iono_h.F90

快速理解

它做什么： 电离层/离子化学共享状态模块，保存 18 个物种平衡标志和 27 个离子反应系数数组。

基本过程： allocate_param_iono 分配 → paramfoto_compact 读取算离子化学速率 → temp_elect 按高度返回电子温度。

关键结果： tau*/*_eq 数组（被 paramfoto_compact 读取）和电子温度（被 calchim_mod 调用）。

路径

LMDZ.MARS\libf\aeronomars\iono_h.F90

所属目录/模块

libf\aeronomars

文件定位

iono_h.F90 定义 iono_h，是电离层/离子化学的共享状态模块。它保存 18 个物种“平衡标志”字符数组（*_eq，长度 nlayer）和 27 个离子/中性物种反应系数数组 tau*（real*8 (nreact,nlayer)），全部 SAVE/ALLOCATABLE 并 THREADPRIVATE；提供分配例程 allocate_param_iono 和电子温度函数 temp_elect。physiq_mod 在初始化时调用 allocate_param_iono 分配数组，paramfoto_compact 读取 tau*/*_eq 计算离子化学速率，calchim_mod 调用 temp_elect 取电子温度。

定义的符号

符号	类型	行号	作用
`iono_h`	module	1（`END MODULE` 173）	电离层共享状态模块
`allocate_param_iono`	subroutine	57（`END` 110）	按 `nlayer,nreact` 分配 18 个标志数组与 27 个 `tau*` 数组
`temp_elect`	function	114（`end` 171）	按高度计算电子温度（Viking 或 MAVEN 剖面）
`o1d_eq` 等 18 个	character*1 save allocatable	5–22	物种平衡标志 `(nlayer)`：`o1d_eq,ho2_eq,oh_eq,h_eq,n2d_eq,no2_eq,o3_eq,no_eq,cplus_eq,coplus_eq,oplus_eq,n2plus_eq,hplus_eq,co2plus_eq,o2plus_eq,noplus_eq,nplus_eq,hco2plus_eq`
`tauco2` 等 27 个	real*8 save allocatable	23–49	物种反应系数 `(nreact,nlayer)`：`tauco2,tauo2,tauo3p,tauco,tauh,tauoh,tauho2,tauh2,tauh2o,tauo1d,tauh2o2,tauo3,taun,tauno,taun2,taun2d,tauno2,tauco2plus,tauoplus,tauo2plus,taucoplus,taucplus,taunplus,taunoplus,taun2plus,tauhplus,tauhco2plus`

依赖的模块

use 模块	only 列表	用途	待确认
无	-	-	自包含模块，无 `use` 依赖

调用的关键例程

被调用例程	所在模块/文件	调用位置	作用
无外部例程	-	-	`allocate_param_iono` 仅 `allocate`；`temp_elect` 仅用 `tanh` 与表插值

输入

allocate_param_iono(nlayer,nreact)：nlayer、nreact（integer）。 temp_elect(zkm,tt,origin)：zkm 高度(km)、tt 中性温度(K)、origin 来源（1=Viking，2=MAVEN）。

输出

输出	去向	类型/维度	含义
18 个 `_eq` + 27 个 `tau`	`paramfoto_compact` 等读取	char/real*8 数组	离子化学平衡标志与反应系数
`temp_elect` 返回值	`calchim_mod:821`	real	电子温度(K)

共享状态与副作用

45 个模块数组为 SAVE, ALLOCATABLE，并用 !$OMP THREADPRIVATE（第 51–53 行）声明；模块外可读取。
allocate_param_iono 仅分配，不赋初值，也无对应 deallocate 例程（见待确认）。
temp_elect 为纯函数性质（无副作用），但对 origin 非 1/2 打印错误并回退中性温度；photochemistry_mod 的 temp_elect(nlayer) 是调用方传入的电子温度数组，不是本函数调用。
无文件 I/O、无 getin、无 abort。

核心逻辑

allocate_param_iono(nlayer,nreact)（第 57–110 行）：allocate 18 个 *_eq(nlayer) 与 27 个 tau*(nreact,nlayer)。

temp_elect(zkm,tt,origin)（第 114–171 行）：

Viking 表 zhanson=(120,130,150,175,200,225,250,275,300)、tehanson=(tt,200,300,500,1250,2000,2200,2400,2500)。
origin=1（Viking）：zkm≤120 → tt；zkm≥300 → 2500；其间对 zhanson/tehanson 线性插值。
origin=2（MAVEN，Ergun et al. GRL 2015）：zkm≤120 → tt；否则 temp_elect=(3140+120)/2 + (3140-120)/2*tanh((zkm-241)/60)。
其他 origin：打印错误，回退 tt。

伪代码

allocate_param_iono(nlayer, nreact):
  allocate *_eq(nlayer) for 18 species
  allocate tau*(nreact, nlayer) for 27 species

temp_elect(zkm, tt, origin):
  if origin == 1:                       # Viking
    if zkm <= 120: return tt
    if zkm >= 300: return 2500
    linear-interp tehanson over zhanson -> return
  else if origin == 2:                  # MAVEN
    if zkm <= 120: return tt
    return (3140+120)/2 + (3140-120)/2 * tanh((zkm-241)/60)
  else:
    print error; return tt

参与的主题流程

主题	参与方式
电离层 / 离子化学	`physiq` 分配数组；`paramfoto_compact` 用 `tau`/`_eq` 算离子反应速率；`calchim` 用 `temp_elect` 取电子温度驱动电子温度依赖反应

写法特点

自由格式 .F90 模块；45 个数组全 SAVE+ALLOCATABLE+THREADPRIVATE。
character*1 平衡标志 + real*8 反应系数，物种覆盖中性（CO2/O2/O/H2O/…）与离子（CO2+/O+/O2+/…/HCO2+）。
temp_elect 内置 Viking 表与 MAVEN tanh 公式；MAVEN 公式注释说明 Langmuir 探针 <500K 不敏感，低热层(<150km)可能高估。
allocate_param_iono 无对应 deallocate；无分配前 allocated 守卫。
photochemistry_mod 另有同名哑元数组 temp_elect(nlayer)，与本函数无关（名称遮蔽）。

复现要点

须先 allocate_param_iono(nlayer,nreact) 再使用 tau*/*_eq；nreact 须与离子化学网络反应数一致。
temp_elect 依赖 origin：Viking(1) 用表插值，MAVEN(2) 用 tanh 公式；二者给出不同电子温度，影响电子温度依赖反应速率。
数组 THREADPRIVATE，并行复现需确认各线程完成分配。
无 deallocate 例程，重复分配需调用方自行避免。

待确认

无 deallocate_param_iono 是否有意（依赖进程退出释放或调用方管理）。
*_eq 标志的取值约定（如 'y'/'n'）与赋值方，待 paramfoto_compact/chemthermos 文件页确认。
tau* 的赋值例程（疑为 paramfoto_compact 或 jthermcalc*），待相关文件页确认。