caldyn0.F

路径

LMDZ.MARS\libf\dynphy_lonlat\phymars\caldyn0.F

所属目录/模块

libf/dynphy_lonlat/phymars

文件定位

lon-lat GCM 动力倾向计算例程；由 newstart.F 调用，按顺序调用 13 个 EXTERNAL 子过程完成协变/反变风转换、气压计算、空气质量、质量通量、质量辐合、垂直速度、位涡、动能、Bernoulli 函数等，最终调 sortvarc0 输出诊断。

定义的符号

符号	类型	行号	作用
`caldyn0`	subroutine	1	动力倾向计算调度；依次调 13 个 EXTERNAL 子过程

依赖的模块

use 模块	only 列表	用途	待确认
`comvert_mod`	`ap, bp`	垂直 sigma-混合坐标参数，用于 `pression` 计算气压场	无

头文件

头文件	用途
`dimensions.h`	网格维度参数（`ip1jmp1`, `ip1jm`, `llm`, `llmp1`, `iip1`, `jjp1`）
`paramet.h`	物理常量（`constang` 科氏参数等）
`comgeom.h`	几何参数（`airesurg` 格点面积等）

调用的关键例程

被调用例程	所在模块/文件	调用位置	作用
`covcont`	EXTERNAL	行 60	协变→反变风分量转换
`pression`	EXTERNAL	行 61	由 `ap, bp, ps` 计算气压场 `p`
`psextbar`	EXTERNAL	行 62	提取地表气压水平平均 `psexbarxy`
`massdair`	EXTERNAL	行 63	计算空气质量 `masse`
`massbar`	EXTERNAL	行 64	计算质量加权水平平均 `massebx, masseby`
`massbarxy`	EXTERNAL	行 65	计算质量加权 xy 平均 `massebxy`
`flumass`	EXTERNAL	行 66	计算质量通量 `pbaru, pbarv`
`convmass`	EXTERNAL	行 67	计算质量辐合 `convm`
`vitvert`	EXTERNAL	行 73	计算垂直速度 `w`
`tourpot`	EXTERNAL	行 74	计算位涡 `vorpot`
`enercin`	EXTERNAL	行 75	计算动能 `ecin`
`bernoui`	EXTERNAL	行 76	计算 Bernoulli 函数 `bern = phi + ecin`
`sortvarc0`	EXTERNAL	行 84	输出/整理诊断变量

输入

输入	来源	类型/维度	单位	含义
`itau`	`newstart`	`integer`	—	时间步编号
`ucov`	`newstart`	`real (ip1jmp1, llm)`	m/s	协变纬向风
`vcov`	`newstart`	`real (ip1jm, llm)`	m/s	协变经向风
`teta`	`newstart`	`real (ip1jmp1, llm)`	K	位温
`ps`	`newstart`	`real (ip1jmp1)`	Pa	地表气压
`masse`	`newstart`	`real (ip1jmp1, llm)`	kg	空气质量（输入/输出）
`pk`	`newstart`	`real (iip1, jjp1, llm)`	—	Exner 函数
`phis`	`newstart`	`real (ip1jmp1)`	m²/s²	地表位势
`time`	`newstart`	`real`	s	模拟时间

输出（内部计算，传给 sortvarc0）

输出	去向	类型/维度	单位	含义
`phi`	`sortvarc0`	`real (ip1jmp1, llm)`	m²/s²	位势
`w`	`sortvarc0`	`real (ip1jmp1, llm)`	Pa/s	垂直速度
`pbaru`	`sortvarc0`	`real (ip1jmp1, llm)`	—	纬向质量通量
`pbarv`	`sortvarc0`	`real (ip1jm, llm)`	—	经向质量通量
`vorpot`	`sortvarc0`	`real (ip1jm, llm)`	s⁻¹	位涡
`bern`	`sortvarc0`	`real (ip1jmp1, llm)`	m²/s²	Bernoulli 函数
`dp`	`sortvarc0`	`real (ip1jmp1)`	Pa	底层质量辐合/面积

共享状态与副作用

通过头文件 comgeom.h 读取 airesurg（格点面积）和 constang（科氏参数）。
通过 comvert_mod::ap, bp 读取垂直坐标参数。
EXTERNAL 子过程（advect, traceur 等）通过 EXTERNAL 声明但部分未在本例程体中直接调用。

核心逻辑

风分量转换（行 60）：covcont 把协变风 ucov, vcov 转换为反变风 ucont, vcont。
气压与质量计算（行 61-66）：pression 由 ap, bp, ps 算气压 p；psextbar 提取地表气压水平平均；massdair 计算空气质量；massbar/massbarxy 计算质量加权水平平均；flumass 计算质量通量。
质量辐合与底层气压倾向（行 67-71）：convmass 计算质量辐合 convm，底层 dp = convm(1)/airesurg。
垂直速度、位涡、动能、Bernoulli（行 73-76）：依次计算 w, vorpot, ecin, bern = phi + ecin。
绝对涡度（行 78-82）：ang = ucov + constang（相对涡度 + 科氏参数）。
诊断输出（行 84-85）：sortvarc0 收集所有诊断变量输出。

伪代码

covcont(ucov, vcov) -> ucont, vcont
pression(ap, bp, ps) -> p
psextbar(ps) -> psexbarxy
massdair(p) -> masse
massbar(masse) -> massebx, masseby
massbarxy(masse) -> massebxy
flumass(massebx, masseby, vcont, ucont) -> pbaru, pbarv
convmass(pbaru, pbarv) -> convm

for each grid point ij:
    dp(ij) = convm(ij, 1) / airesurg(ij)

vitvert(convm) -> w
tourpot(vcov, ucov, massebxy) -> vorpot
enercin(vcov, ucov, vcont, ucont) -> ecin
bernoui(phi, ecin) -> bern

for each (ij, l):
    ang(ij, l) = ucov(ij, l) + constang(ij)

sortvarc0(itau, ucov, teta, ps, masse, pk, phis, vorpot, phi, bern, dp, time, vcov)

参与的主题流程

主题	参与方式
动力核心	计算 lon-lat GCM 动力倾向；由 `newstart` 在时间循环中调用

写法特点

固定格式 Fortran（.F），续行符 $。
独立子程序（非 module），通过 EXTERNAL 声明引用 13 个子过程。
使用头文件（dimensions.h, paramet.h, comgeom.h）定义网格和物理常量。
部分 EXTERNAL 声明（advect, traceur）在例程体中未被直接调用，可能为遗留声明。
数组维度由头文件宏定义（ip1jmp1, ip1jm, llm 等）。

复现要点

需要 comvert_mod::ap, bp 已初始化。
需要头文件提供正确的网格维度参数。
newstart.F 行 2005 为唯一调用方。
所有 EXTERNAL 子过程需在同一链接中可用。
sortvarc0 负责最终诊断输出，需确认其具体行为。

待确认

EXTERNAL 声明中的 advect 和 traceur 是否曾在本例程中被调用或仅为遗留声明。
sortvarc0 的具体输出行为（诊断文件/XIOS）。
massbar 和 massbarxy 的精确差异。
与 GCM 动力核心（dynzon 或 dissip）的关系。

caldyn0.F

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所属目录/模块

文件定位

定义的符号

依赖的模块

头文件

调用的关键例程

输入

输出（内部计算，传给 sortvarc0）

共享状态与副作用

核心逻辑

伪代码

参与的主题流程

写法特点

复现要点

待确认

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