jthermcalc.F

路径

LMDZ.MARS\libf\aeronomars\jthermcalc.F

所属目录/模块

libf/aeronomars

文件定位

基础版热层光吸收系数计算器：按 36 个光谱区间对 13 种大气物种的柱密度做查表插值，把结果写入共享数组 jfotsout(ninter, 物种槽位, nlayer)。本文件是早期版本（2002 年 FGG 初版，2003 年 MAC 修改），当前代码中未发现任何直接调用点，已被 E107 增强版 jthermcalc_e107_mod.F取代。

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：param_v4_h 中的 crscabsi2（吸收截面）、jabsifotsintpar（查表光吸收系数）、c1_16/c17_24/c25_29/c30_31/c32–c36（各区间查表柱密度）、co2crsc195/co2crsc295（CO₂ 截面温度端点）、t0（参考温度）、ninter/nz2（维度参数）。
• 写：param_v4_h::jfotsout（光吸收系数输出缓存），全量覆盖写入。
• 无 SAVE / THREADPRIVATE：本文件自身不声明 SAVE 或 THREADPRIVATE 变量。
• 标准输出：插值越界时打印诊断信息（第 199–209 行）。
• MESOSCALE 编译宏：abort_physic 仅在 #ifndef MESOSCALE 条件下调用。

核心逻辑

1. 日/夜判断（第 97–104 行）：zenit > 140° 为夜间，设 dn='n' 并立即 return，jfotsout 不被更新。
2. 初始化 jfotsout 为零（第 107 行）：日间情形下把整个三维数组清零。
3. 温度截断（第 111–115 行）：构造辅助温度 t2，截断到 [195 K, 295 K]，用于 CO₂ 截面温度修正。
4. 柱密度计算（第 118–120 行）：调用 column 计算 13 个物种的柱密度数组 co2colx、o2colx、o3pcolx、h2colx、h2ocolx、h2o2colx、o3colx、n2colx、ncolx、nocolx、cocolx、hcolx、no2colx。
5. CO₂ 温度修正辅助列（第 124–129 行）：从顶层向下累积，用 rm(i,i_co2) 与 |t2(i) - t0(i)| 构造 coltemp。注意第 126 行有一行被注释掉的累积项。
6. CO₂ 截面温度系数（第 132–138 行）：为区间 24–32 计算 sigma（195 K 截面）和 alfa（温度线性修正系数）。
7. 分区间插值（第 148–1031 行）：按 36 个光谱区间分组，每组：
   • 构造加权柱密度输入 auxcolinp（不同区间吸收物种组合不同）；
   • 从 jabsifotsintpar 和对应查表柱密度数组中取出参考值；
   • 调用 interfast 做线性插值；
   • 把插值结果写入 jfotsout(indexint, 物种槽位, 层)；
   • 区间 24–32 施加 CO₂ 温度修正因子 cortemp * (1 + alfa * (t2 - t0))。

光谱区间分组

伪代码

jthermcalc(ig, nlayer, chemthermod, rm, nesptherm, tx, iz, zenit):
  if zenit > 140°:
    return                          # 夜间，不更新 jfotsout

  jfotsout = 0                      # 全清零

  t2 = clamp(tx, 195, 295)          # 温度截断用于 CO₂ 修正

  call column(...) → 13 个柱密度数组

  coltemp = 从顶向下累积 rm(CO₂) × |t2 - t0| × Δz   # CO₂ 温度修正辅助列

  sigma, alfa = CO₂ 截面温度系数（区间 24–32）

  for 每个光谱区间 indexint in 1..36:
    auxcolinp = 按区间吸收物种加权组合柱密度
    auxj* = jabsifotsintpar 查表光吸收系数
    auxcoltab = 对应区间查表柱密度
    call interfast(auxcolinp, auxcoltab) → wm, wp, auxind
    for 每个物种:
      jfotsout(indexint, 物种, 层) = wm × auxj(ind+1) + wp × auxj(ind)
    if indexint in 24..32:
      cortemp = exp(-sigma × alfa × coltemp)     # CO₂ 温度修正
      jfotsout(CO₂) *= cortemp × (1 + alfa × (t2 - t0))

    if chemthermod >= 2:
      写入 N / NO / NO₂ 扩展物种的 jfotsout

参与的主题流程

写法特点

• 固定格式 Fortran 77 风格（.F 扩展名但使用 module/end module 结构）。
• 硬编码 i_co2=1（第 92 行），注释明确要求必须与 chemthermos.F90 保持一致。
• chemthermod >= 2 条件门控扩展物种（N/NO/NO₂）——低模式下只计算基础 10 种。
• 层序反转：auxcolinp(nlayer-i+1) 从底向上排列供 interfast 使用，写回 jfotsout 时再次反转。
• 插值越界保护：ind+1 > nz2 或 ind <= 0 时打印诊断并在非 MESOSCALE 模式下 abort_physic。
• CO₂ 温度修正的 cortemp 限幅：sigma × alfa × coltemp < 60 时取指数衰减，否则置零。

复现要点

• jfotsout 维度由 param_v4_h::ninter（光谱区间数，应 ≥ 36）和物种槽位最大索引（应 ≥ 13）决定。
• 夜间 zenit > 140° 时不更新 jfotsout，调用方须自行处理旧值或零值。
• coltemp 构造中第 126 行注释掉的 coltemp(i+1)+ 累积项——当前实现不包含层间累积，每层独立计算。
• 本文件与 jthermcalc_e107_mod.F的光谱区间分组和物种槽位编号完全一致，但后者额外引入了 E107 太阳活动参数化、日火距离修正和 callkeys_mod 开关。

待确认

• iz 的物理含义与单位（米？千米？几何高度还是位势高度？）。
• jfotsout 的物理单位（s⁻¹ 光吸收率还是其他）。
• 第 126 行注释掉的 coltemp(i+1)+ 是否为历史 bug 修复，还是有意移除层间累积。
• 本文件是否仍被编译进当前版本（源码中未发现任何 call jthermcalc 或 use jthermcalc_mod）。

相关页面

• jthermcalc_e107_mod.F（E107 增强版，当前使用中的替代）。
• jthermcalc_util.F（共享工具例程 column 和 interfast）。
• param_v4_h.F90（共享参数模块）
• hrtherm.F（上游调用方，调用 jthermcalc_e107）
• euvheat.F90（间接上游）
• chemthermos.F90（热层化学主例程，i_co2 一致性要求）