chemistrydata.F90

路径

LMDZ.MARS\libf\aeronomars\chemistrydata.F90

所属目录/模块

libf\aeronomars

文件定位

chemistrydata.F90 定义 chemistrydata_mod，是光化学离线光解的查找表数据模块。它用编译期参数声明光解查找表的六个维度（物种、高度、臭氧、太阳天顶角、温度、尘埃不透明度），保存三个 SAVE/PROTECTED/THREADPRIVATE 数据数组（光解速率表 jphot、空气柱剖面 colairtab、臭氧柱网格 table_ozo）以及两张参数表（szatab、tautab），并提供读取例程 read_phototable。

read_phototable 在 calchim_mod 的 firstcall 中、photochem .and. .not. jonline（离线光解）条件下被调用一次，从 datadir 读取默认名为 jmars.20140930 的查找表文件（可由 phototable 配置键覆盖），master 读取后广播到所有核。表数据随后由 photolysis.F90 的 photolysis 例程做多维插值，得到光解速率 v_phot，再由 photochemistry_mod 组装反应矩阵并积分化学物种。

作者：Franck Lefevre，VERSION 8/10/2014（源码第 48、50 行）。

定义的符号

依赖的模块

read_phototable 内：

调用的关键例程

输入

read_phototable 无哑元参数，输入来自配置与文件：

输出

共享状态与副作用

• jphot、colairtab、table_ozo 为 SAVE, PROTECTED 模块变量，并用 !$OMP THREADPRIVATE 声明（第 31、33、35 行）；模块外只读，仅由 read_phototable（master）写入并经 bcast 分发。
• szatab、tautab 与六个维度参数为 PARAMETER，编译期固定。
• 文件 I/O 仅在 master 进程执行；非 master 进程的数组值由 bcast 获得。
• 文件单位 fic=81 硬编码（第 83 行）；若其他例程同时使用单位 81 可能冲突。
• 读取前向标准输出打印文件名，读取后打印 lookup table...ok。
• 文件缺失时打印诊断信息并调用 abort_physic 中止。

核心逻辑

1. 文件名：phototable="jmars.20140930"（默认），call getin_p("phototable",phototable) 允许 def 文件覆盖（第 77–81 行）。
2. master 打开：open(fic,...,file=trim(datadir)//"/"//trim(phototable),iostat=ierr)；ierr/=0 时打印帮助信息（提示用 datadir=/phototable= 配置）并 abort_physic（第 85–100 行）。
3. 嵌套读取（第 108–124 行）：itau(1..ntau) × itemp(1..ntemp) × iozo(1..nozo) × isza(1..nsza) × iz(nz..1,-1)，每次迭代：
   • 自由格式读一行 colairtab(iz), xsza, table_ozo(iozo)（第 113 行）；
   • 按 (7e11.4) 格式读 nd=13 个 jphot(itemp,isza,iz,iozo,itau,ij)（第 114 行）；
   • 把等于 1.e-30 的哨兵值置 0.（第 115–119 行）。
4. 关闭：close(fic)（第 127 行）。
5. 广播：bcast(colairtab)、bcast(table_ozo)、bcast(jphot)（第 132–134 行）。

伪代码

read_phototable():
  phototable = "jmars.20140930"
  call getin_p("phototable", phototable)
  fic = 81
  if is_master:
    open fic, file=datadir//"/"//phototable, iostat=ierr
    if ierr /= 0:
      print help; call abort_physic(...)
    for itau=1..ntau:
      for itemp=1..ntemp:
        for iozo=1..nozo:
          for isza=1..nsza:
            for iz=nz..1 (step -1):
              read fic: colairtab(iz), xsza, table_ozo(iozo)
              read fic (7e11.4): jphot(itemp,isza,iz,iozo,itau, 1..nd)
              for ij=1..nd:
                if jphot(...)==1.e-30: jphot(...)=0.
    close fic
  call bcast(colairtab); call bcast(table_ozo); call bcast(jphot)

参与的主题流程

写法特点

• 自由格式 .F90 模块，PROTECTED 防止模块外写共享数组。
• 查找表维度用 PARAMETER 固定，便于下游 use 同一维度做插值循环。
• 每行文件含一个 xsza（该行对应的太阳天顶角），但代码读入后未使用——SZA 网格实际用参数 szatab，xsza 为丢弃式读取。
• 1.e-30 作为表内哨兵值，读入时归零。
• 文件单位 81 与默认文件名 jmars.20140930 均硬编码。

复现要点

• 需要 datadir 中存在查找表文件（默认 jmars.20140930），否则 abort_physic 中止；可用 callphys.def 的 datadir= 和 phototable= 覆盖。
• 表仅在 photochem=true 且 jonline=false（离线光解）时载入；jonline=true 走 init_photolysis 在线路径，不读本表。
• master-only 读取 + bcast：并行复现依赖广播正确分发；非 master 进程不得在 read_phototable 返回前读取 jphot。
• 文件格式固定：每个 (itau,itemp,iozo,isza,iz) 块为一行自由格式（柱、sza、ozo）+ 一行 (7e11.4) 的 13 个速率；iz 自顶向下（nz→1）读取。
• jphot 约 1124 万个实数（4×27×143×7×8×13），内存与文件规模较大。

待确认

• abort_physic 的宿主模块未在本例程 use 列表显式声明，可能经 mod_phys_lmdz_para 间接可用；待确认。
• jphot(:,:,:,:,:,:,ij) 中 ij=1..nd=13 各维度对应的具体光解反应/物种，由 photolysis 的下游映射和 photochemistry_mod 的 v_phot 消费路径决定；本文件不含该映射。
• 文件每行的 xsza 被丢弃而改用 szatab，是否意味着文件内 SZA 必须与 szatab 严格一致，否则静默错位；待确认文件生成约定。

相关页面

• aeronomars/index：aeronomars 目录总览，本文件在其“光化学”分类下。
• datafile_mod：提供 datadir 数据目录路径。
• calchim_mod：调用方文件页，含 read_phototable 调用点与 photochem/jonline 分支。
• photochemistry_mod：photolysis 得到的 v_phot 下游使用点，组装反应矩阵并积分化学物种。
• photolysis：jphot 多维插值和 v_phot 槽位映射方。
• photolysis_mod.F90 / photolysis_online.F：在线光解路径文件页。