leapfrog_p 输出、诊断和 restart

源码范围：

LMDZ.COMMON-6.3\LMDZ.COMMON\libf\dyn3dpar\leapfrog_p.F
LMDZ.COMMON-6.3\LMDZ.COMMON\libf\dyn3dpar\dynredem_p.F90
LMDZ.COMMON-6.3\LMDZ.COMMON\libf\dyn3dpar\inithist_p.F
LMDZ.COMMON-6.3\LMDZ.COMMON\libf\dyn3dpar\bilan_dyn_p.F

Mars 运行参与度：条件经过。Mars 并行 GCM 使用 dyn3dpar/gcm.F -> leapfrog_p，只有开启动力 history、dynav、zonal diagnostic 或写 restart.nc 时才进入本页描述的 I/O 路径。

调度位置

leapfrog_p 的输出段位于阶段计算之后、状态机跳回 label 1/2 之前。非 purmats 分支在 itau 已由 forward 或 leapfrog 阶段推进后写出；purmats 分支只在 backward 半步写出。两个分支都先处理平均/纬向诊断，再处理 instant history 和 Grads，最后判断 restart。

iperiod 同时影响 Matsuno restart 周期和 dynav/zonal 输出周期；iecri 只控制 instant history。排查缺步时不要把这两个频率混用。

dynav 和 zonal diagnostic

平均输出门打开后，ok_dynzon 在 IOIPSL 编译条件下调用：

bilan_dyn_p(2, dtvr*iperiod, dtvr*day_step*periodav,
            ps, masse, pk, pbaru, pbarv, teta, phi, ucov, vcov, q)

bilan_dyn_p 自己在并行子域上建 dynzon history domain，内部通过 halo request 补齐 ucov/vcov/q/flux_u/flux_v 等边界，按 dt_cum/dt_app 累积到周期后由 OMP MASTER 写出。因此 bilan_dyn_p 不是简单 root-only dump，它保留并行局部纬向切片语义。

ok_dyn_ave 的 dynav 路径不同：leapfrog_p 在 master 段内先对 vcov/ucov/teta/pk/phi/q/masse/ps/phis 调 Gather_Field(...,0)，再由 mpi_rank==0 调 writedynav(itau,...)。当前源码没有实际调用 writedynav_p；并行主循环选择 gather 到 root 后复用串行写例程。

instant history 和 Grads

instant history 的 iecri 门打开后，先把位温转换为温度相关的 tsurpk，再调用 geopot_p 重算 phi，并由 ucov/cu、vcov/cv 构造 unat/vnat。随后：

• ok_dyn_ins 且启用 IOIPSL 时，gather vcov/ucov/teta/phi/q/masse/ps/phis 到 root，mpi_rank==0 调 writehist(itau,vcov,ucov,teta,phi,q,masse,ps,phis)。
• output_grads_dyn 为真时，gather unat/vnat/teta/ps/q 后在 root include write_grads_dyn.h。
• 非 purmats 下 forward Matsuno 半步不写 instant history，条件是 leapf .OR. (.NOT.leapf .AND. .NOT.forward)。

这意味着 history 文件缺字段时，先查 ok_dyn_ins/CPP_IOIPSL/iecri 和阶段过滤；字段错位或缺全局带时，再查 Gather_Field 和当前 SetDistrib 状态。

restart 写出

restart 判断分两步避免 ecritstart==0 时取模除零：

lrestart = .false.
if (itau == itaufin) lrestart = .true.
else if (ecritstart > 0 .and. MOD(itau,ecritstart) == 0) lrestart = .true.

写出时调用 dynredem1_p("restart.nc", time, vcov, ucov, teta, q, masse, ps)。dynredem1_p 内部先 Gather_Field 状态数组和 tracer，再只让 mpi_rank==0 打开 NetCDF、追加 temps 或 Time record，并重写 controle。dynredem0_p 创建文件骨架时同样只有 root 定义维度、控制数组、controle_descriptor、坐标和变量。

Mars 与非 Mars 的 time 实参不同：

purmats Mars 分支没有加 time_0-floor(time_0)，而非 purmats Mars 分支会加；这是 当前源码事实，设计意图需要维护者确认。

初始化边界

本页的写出段依赖 gcm.F 早先完成输出文件初始化：

• dynredem0_p("restart.nc",...) 创建 restart skeleton，Mars/generic 使用 planeto Time 坐标，Earth 使用 temps。
• 当前 dyn3dpar/gcm.F 在 mpi_rank==0 条件内调用 inithist 和 initdynav，与后续 gather 后 root 调 writehist/writedynav 的路径一致。
• inithist_p 和 initdynav_p 是并行 domain 初始化例程，源码中用 flio_dom_set 为本 rank 的 U/V/scalar grid 建 IOIPSL domain；但当前 gcm.F 主路径没有实际调用 inithist_p/initdynav_p。

因此 leapfrog_p 负责“何时写”和“写前如何 gather/root”，gcm.F 的 rank-0 初始化和 dynredem0_p 负责“文件结构是否已经定义”。若改回 _p 初始化例程，需要同步检查后续是否仍 gather 后复用串行写例程。

复现要点

1. 先确认当前分支是非 purmats 还是 purmats，因为 itau 推进和 Mars restart 时间实参不同。
2. ok_dynzon 走 bilan_dyn_p 并行局部累积；ok_dyn_ave 和 ok_dyn_ins 在 leapfrog_p 中 gather 后 root 写。
3. writehist_p/writedynav_p 存在，但当前主循环实际调用的是 gather 后的 writehist/writedynav。
4. dynredem1_p 自己再 gather restart 字段，root 写 NetCDF；排查并行 restart 要同时看调用前分布和 dynredem1_p 内部 gather。
5. Mars 并行 restart 不应套用串行页的单一时间公式，必须区分 purmats 和 ecritstart。

待确认

• purmats Mars 中途 restart 不加 time_0-floor(time_0) 是否为保留行为还是历史遗漏。
• leapfrog_p 中声明的 dynhist_file/dynhistave_file 未在本例程使用，实际文件名初始化由 gcm.F 承担。

相关页面

• dyn3dpar/leapfrog_p
• leapfrog_p 时间步调度
• leapfrog_p 分布/halo
• dynredem restart 写出
• history 输出初始化
• history/dynav 输出
• restart-io