hrtherm.F

路径

LMDZ.MARS\libf\aeronomars\hrtherm.F

所属目录/模块

libf\aeronomars

文件定位

hrtherm.F 定义 hrtherm_mod，提供例程 hrtherm，计算热层 EUV 光吸收加热率 jtot（erg/s）。它把各物种数密度打包到 xabsi，调用 jthermcalc_e107 计算光吸收系数（写入 param_v4_h::jfotsout），再按区间与物种加权求和得到每层总光吸收。夜间（太阳天顶角 zenit>140°）直接置 jtot=0 返回。该例程由 euvheat 在 EUV 加热路径中逐列调用，属 thermosphere_mod → euvheat → hrtherm → jthermcalc_e107 链路。

作者：fgg，2002-02 初版、2002-11 第二版（源码第 13–14 行）。

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

• 读取 param_v4_h 共享量 ninter/nabs/jfotsout/fluxtop/freccen；不直接写这些数组（jfotsout 由被调用的 jthermcalc_e107 写入）。
• 无 SAVE/THREADPRIVATE 本地变量；无文件 I/O；无 getin/abort/诊断打印。
• 无 intent 声明（第 34–41 行）。
• 夜间（zenit>140）提前 return，jtot 置 0。

核心逻辑

1. 日/夜判定（第 80–91 行）：zenit>140° → dn='n'，jtot(:)=0 后 return；否则 dn='d'。
2. 初始化（第 94–96 行）：jergs=0、xabsi=0、jtot=0。
3. 打包数密度到 xabsi(species,layer)（第 98–118 行）：(1)=co2,(2)=o2,(3)=o,(4)=h2o,(5)=h2,(6)=h2o2 恒填；euvmod>=1 填 (7)=o3；euvmod>=2 填 (8)=n2,(9)=n,(10)=no,(13)=no2；恒填 (11)=co,(12)=h。
4. 计算光吸收系数（第 121–122 行）：call jthermcalc_e107(ig,nlayer,euvmod,rm,nespeuv,tx,iz,zenit,zday)（写入 jfotsout）。
5. 总光吸收求和（第 125–135 行）：对每层 i、物种 j=1..nabs、区间 indexint=1..ninter： jergs(indexint,j,i)=jfotsout(indexint,j,i)*xabsi(j,i)*fluxtop(indexint)/(0.5e9*freccen(indexint))，jtot(i)+=jergs。

伪代码

hrtherm(ig,nlayer,euvmod,rm,nespeuv,tx,iz,zenit,zday,jtot):
  if zenit > 140:           # night
    jtot(:) = 0; return
  jergs=0; xabsi=0; jtot=0
  for i=1..nlayer:
    xabsi(1,i)=rm(i,i_co2); xabsi(2,i)=rm(i,i_o2); xabsi(3,i)=rm(i,i_o)
    xabsi(4,i)=rm(i,i_h2o); xabsi(5,i)=rm(i,i_h2); xabsi(6,i)=rm(i,i_h2o2)
    if euvmod>=1: xabsi(7,i)=rm(i,i_o3)
    if euvmod>=2: xabsi(8,i)=rm(i,i_n2); xabsi(9,i)=rm(i,i_n)
                  xabsi(10,i)=rm(i,i_no); xabsi(13,i)=rm(i,i_no2)
    xabsi(11,i)=rm(i,i_co); xabsi(12,i)=rm(i,i_h)
  call jthermcalc_e107(ig,nlayer,euvmod,rm,nespeuv,tx,iz,zenit,zday)  # fills jfotsout
  for i=1..nlayer:
    jtot(i)=0
    for j=1..nabs:
      for indexint=1..ninter:
        jergs(indexint,j,i)=jfotsout(indexint,j,i)*xabsi(j,i)*fluxtop(indexint)/(0.5e9*freccen(indexint))
        jtot(i)=jtot(i)+jergs(indexint,j,i)

参与的主题流程

写法特点

• 固定格式 .F（续行第 1 列 ./$）。
• 物种索引 i_co2..i_n2=1..17 为 PARAMETER 硬编码；源码注释（第 44–45 行）警告必须与 chemthermos.F90 中同名索引一致，否则错物种。
• 旧版索引映射（第 63–75 行）被注释保留。
• euvmod 阶梯式启用物种：0=基本 6+co+h；1=+o3；2=+n2/n/no/no2。
• 无 intent 声明；局部 k 声明后未用。
• 归一化常数 0.5e9 硬编码于 jergs 公式。

复现要点

• 物种索引须与 chemthermos.F90 严格一致（源码注释要求）；改任一处须同步另一处。
• jtot 依赖 param_v4_h::jfotsout（由 jthermcalc_e107 当步写入）、fluxtop/freccen（fluxtop 初始化见 param_read/param_read_e107，freccen 由 param_v4_h 的 fill_data_thermos 设置）。
• 夜间 zenit>140° 直接返回 0，不调用 jthermcalc_e107。
• euvmod 决定光吸收物种集，影响 jtot 量级；复现须用相同 euvmod。
• 单位：jtot 为 erg/s（非 SI），下游 euvheat 负责换算为 K/s 加热率。

待确认

• iz 的物理含义与单位（传给 jthermcalc_e107，本例程不直接用其数值）。
• 0.5e9 归一化常数的来源（erg 与 photon 通量换算）。

相关页面

• aeronomars/index：aeronomars 目录总览，本文件在其“热层”分类下。
• euvheat.md：EUV 加热率换算与 hrtherm 调用点。
• jthermcalc_e107_mod.F：被调方文件页，计算并写入 jfotsout。
• param_v4_h：共享参数模块文件页，定义 ninter/nabs/jfotsout/fluxtop/freccen，并确认 freccen 由 fill_data_thermos 硬编码设置。
• chemthermos：共享同一套热层物种索引的热层化学主例程。