euvheat.F90

路径

LMDZ.MARS\libf\aeronomars\euvheat.F90

所属目录/模块

libf\aeronomars

文件定位

euvheat.F90 定义 euvheat_mod，提供热层 EUV 吸收加热例程 euvheat。它在 thermosphere_mod 的 calleuv 分支下逐格点调用：先用输入温度/示踪物及其当前倾向外推到时间步末，再把质量混合比转换成数密度矩阵 rm，调用 hrtherm 得到每层总光吸收 jtot，最后用 callkeys_mod::euveff、cpnew/rnew/pplay/zt 把 jtot 换算为温度倾向 pdteuv。

该文件处在 thermosphere_mod -> euvheat -> hrtherm -> jthermcalc_e107 链路中；thermosphere_mod 随后把 pdteuv 累加回 pdt，且热传导 conduction 会看到已包含 EUV 的预测温度。

定义的符号

依赖的模块

调用的关键例程

输入

输出

共享状态与副作用

• 首次调用时保存并线程私有化 nespeuv/euvmod/rm/g_* / firstcall；rm 在第 357 行按 (nlayer,nespeuv) 分配，结尾的 deallocate(rm) 被注释，数组跨调用保留。
• 首次调用会检查必需 tracer；缺失 CO2/O/O2/H2/OH/HO2/H2O2/H2O/O1D/CO/H/O3 会 write(*,*) 后 stop。NO 缺失时不停止，只打印“不做 N species in UV heating”；若 NO 存在，则要求 N2/N/NO2/N2D 同时存在，否则停止。
• 首次调用会打印 euvheat: Computing absorption by ... species；错误路径也打印并 stop。
• 不写文件，不调用 getin/abort_physic。
• pplev、n 局部变量未在活跃计算中使用；zlocal(1) 连续赋值为 zzlay(ig,1) 与 zzlay(ig,1)/1000.，最终传给 hrtherm 的是 km。

核心逻辑

1. 首次调用初始化（第 150-359 行）：读取 GCM tracer 索引，按源码硬编码物种槽位检查必需物种；默认 euvmod=0，O3 存在后设为 1，NO 存在后设为 2 并启用 N 族检查；按 euvmod 校验 nespeuv 为 11/12/17。
2. 构造时间步末局地状态（第 364-392 行）：对参与物种做 zq=pq+pdq*ptimestep；温度做 zt=pt+pdt*ptimestep。若 euvmod 越界则打印并 stop。
3. 逐格点准备辐射输入（第 395-428 行）：zenit=acos(mu0)*180/pi；密度 dens=pplay/(rnew*zt)/1.66e-21；把各物种质量混合比除以 mmol 后填入 rm(l,i_*)；高度 zzlay 转为 km，温度拷贝到 tx。
4. 调用光吸收核（第 430 行）：call hrtherm(ig,nlayer,euvmod,rm,nespeuv,tx,zlocal,zenit,zday,jtot)，得到每层 jtot。夜间置零由 hrtherm 内部处理。
5. 换算温度倾向（第 440-442 行）：pdteuv=euveff*jtot/10/(cpnew*pplay/(rnew*zt))。源码注释说明太阳距离修正不在这里乘，因为 flujo.F 中的太阳通量已修正。

伪代码

euvheat(...):
  if firstcall:
    read required tracer indexes from tracer_mod
    stop if mandatory C/O/H/O3 species are missing
    if NO exists:
      euvmod=2 and require N2/N/NO2/N2D
    else:
      euvmod=1 after mandatory O3 check
    check nespeuv count; allocate rm(nlayer,nespeuv); firstcall=false

  for each layer and grid:
    zq(selected tracers) = pq + pdq*ptimestep
    zt = pt + pdt*ptimestep

  for each grid column:
    zenit = acos(mu0)*180/pi
    for each layer:
      dens = pplay/(rnew*zt)/1.66e-21
      rm(:, selected species) = zq*density/mmol
      tx = zt
      zlocal = zzlay/1000
    call hrtherm(..., rm, tx, zlocal, zenit, zday, jtot)
    for each layer:
      pdteuv = euveff*jtot/10/(cpnew*pplay/(rnew*zt))

参与的主题流程

写法特点

• 自由格式 .F90 模块，但保留大量固定格式风格续行和旧注释。
• rm 是 double precision, allocatable, save，且 THREADPRIVATE；分配后不释放。
• euvmod 实际由 tracer 配置决定：O3 缺失会停止，因此正常通过初始化后至少为 1；NO 存在时切到 2 并启用 N 族物种。
• euveff 从 callkeys_mod 读取；旧的局部 real euveff 与 euveff=0.16 注释块已停用。
• 源码会校验 OH/HO2/O1D/N2D 等 tracer，但 hrtherm 的可见吸收打包只消费 CO2/O2/O/H2O/H2/H2O2/O3/N2/N/NO/NO2/CO/H；下游 jthermcalc_e107 对完整 rm 的使用需看对应文件页。

复现要点

• callthermos 和 calleuv 共同决定是否运行该路径；conf_phys 中还要求 calleuv 依赖 callthermos。
• tracer 列表必须满足源码检查；O3 对 calleuv 是强制项，NO 是 N 族路径开关。
• 物种槽位必须与 chemthermos.F90、hrtherm.F、jthermcalc*、paramfoto_compact.F 同步；源码注释明确要求同步修改。
• pdteuv 依赖当前步外推状态 pq+pdq*dt、pt+pdt*dt，因此上游倾向会影响 EUV 加热输入温度和成分。
• 单位换算链路是 jtot(erg/s) -> euveff*jtot/10 -> 除以体积热容 cpnew*pplay/(rnew*zt) 得到 K/s；太阳距离修正不在本例程重复乘。

待确认

• 1.66e-21 和 /10. 两个换算常数的完整单位推导需结合 hrtherm/jthermcalc_e107 和历史文献确认。
• jthermcalc_e107 对 rm 各物种槽位的实际使用范围见 jthermcalc_e107_mod.F，仍需结合具体 chemthermod 配置确认运行分支。
• case(0) 的 euvmod 分支在当前 O3 强制检查后是否仍可能到达，待开发者或历史配置确认。

相关页面

• aeronomars/index：aeronomars 目录总览。
• hrtherm：被本例程逐列调用，计算 jtot。
• conduction：调用顺序上在 EUV 加热之后，预测温度会包含 pdteuv。
• callkeys_mod：提供 calleuv 与 euveff。
• conc_mod：提供 rnew/cpnew。
• thermosphere_mod：热层物理过程总调度。
• chemthermos：共享同一套热层物种槽位的热层化学主例程。
• jthermcalc_e107_mod.F：核对 rm/jfotsout 的下游使用。