lnetcdf} in the Makefile. After editing the Makefile, running `make' should result in a grid\_rotate executable file.
+
+Besides the MPAS grid file to be rotated, grid\_rotate requires a namelist file, {\tt namelist.input}, which specifies the rotation to be applied to the mesh. The namelist variables are summarized in the table below
+   
+\vspace{12pt}
+\begin{longtable}{|p{3.25in} |p{2.5in}|}
+\hline
+config\_original\_latitude\_degrees &amp; original latitude of any point on the sphere \\ \hline
+config\_original\_longitude\_degrees &amp; original longitude of any point on the sphere \\ \hline
+config\_new\_latitude\_degrees &amp;  latitude to which the original point should be shifted \\ \hline
+config\_new\_longitude\_degrees &amp;  longitude to which the original point should be shifted \\ \hline
+config\_birdseye\_rotation\_counter\_clockwise\_degrees &amp; rotation about a vector from the sphere center through the original point \\ \hline
+\end{longtable}
+\vspace{12pt}
+
+</font>
<font color="blue">oindent Essentially, one chooses any point on the sphere, decides where that point should be shifted to,
+and specifies any change to the orientation (i.e., rotation) of the mesh about that point. 
+
+Having set the rotation parameters in the {\tt namelist.input} file, the grid\_rotate program should be run with two command-line options
+specifying the original grid file name and the name of the rotated grid file to be produced, e.g.,
+
+\vspace{12pt}
+{\tt &gt; grid\_rotate grid.nc grid\_SE\_Asia\_refinement.nc}
+\vspace{12pt}
+
+The original grid file will not be altered, and a new, rotated grid file will be created. The NCL script {\tt mesh.ncl} may be used to plot either of the original or rotated grid files after suitable setting the name of the grid file in the script.
+   
+   
+\section{Graph partitioning with METIS} 
+\label{sec:metis}
+
+Before MPAS can be run in parallel, a mesh decomposition file with an appropriate number of 
+partitions (equal to the number of MPI tasks that will be used) must first be created from the {\tt graph.info}
+file created by the grid\_gen program. The currently supported method for partitioning a {\tt graph.info} file
+uses the METIS software (\url{http://glaros.dtc.umn.edu/gkhome/views/metis}). The serial graph partitioning program, METIS (rather than ParMETIS or hMETIS) should be sufficient for quickly partitioning any SCVT produced by the grid\_gen mesh generator.
+
+After installing METIS, a {\tt graph.info} file may be partitioned into $N$ partitions by running
+
+\vspace{12pt}
+{\tt &gt; gpmetis graph.info} $N$
+\vspace{12pt}
+
+</font>
<font color="gray">oindent The resulting file, {\tt graph.info.part.}$N$, can then be copied into the MPAS run directory
+before running the model with $N$ MPI tasks.
+

Added: trunk/documents/users_guide/shared/mpas_grid_information.tex
===================================================================
--- trunk/documents/users_guide/shared/mpas_grid_information.tex                                (rev 0)
+++ trunk/documents/users_guide/shared/mpas_grid_information.tex        2013-02-04 18:56:15 UTC (rev 2421)
@@ -0,0 +1,113 @@
+\chapter{Grid Information}
+
+This chapter describes several of the MPAS grid variables and dimensions. The majority of these are common across all cores.
+
+\section{Grid dimensions}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{1.75in} |p{4.5in}|}
+ \hline
+        Time     &amp;   netCDF record (unlimited) dimension \\ \hline
+        nCells       &amp;   Number of cells in the grid \\ \hline
+        nEdges      &amp;   Number of edges (cell faces) in the grid \\ \hline
+        nVertices    &amp;   Number of vertices (cell corners) in the grid \\ \hline
+        nVertLevels     &amp;   Number of vertical layers \\ \hline
+        nVertLevelsP1   &amp;   Number of vertical levels (nVertLevels + 1) \\ \hline
+        maxEdges        &amp;   Maximum number of neighbor cells of any cell \\ \hline
+        maxEdges2       &amp;   Twice maxEdges \\ \hline
+        TWO              &amp;   Constant value 2 \\ \hline
+        THREE            &amp;   Constant value 3 \\ \hline
+        vertexDegree     &amp;   Number of edges incident with each vertex (3 for Delaunay dual grid) \\ \hline
+        FIFTEEN         &amp;   Constant value 15 \\ \hline
+        TWENTYONE       &amp;   Constant value 21 \\ \hline
+        R3               &amp;   Constant value 3 \\ \hline
+        StrLen          &amp;   Length of strings \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+\section{Horizontal mesh fields}
+\label{sec:mesh_fields}
+
+{\small
+\begin{longtable}{|p{2.75in} |p{3.5in}|}
+ \hline
+        double latCell(nCells)       &amp; Cell center latitude (rad) \\ \hline
+        double lonCell(nCells)       &amp; Cell center longitude (rad) \\ \hline
+        double xCell(nCells)         &amp; Cell center x-coordinate (m, w.r.t. unit sphere) \\ \hline
+        double yCell(nCells)         &amp; Cell center y-coordinate (m, w.r.t. unit sphere) \\ \hline
+        double zCell(nCells)         &amp; Cell center z-coordinate (m, w.r.t. unit sphere) \\ \hline
+        int indexToCellID(nCells)    &amp; Global cell ID \\ \hline
+        double latEdge(nEdges)       &amp; Edge latitude (rad) \\ \hline
+        double lonEdge(nEdges)       &amp; Edge longitude (rad) \\ \hline
+        double xEdge(nEdges)         &amp; Edge x-coordinate (m, w.r.t. unit sphere) \\ \hline
+        double yEdge(nEdges)         &amp; Edge y-coordinate (m, w.r.t. unit sphere) \\ \hline
+        double zEdge(nEdges)         &amp; Edge z-coordinate (m, w.r.t. unit sphere) \\ \hline
+        int indexToEdgeID(nEdges)    &amp; Global edge ID \\ \hline
+        double latVertex(nVertices)      &amp; Vertex latitude (rad) \\ \hline
+        double lonVertex(nVertices)      &amp; Vertex longitude (rad) \\ \hline
+        double xVertex(nVertices)        &amp; Vertex x-coordinate (m, w.r.t. unit sphere) \\ \hline
+        double yVertex(nVertices)        &amp; Vertex y-coordinate (m, w.r.t. unit sphere) \\ \hline
+        double zVertex(nVertices)        &amp; Vertex z-coordinate (m, w.r.t. unit sphere) \\ \hline
+        int indexToVertexID(nVertices)   &amp; Global vertex ID \\ \hline
+        int cellsOnEdge(nEdges, TWO)     &amp; IDs of cells divided by each edge \\ \hline
+        int nEdgesOnCell(nCells)         &amp; Number of edges forming the border of each cell \\ \hline
+        int nEdgesOnEdge(nEdges)         &amp; Number of edges used in computing tangential velocity for each edge \\ \hline
+        int edgesOnCell(nCells, maxEdges)   &amp; IDs of edges forming boundary of each cell \\ \hline
+        int edgesOnEdge(nEdges, maxEdges2)  &amp; IDs of edges used in computing tangential velocity for each edge \\ \hline
+        double \hfil\break weightsOnEdge(nEdges, maxEdges2)  &amp; Weights used in computing tangential velocity for each edge \\ \hline
+        double dvEdge(nEdges)            &amp; Distance (in spherical geometry) between end points of each edge \\ \hline
+        double dcEdge(nEdges)            &amp; Distance (in spherical geometry) between cell centers separated by each edge \\ \hline
+        double angleEdge(nEdges)         &amp; Angle between positive normal direction and local east vector for each edge, as illustrated in Figure \ref{fig:angleEdge} \\ \hline
+        double areaCell(nCells)          &amp; Area (in spherical geometry) of each cell \\ \hline
+        double areaTriangle(nVertices)   &amp; Area (in spherical geometry) of each dual-grid cell (Delaunay triangle) \\ \hline
+        double edgeNormalVectors(nEdges, R3)        &amp; vectors in Cartesian space normal to each edge \\ \hline
+        double \hfil\break localVerticalUnitVectors(nCells, R3) &amp; vectors in Cartesian space pointing in the local vertical direction at cell centers \\ \hline
+        double \hfil\break cellTangentPlane(nEdges, TWO, R3)    &amp; two orthonormal vectors in the tangent plane of each cell \\ \hline
+        int cellsOnCell(nCells, maxEdges)           &amp; IDs of neighbor cells for each cell \\ \hline
+        int verticesOnCell(nCells, maxEdges)        &amp; IDs of corner points (vertices) for each cell \\ \hline
+        int verticesOnEdge(nEdges, TWO)             &amp; IDs of vertices forming endpoints for each edge \\ \hline
+        int edgesOnVertex(nVertices, vertexDegree)  &amp; IDs of edges incident with each vertex \\ \hline
+        int cellsOnVertex(nVertices, vertexDegree)  &amp; IDs of cells that meet at each vertex \\ \hline
+        double kiteAreasOnVertex(nVertices, vertexDegree)   &amp; Areas (in spherical geometry) of intersections between primal- and dual-grid cells \\ \hline 
+        double meshDensity(nCells)   &amp;  SCVT density function evaluated at cell centers \\ \hline
+\end{longtable}
+}
+
+\begin{figure}[htb]
+\begin{center}
+\includegraphics[height=3.5in]{shared_figures/angleEdge.pdf}
+\caption{The angle of an edge refers to the angle between a vector pointing north at an edge location
+and a vector pointing in the positive tangential velocity direction of the edge.}
+\label{fig:angleEdge}
+\end{center}
+\end{figure}
+
+The angle of each edge in an MPAS grid is provided in the variable {\it angleEdge}. The angle
+given is the angle between a vector pointing north and a vector pointing in the
+positive tangential direction of the edge. Referring to Fig. \ref{fig:angleEdge},
+\[ {\rm angleEdge} = \arcsin\|{\bf \hat n} \times {\bf \hat v}\|, \]
+where ${\bf \hat n}$ is the unit vector pointing north and ${\bf \hat v}$ is the unit vector
+pointing from verticesOnEdge(1,iEdge) to verticesOnEdge(2,iEdge).
+
+Given a wind vector $(u_\perp, u_\parallel)$ defined in term of components orthogonal to
+and parallel to the edge, the earth-relative wind $(u,v)$ may be recovered as
+\[
+\begin{bmatrix}
+u \\
+v \\
+\end{bmatrix}
+=
+\begin{bmatrix}
+\cos\alpha &amp;&amp; -\sin\alpha \\
+\sin\alpha &amp;&amp; \cos\alpha \\
+\end{bmatrix}
+\begin{bmatrix}
+u_\perp \\
+u_\parallel \\
+\end{bmatrix},
+\]
+where $\alpha = {\rm angleEdge}$.
+
+
+
+

Added: trunk/documents/users_guide/shared/mpas_visualization.tex
===================================================================
--- trunk/documents/users_guide/shared/mpas_visualization.tex                                (rev 0)
+++ trunk/documents/users_guide/shared/mpas_visualization.tex        2013-02-04 18:56:15 UTC (rev 2421)
@@ -0,0 +1,76 @@
+%--------------------------------------------------------------------------------------------
+% Plotting model output
+%--------------------------------------------------------------------------------------------
+
+\chapter{Plotting model output}
+
+Since the MPAS input and output files are in netCDF format, a wide variety of software
+tools may be used to manipulate and visualize fields in these files. As a starting point, several NCL \footnote{NCAR Command Language; \url{http://ncl.ucar.edu}}
+scripts are provided in the {\tt graphics/ncl} sub-directory
+of the main MPAS directory for making the basic types of plots illustrated in Figure \ref{fig:ncl_plots}. Each of
+these scripts reads the name of the file from which fields should be plotted from the environment variable {\tt FNAME},
+and all but the mesh-plotting script read the time frame to be plotted from the environment variable {\tt T}. To plot
+a field from the first frame (indexed from 0) of the file {\tt output.2010-10-23\_00:00:00.nc}, for example, one would set the 
+following environment variables 
+
+\vspace{12pt}
+{\tt &gt; setenv FNAME output.2010-10-23\_00:00:00.nc}
+
+{\tt &gt; setenv T 0}
+\vspace{12pt}
+
+</font>
<font color="gray">oindent before running one of the scripts. In general, the specific field to be plotted from the netCDF file must be set 
+within a script before running that script. 
+
+\begin{figure}[htb]
+\begin{center}
+\includegraphics[width=6.5in]{shared_figures/ncl_plots.pdf}
+\caption{Various plot types that can be produced from MPAS input or output files using example scripts provided with the MPAS code.
+(a) A plot of an MPAS SCVT mesh against a filled map background. (b) A simple horizontal contour plot. (c) A cell-filled horizontal plot, with
+individual cells of the mesh drawn as polygons colored according to the field value. (d) A vertical cross-section in height, with areas below the
+terrain left unshaded.}
+\label{fig:ncl_plots}
+\end{center}
+\end{figure}
+
+
+\section{Meshes}
+
+A plot showing just an MPAS SCVT mesh can be produced using the {\tt atm\_mesh.ncl} script, as in Figure \ref{fig:ncl_plots}(a). This script
+reads a subset of the mesh description fields in Appendix \ref{sec:mesh_fields} and uses this information to draw the SCVT mesh over a 
+color-filled map background. Parameters in the script can be used to control the type of map projection (e.g., orthographic, cylindrical equidistant, etc.), 
+the colors used to fill land and water points, and the widths of lines used for the Voronoi cells.
+
+
+\section{Horizontal contour plots}
+
+Contour plots of horizontal fields can be produced with the {\tt atm\_contours.ncl} script, as in Figure \ref{fig:ncl_plots}(b). The particular
+field to be plotted is set in the script and can in principle be drawn on any horizontal surface (e.g., a constant pressure
+surface, a constant height surface, sea-level, etc.) if suitable vertical interpolation code is added to the script. Not shown in the figure are horizontal
+wind vectors, which can also be added to the plot using example code provided in the script.
+
+
+\section{Horizontal cell-filled plots}
+
+For visualizing horizontal fields on their native SCVT grid, the {\tt atm\_cells.ncl} script may be used to produce horizontal cell-filled plots, 
+as in Figure \ref{fig:ncl_plots}(c). This script draws each MPAS grid cell as a polygon colored according to the value of the field in that
+cell; the color scale is automatically chosen based on the range of the field and the default NCL color table, though other color tables can
+be selected instead.
+
+
+\section{Vertical cross-sections}
+
+Vertical cross-sections of fields can be created using the {\tt atm\_xsec.ncl} script, as in Figure \ref{fig:ncl_plots}(d). Before running this script,
+a starting point and an ending point for the cross section must be given as latitude-longitude pairs near the top of the script, and the number of points along
+the cross section should be specified. The script evenly distributes the specified number of points along the shortest great-circle arc from the 
+starting point to the ending point, and for each point, the script uses values from the grid cell containing that point (i.e., a nearest-neighbor interpolation
+to the horizontal cross-section points is performed); no vertical interpolation is performed, and the thicknesses and vertical heights of cells are
+all drawn according to the MPAS vertical grid.
+
+
+
+\appendix  %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+
+\setlength\LTleft{0.0in}
+
+

Added: trunk/documents/users_guide/shared_figures/angleEdge.pdf
===================================================================
(Binary files differ)

Index: trunk/documents/users_guide/shared_figures/angleEdge.pdf
===================================================================
--- trunk/documents/users_guide/shared_figures/angleEdge.pdf        2013-02-04 18:42:14 UTC (rev 2420)
+++ trunk/documents/users_guide/shared_figures/angleEdge.pdf        2013-02-04 18:56:15 UTC (rev 2421)

Property changes on: trunk/documents/users_guide/shared_figures/angleEdge.pdf
___________________________________________________________________
Added: svn:mime-type
## -0,0 +1 ##
+application/octet-stream
\ No newline at end of property
Added: trunk/documents/users_guide/shared_figures/ncl_plots.pdf
===================================================================
(Binary files differ)

Index: trunk/documents/users_guide/shared_figures/ncl_plots.pdf
===================================================================
--- trunk/documents/users_guide/shared_figures/ncl_plots.pdf        2013-02-04 18:42:14 UTC (rev 2420)
+++ trunk/documents/users_guide/shared_figures/ncl_plots.pdf        2013-02-04 18:56:15 UTC (rev 2421)

Property changes on: trunk/documents/users_guide/shared_figures/ncl_plots.pdf
___________________________________________________________________
Added: svn:mime-type
## -0,0 +1 ##
+application/octet-stream
\ No newline at end of property
</font>
</pre>