LMDZ.COMMON Wiki

动力控制和逻辑门控链

源码范围：

LMDZ.COMMON-6.3\LMDZ.COMMON\libf\dyn3d\conf_gcm.F90
LMDZ.COMMON-6.3\LMDZ.COMMON\libf\dyn3d\gcm.F90
LMDZ.COMMON-6.3\LMDZ.COMMON\libf\dyn3dpar\gcm.F
LMDZ.COMMON-6.3\LMDZ.COMMON\libf\dyn3d\leapfrog.F
LMDZ.COMMON-6.3\LMDZ.COMMON\libf\dyn3dpar\leapfrog_p.F
LMDZ.COMMON-6.3\LMDZ.COMMON\libf\dyn3d_common\control_mod.F90
LMDZ.COMMON-6.3\LMDZ.COMMON\libf\dyn3d\logic_mod.F90

Mars 边界上下文：

LMDZ.MARS\libf\dynphy_lonlat\phymars\nogcm.F90
LMDZ.MARS\libf\dynphy_lonlat\phymars\leapfrog_nogcm.F

Mars 运行参与度：必经到条件经过。COMMON 串行/并行 gcm 主入口经过本页的 conf_gcm -> control_mod/logic_mod -> leapfrog* 链；MARS phymars/nogcm.F90 也使用这些 COMMON 状态模块，但它不是 COMMON 源文件。后续维护不应把 MARS phymars/nogcm.F90 或 leapfrog_nogcm.F 当成 COMMON 当前文件页目标。

这个页面回答什么

common-state-control-contract 已经说明 control_mod、logic_mod、temps_mod、comconst_mod 各自保存什么状态。本页补充调用链问题：一个 run.def/getin 开关如何先被 conf_gcm 写入模块，再由 gcm/gcm_p/nogcm 做入口约束，最后在 leapfrog* 的每个时间步变成 forward/leapf/apphys/apdiss 等逻辑门控。

状态容器

模块 源码定义 本页关注的状态
control_mod dyn3d_common/control_mod.F90 nday, day_step, iperiod, iphysiq, ndynstep, less1day, fractday, dissip_period, iconser, iecri, periodav, ok_dyn_ins, ok_dyn_ave, ok_dynzon, ecritstart, planet_type, read_start 相关运行控制。
logic_mod dyn3d/logic_mod.F90 purmats, forward, leapf, apphys, apdiss, conser, statcl, ok_guide, read_start, iflag_phys 等逻辑门。
temps_mod dyn3d/temps_mod.F90 itaufin, itau_dyn, day_ini, day_end, jD_ref, jH_ref, dt 等时间状态。
comconst_mod dyn3d_common/comconst_mod.F90 daysec, dtvr, dtphys, dtdiss 等由入口和初始化链派生的时间常量。

control_mod 里大多数变量是 SAVE 全局状态，logic_mod 则没有把 forward/leapf/apphys/apdiss 当成配置默认值保存；这些标志在 leapfrog* 时间循环里反复重置，只代表当前步的阶段。

从配置到入口约束

conf_gcm.F90 的 USE 列表在源码 12-31 行直接写明它会写 control_mod、logic_mod、comconst_mod 和 temps_mod。关键 getin 写入点如下：

配置键或状态 conf_gcm.F90 行 写入模块 入口约束或后续用途
planet_type 112-117 control_mod 决定 Mars/generic/Earth 日期、restart 和默认分支。
nday 160-166 control_mod 默认运行天数；负值在 leapfrog* 中按动力步数解释。
ndynstep 168-171 control_mod 若大于 0，覆盖 nday/less1day 推导的 itaufin。
starttime, timestart, ecritstart 180-193 control_mod 初始时间和中途 restart 写出门控。
less1day, fractday 195-207 control_mod 小于一天运行的替代结束步数。
day_step 209-215 control_mod 每日动力步数；入口用它计算 dtvr=daysec/day_step。
nsplit_phys, iperiod, iapp_tracvl 222-236 control_mod physics 子步、Matsuno 周期、tracer advection 累积周期。
dissip_period, idissip 279-281 control_mod 耗散调用周期；idissip 是旧 Mars/Generic 兼容键。
purmats 449 logic_mod 选择纯 Matsuno 还是 Matsuno + leapfrog。
ok_guide 451-456 logic_mod guide/nudging 条件路径。
read_start 458-464 logic_mod 入口选择 dynetat0("start.nc") 或 iniacademic。
iflag_phys, iphysiq 466-479 logic_mod / control_mod physics 是否开启和调用频率。
offline 510-516 control_mod offline flux storage 条件路径。
ok_dynzon, ok_dyn_ins, ok_dyn_ave 538-560 control_mod zonal diagnostic、instant history、dynav/平均输出。

入口程序随后做三类硬约束：

  1. 串行 gcm.F90 166-168 行、并行 gcm.F 180-182 行、MARS nogcm.F90 155-157 行都要求 iphysiq 是 iperiod 的倍数。
  2. 串行 gcm.F90 292-300 行和并行 gcm.F 310-318 行要求 day_step 分别是 iperiod 和 iphysiq 的倍数。MARS nogcm.F90 保留 day_step/iperiod 检查，但 day_step/iphysiq 检查在源码 287-289 行被注释掉。
  3. 串行 gcm.F90 304-309 行、并行 gcm.F 322-327 行、MARS nogcm.F90 293-296 行都用 daysec/day_step 计算 zdtvr，必要时覆盖 dtvr。

因此配置层只给出意图，真正进入时间推进前还必须经过入口一致性检查。排查“physics 没调用”或“输出频率不对”时，应先确认这些整除关系是否使配置有效。

入口分流

入口 配置读取 初态分支 常量/物理初始化 时间推进
COMMON 串行 dyn3d/gcm.F90 CALL conf_gcm(99,.TRUE.)，源码 166 行 read_start 时走 dynetat0，否则 iniacademic iflag_phys==1 时 iniconst/inigeom/inifilr，iflag_phys==1 or >=100 时 iniphysiq CALL leapfrog(...)，源码 534 行。
COMMON 并行 dyn3dpar/gcm.F CALL conf_gcm(99,.TRUE.)，源码 180 行 同样按 read_start 分流，另有 MPI/OMP、band、halo 初始化 iniphysiq 接收本 rank 的物理分布和 dtphys/nsplit_phys CALL leapfrog_p(...)，源码 567 行。
MARS phymars/nogcm.F90 CALL conf_gcm(99,.TRUE.)，源码 155 行 同样使用 read_start，但入口属于 MARS 树 调用 COMMON 常量/几何初始化和 MARS physics 初始化 CALL leapfrog_nogcm(...)，源码 518 行。

nogcm 行只用于说明 MARS 边界：当前 COMMON 源码已删除 dyn3d/nogcm.F90 和 dyn3d/leapfrog_nogcm.F，当前 COMMON wiki 不为它们创建文件页。

时间循环内的逻辑门

leapfrog.F 和 leapfrog_p.F 使用相同的基础门控，后者再叠加 SetDistrib、halo/swap、gather 输出等并行调度。核心阶段如下：

门控 串行行号 并行行号 生成逻辑 主要使用位置
itaufin 216-227 237-248 nday*day_step；若 nday<0 用 -nday；less1day 用 fractday*day_step；ndynstep>0 最终覆盖。 主循环终止、lafin、最终 restart。
forward, leapf 初值 344-345 405-406 每个 Matsuno 周期开头设 forward=.TRUE., leapf=.FALSE.。 dt 选择、动力 tendency、输出避开半步状态。
apphys 384-401 454-471 每步先置 false；purmats 时看 MOD(itau,iphysiq) 且非 forward；非 purmats 时看 MOD(itau+1,iphysiq)。 calfis/calfis_p 和 addfi/addfi_p。
apdiss 387-411 457-481 每步先置 false；按 dissip_period 与阶段设置；offline 或 iflag_phys>=100 时强制 false。 dissip/dissip_p，MARS leapfrog_nogcm 不使用。
lafin 520-523 851-854 末步或末步前的 physics 调用标志，取决于 purmats 和当前阶段。 传给 calfis/calfis_p。
输出/诊断门 825-856, 879-887, 993-1042 1669-1709, 1762-1784, 1903-2009 iperiod 控制 dynav/zonal，ok_dyn_ins 控制 instant history，半步状态不写。 bilan_dyn*, writehist*, writedynav*。
restart 门 900-921, 1055-1074 1808-1833, 2033-2056 末步必写；ecritstart>0 时中途步可写，Mars 分支使用特殊时间表达式或 JH_cur。 dynredem1/dynredem1_p。
阶段切换 932-957, 969-1079 1844-1869, 1878-2062 MOD(itau,iperiod) 或 MOD(itau-1,iperiod) 决定回到 forward、进入 backward 或 leapfrog。 下一轮 dt、forward/leapf 和 tendency 解释。

MARS leapfrog_nogcm.F 保留 forward/leapf/apphys/lafin 和输出/restart骨架，但源码注释和 USE 列表显示它删除了 apdiss 相关耗散门。它在 403-427 行重置 physics 门，549-571 行调用 calfis/addfi，867-878 和 998-1006 行只在最终步写 restart。

复现顺序

run.def / getin
  -> conf_gcm writes control_mod + logic_mod
  -> gcm/gcm_p/nogcm checks iphysiq/iperiod/day_step
  -> zdtvr = daysec / day_step; dtvr may be overwritten
  -> read_start ? dynetat0 : iniacademic
  -> iflag_phys gate initializes constants/geometry/physics
  -> leapfrog* computes itaufin
  -> each step resets forward/leapf/apphys/apdiss
  -> caldyn/caladvtrac/integrd, calfis/addfi, dissip, output, restart

最容易混淆的是 iphysiq、iflag_phys 和 apphys：iphysiq 是配置频率，iflag_phys 是物理模式，apphys 是当前步是否真正调用 physics 的临时门。只看 run.def 中 iphysiq 不能判断某一步一定会调用 physics，还必须知道 purmats、forward/leapf、physics=(iflag_phys==1 or iflag_phys>=100) 和当前 itau。

串并行差异

串行 leapfrog.F 和并行 leapfrog_p.F 的时间门控一致，但并行版增加三个约束：

所以并行问题要分两层查：先按本页确认时间门是否打开，再按 leapfrog_p、parallel_lmdz、mod_hallo 查 band/halo/gather 是否把数据送到了正确分布。

常见排查入口

现象 先查 再查
physics 没有调用 iflag_phys, iphysiq, MOD(itau,iphysiq), forward/leapf leapfrog-physics-coupling、MARS call_physiq。
耗散没有调用 dissip_period, apdiss, offline, iflag_phys>=100 leapfrog-dissipation-conservation、inidissip。
history 缺步 ok_dyn_ins, iecri, forward/leapf 半步过滤 leapfrog-output-restart、history-output-serial-parallel。
dynav/平均输出频率不对 iperiod, periodav, ok_dyn_ave, ok_dynzon history-xios-getin-boundary。
restart 时间不对 ecritstart, planet_type, JH_cur, time_0, day_end-day_ini dynredem-restart、restart-io。
Mars nogcm 和 COMMON GCM 行为不一致 入口是否为 MARS phymars/nogcm.F90 本页的 nogcm 边界说明和 dynamics-time-integration。

待确认

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