inigeom.F

路径

LMDZ.COMMON-6.3\LMDZ.COMMON\libf\dyn3d_common\inigeom.F

所属目录/模块

LMDZ.COMMON\libf\dyn3d_common

文件定位

inigeom.F 定义 SUBROUTINE inigeom，根据行星半径、旋转角速度、zoom 参数和网格函数分支，构造动力网格经纬度、伸长系数、面积、面积权重、Coriolis extensive force、耗散幂权重和极点面积等几何数组。

Mars 运行参与度

必经/条件经过：COMMON `gcm` 和 MARS `phymars/nogcm.F90` 在 iflag_phys==1 初始化路径调用 inigeom；MARS newstart/start2archive/xvik 也调用 inigeom 构造几何。

定义的符号

符号	类型	行号	作用
`inigeom`	subroutine	6	初始化动力水平网格几何和派生系数。

依赖的模块

use 模块	only 列表	用途	待确认
`comconst_mod`	`rad`, `g`, `omeg`, `pi`	使用/设置行星半径、重力、角速度和 pi。	-
`logic_mod`	`fxyhypb`, `ysinus`	选择网格映射分支。	-
`serre_mod`	`clon`, `clat`, `grossismx`, `grossismy`, `dzoomx`, `dzoomy`, `alphax`, `alphay`, `taux`, `tauy`, `transx`, `transy`, `pxo`, `pyo`	使用 zoom 参数并写平移参数。	-
`fxhyp_m`	`fxhyp`	双曲正切经向/纬向映射中的 x 方向函数。	-
`fyhyp_m`	`fyhyp`	双曲正切映射中的 y 方向函数。	-

调用的关键例程

被调用例程	所在模块/文件	调用位置	作用
`fxysinus`	`dyn3d_common/fxysinus.F`	168	`fxyhypb=.false.` 且 `ysinus=.true.` 时生成 sinus(latitude) 网格。
`fxy`	`dyn3d_common/fxy.F`	209	`fxyhypb=.false.` 且 `ysinus=.false.` 时生成 sinusoidal derivative 网格。
`fyhyp`	`dyn3d_common/fyhyp_m.F90`	220	双曲正切 y 映射。
`fxhyp`	`dyn3d_common/fxhyp_m.F90`	221	双曲正切 x 映射。
`SSUM`	BLAS 或外部函数	637, 638	计算北/南极面积和。

输入

输入	来源	类型/维度	单位	含义
`rad`, `g`, `omeg`	`comconst_mod`	real	m, m s-2, s-1	行星半径、重力和自转角速度。
`fxyhypb`, `ysinus`	`logic_mod`	logical	-	网格函数分支。
`clon/clat/grossismx/grossismy/dzoomx/dzoomy/taux/tauy`	`serre_mod`	real	度或无量纲	zoom 中心、放大率、范围和陡峭度。
`nitergdiv/nitergrot/niterh/coefdis`	`comdissnew.h`	integer/real	-	耗散幂权重参数。
`iim/jjm/iip1/jjp1`	`dimensions.h/paramet.h`	integer	-	水平网格维度。

输出

输出	去向	类型/维度	单位	含义
`rlonu/rlonv/rlatu/rlatv`	`comgeom2.h`	1D	rad	U/V 网格经纬度。
`xprimu/xprimv/yprimu/yprimv`	`comgeom2.h`	1D	无量纲	映射导数。
`aire/aireu/airev/aireij*`	`comgeom2.h`	2D	m2	标量、U、V 和四分面积。
`cu/cv/cuv/cvu`	`comgeom2.h`	2D	m	伸长系数。
`alpha*`	`comgeom2.h`	2D	无量纲	四分面积权重。
`unsaire`, `unsair_gam`, `cuvscvgam` 等	`comgeom2.h`	2D	多种	逆面积和耗散幂权重。
`fext`, `constang`	`comgeom2.h`	2D	待确认	Coriolis extensive force 和角动量相关常数。
`apoln/apols`	`comgeom2.h`	scalar	m2	北/南极总面积。

共享状态与副作用

例程大量写入 comgeom2.h 和 comdissnew.h 中的共享数组；向 unit 6 打印网格信息；会设置 pi=2*asin(1)；会修改 transx/transy/pxo/pyo 等 zoom 辅助状态。

核心逻辑

根据 nitergdiv/nitergrot/niterh 和 coefdis 计算耗散幂指数 gamdi_*。
设置 pi。
根据 fxyhypb 和 ysinus 选择网格映射：
- fxyhypb=.false., ysinus=.true.：调用 fxysinus。
- fxyhypb=.false., ysinus=.false.：Newton 迭代求 transx/transy 后调用 fxy。
- fxyhypb=.true.：调用 fyhyp 与 fxhyp。
设置极点纬度和极点导数。
对每个纬度带和经度点计算四分面积 aireij1..4、四分伸长 cuij/cvij，并强制经度周期。
汇总标量点面积 aire 和权重 alpha1..4。
计算 U/V/Z 点面积、逆面积、airesurg、耗散幂权重和 Coriolis fext。
计算 cu/cv/cuv/cvu 及其派生比值和幂权重。
极点处设置 cu/unscu2/cvu 为 0，计算极区面积 apoln/apols。
计算 constang=rad*omeg*cu*cos(rlatu) 并施加经度周期。
打印 U/V 经纬度。

伪代码

compute dissipation gamma exponents
select horizontal map branch from fxyhypb and ysinus
build rlon/rlat and map derivatives
for each scalar latitude and longitude:
    compute quarter-cell areas and cu/cv pieces
    enforce periodic longitude
sum quarter areas into scalar, U, V, and Z areas
derive alpha weights, inverse areas, and dissipation factors
derive cu/cv/cuv/cvu metric factors
set pole metrics and pole total areas
compute Coriolis extensive fields and constang
print grid coordinates

参与的主题流程

主题	参与方式
dynamics initialization	在 `iniconst` 后构造动力水平几何。
differential operators	为梯度、散度、旋度、laplacian 和耗散算子提供 metric/area 权重。
dynphys-interface	输出的经纬度、面积和伸长系数传给物理初始化。

写法特点

固定格式 Fortran，大量数组来自 include 头文件。网格几何按 staggered C-grid 语义处理 U、V、scalar、vorticity/Z 点，且显式处理极点和经度周期。

复现要点

fxyhypb/ysinus 分支决定经纬度和导数生成方式，是复现几何的首要开关。
极点面积通过 SSUM(iim,aire(1,1),1) 和南极对应行求和，极点 cu 被置 0。
所有 iip1 经度端点都复制第 1 点，后续算子依赖这种周期闭合。
gamdi_* 在迭代次数等于 2 时设为 0，否则为 coefdis/(niter-2)。

待确认

fext 和 constang 的单位未在本文件注释中完整声明，需要结合动力方程使用点确认。
SSUM 的链接来源需由构建或数值库页面确认。