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geometry_mod.F90

源码路径：LMDZ.COMMON-6.3\LMDZ.COMMON\libf\phy_common\geometry_mod.F90 Mars 运行参与度：条件经过。Mars 3D 物理初始化通过 inigeomphy_mod 写入本模块；Mars 1D/testphys1d 也直接初始化本模块；Mars physics、diagnostics 和 XIOS 输出读取其中的经纬度、面积、边界和全局索引。

文件职责

geometry_mod 保存当前 MPI rank / OpenMP 线程局部物理列的几何状态。它不是全局 regular lon-lat 网格表，也不做插值；它只接收上游已经切分好的 klon 个物理列，把经纬度、cell 边界、面积、可选全局 cell index 和可选水平分辨率缓存为 SAVE, ALLOCATABLE, THREADPRIVATE 数组。

本模块还单独保存 cell_area_for_lonlat_outputs。该数组服务 lon-lat 输出，极点面积按动力 lon-lat 网格的重复极点处理，不能和 physics cell area cell_area 混用。

模块状态

符号 维度 单位/含义 初始化
longitude(:) klon cell center longitude, rad init_geometry
latitude(:) klon cell center latitude, rad init_geometry
longitude_deg(:) klon longitude*180/PI init_geometry
latitude_deg(:) klon latitude*180/PI init_geometry
boundslon(:,:) klon,nvertex cell boundaries longitude, rad init_geometry
boundslat(:,:) klon,nvertex cell boundaries latitude, rad init_geometry
dx(:) klon longitude cell resolution, valid only for 2D grid optional dx_
dy(:) klon latitude cell resolution, valid only for 2D grid optional dy_
cell_area(:) klon physics cell area, m2 init_geometry
cell_area_for_lonlat_outputs(:) klon lon-lat output area with polar treatment init_geometry_cell_area_for_outputs
ind_cell_glo(:) klon global 1D cell index for local cells optional ind_cell_glo_

所有这些 arrays 都是 SAVE, ALLOCATABLE 并分别声明 !$OMP THREADPRIVATE(...)。因此 OpenMP 并行运行时，每个线程持有自己的局部物理列几何。复现时必须确认初始化发生在正确的 OpenMP parallel 上下文内。

例程清单

例程 输入 行为
init_geometry(klon, longitude_, latitude_, boundslon_, boundslat_, cell_area_, ind_cell_glo_, dx_, dy_) klon，经纬度中心、边界、面积；可选全局 index、dx/dy 按 klon 和 mod_grid_phy_lmdz:nvertex 分配局部数组，复制输入，并派生 degree 坐标。
init_geometry_cell_area_for_outputs(klon, cell_area_for_lonlat_outputs_) 输出专用面积 分配并复制 cell_area_for_lonlat_outputs(:)。

本文件不释放这些 allocatable 数组，也不检查重复初始化。如果同一线程重复调用初始化例程而数组仍已分配，Fortran allocate 会失败；正常路径应只初始化一次。

初始化链

Mars 3D GCM 路径：

MARS dynphy_lonlat/phymars/iniphysiq_mod
  -> COMMON inigeomphy_mod:inigeomphy
      -> init_geometry(klon_omp, lonfi, latfi,
                       boundslonfi, boundslatfi,
                       airefi, ind_cell_glo_fi, cufi, cvfi)
      -> init_geometry_cell_area_for_outputs(klon_omp, airefi_for_outputs)
      -> init_vertical_layers(...)
  -> Mars ini_fillgeom(klon_omp, latitude, longitude, cell_area)

inigeomphy_mod.F90 在 OpenMP 局部分片后调用本模块。ind_cell_glo_fi 由当前 offset 和 klon_omp_begin/end 构造，dx/dy 来自 cufi/cvfi。Mars iniphysiq_mod.F90 随后读取 latitude/longitude/cell_area 调用 ini_fillgeom，把物理几何同步到 Mars comgeomfi_h。

Mars 1D/testphys1d 路径：

init_testphys1d_mod
  -> init_regular_lonlat(1, 1, ...)
  -> init_geometry(1, longitude, latitude, zero bounds, cell_area, [1])
  -> init_geometry_cell_area_for_outputs(1, cell_area)

1D 路径使用一个物理列，边界数组传入 4 个 0 值，ind_cell_glo=[1]。

主要使用位置

使用方 读取符号 用途
Mars iniphysiq_mod.F90 latitude, longitude, cell_area 初始化 Mars physics 几何副本 comgeomfi_h。
COMMON wxios.F90 regular domain latitude_deg, longitude_deg gather/bcast 后建立 XIOS regular lon-lat domain。
COMMON wxios.F90 unstructured domain longitude, latitude, boundslon, boundslat, ind_cell_glo gather OMP 局部 unstructured 坐标、边界和 0-based i_index。
Mars writediagfi.F cell_area gather physics mesh area 后写 diagfi header/area。
Mars aeropacity_mod.F latitude, longitude latitude-dependent dust opacity 和 localized storm distance。
Mars utility newstart.F, lect_start_archive.F longitude, latitude, cell_area start/restart/archive 转换、watercap tag 重建和 physics restart 写出。
Mars subslope_mola.F90 boundslon, boundslat 用 cell boundaries 对 MOLA 子坡度数据做局部几何判断。

复现要点

  1. longitude/latitude/boundslon/boundslat 的源码注释单位是 rad；longitude_deg/latitude_deg 才是 degree。
  2. cell_area 是 physics grid area；lon-lat 输出面积要用 cell_area_for_lonlat_outputs。
  3. dx/dy 只有调用方传入时才分配，且注释说明只对 2D grid 有效；使用位置必须先确认是否存在有效初始化。
  4. ind_cell_glo 也是可选数组。XIOS unstructured domain 路径依赖它，因此该路径必须来自提供 ind_cell_glo_ 的初始化。
  5. 本模块只保存局部线程几何，不知道全局 nbp_lon/nbp_lat/klon_glo 布局；全局规模和 1D/2D 映射见 mod_grid_phy_lmdz。

待确认

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