check_fields.F90

路径

LMDZ.MARS\libf\phymars\check_fields.F90

所属目录 / 模块

libf\phymars

文件定位

check_fields.F90 定义 check_fields_mod，为 physiq 主物理步提供可选的防御性场检查。它不改变物理状态，也不输出 NetCDF；当 physiq_mod.F 中 check_physics_inputs 或 check_physics_outputs 开关打开时，分别在物理步开始和结束调用 check_physics_fields，检查温度、水平风、表面压力和 tracer 场是否出现 NaN 或超出硬编码的合理范围。

该文件的定位是调试和复现实验保护：正常生产路径默认不开启这些检查；一旦检查失败，它先向标准输出打印具体格点、层号和值，然后通过 abort_physic 中止物理步。

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

• 模块内定义硬编码默认阈值：温度 50-350 K，风速绝对值上限 500 m/s，表面压力 80-2000 Pa。
• check_physics_fields 本身没有可选阈值参数；只有底层 check_temperature、check_winds、check_ps 支持直接调用时覆盖阈值。
• 所有检查都只读输入数组，不写回 temp/u/v/pplev/q。
• 出错时通过 write(*,*) 打印诊断，随后 check_physics_fields 调用 abort_physic 中止。
• abort_physic 在本文件中没有显式 use；按当前源码只能确认它由构建/宿主作用域提供，需在接口清理时再确认来源。

核心逻辑

1. check_physics_fields 初始化 ok_q=.true.，然后依次调用温度、风、表面压力检查。
2. 表面压力检查使用 pplev(:,1)，即假定 physiq 传入的第一个界面压力是近地表压力。
3. 若 nqmx>=1，继续调用 check_tracers 检查所有 tracer。
4. 任一 ok_t、ok_w、ok_ps、ok_q 为 .false. 时，调用 abort_physic("check_physics_fields", trim(message)//" Invalid field values", 1)。
5. check_temperature 遍历 klon*klev，用 x.ne.x 检测 NaN，并检查 50-350 K 默认范围。
6. check_winds 分别检查 u、v 的 NaN 和 abs(value)>500。
7. check_ps 遍历 klon，检查 NaN 和 80-2000 Pa 范围。
8. check_tracers 对每个 tracer 统计 NaN 和负值；NaN 会让 ok=.false.，负值只打印 warning，不会中止。

伪代码

check_physics_fields(message, temp, u, v, pplev, q):
    ok_q = true
    check_temperature(message, temp, ok_t)
    check_winds(message, u, v, ok_w)
    check_ps(message, pplev(:,1), ok_ps)
    if nqmx >= 1:
        check_tracers(message, q, ok_q)

    if any of ok_t, ok_w, ok_ps, ok_q is false:
        abort_physic("check_physics_fields",
                     message + " Invalid field values", 1)

check_temperature:
    tmin = optional temp_min or 50 K
    tmax = optional temp_max or 350 K
    for each grid point and level:
        fail if temp is NaN
        fail if temp < tmin or temp > tmax

check_winds:
    wmax = optional wind_max or 500 m/s
    for each grid point and level:
        fail if u or v is NaN
        fail if abs(u) or abs(v) exceeds wmax

check_ps:
    pmin/pmax = optional values or 80/2000 Pa
    for each grid point:
        fail if ps is NaN or outside range

check_tracers:
    for each tracer:
        count NaNs and negative values
        NaNs fail the check
        negative values print a warning only

参与的主题流程

写法特点

• NaN 检测使用 x.ne.x，没有依赖 IEEE 模块。
• 阈值是模块常量，不来自 callphys.def；check_physics_fields 也没有把可选阈值向上传递。
• check_tracers 中负 tracer 的 ok=.false. 被注释掉，因此负 tracer 只作为警告，不触发 abort_physic。
• nb_bad_nan 在所有 tracer 上累计，但源码没有直接打印 NaN 总数；NaN 的影响体现在 ok=.false. 并最终中止。

复现要点

• 默认运行不会自动检查这些场；需要在物理配置链中打开 check_physics_inputs 或 check_physics_outputs。
• 若在非常规火星实验中出现温度低于 50 K、高于 350 K，或表面压力超出 80-2000 Pa，即使数值不是 NaN，也会触发中止。
• pplev(:,1) 必须对应表面压力；若上游垂直坐标约定改变，该检查会误判。
• tracer 负值不会中止运行；若复现实验要求负 tracer 作为硬错误，需要修改源码或额外检查。
• 由于 check_physics_outputs 检查的是 zt/zu/zv/zplev/zq，它能定位物理过程更新后的异常，但不能直接指出具体是哪一个物理子方案首次产生异常。

待确认

• abort_physic 的显式模块来源未在本文件声明；本页按外部/宿主可见例程记录。
• check_physics_inputs 和 check_physics_outputs 的默认值在 physiq_mod.F 中为 .false.，具体配置文件是否显式打开需按实验个案核查。

相关页面

• phymars/index：phymars 目录总览。
• config-system：总体配置链和 getin_p 运行时参数上下文。
• tracer_mod：tracer 数量和名称表来源。
• physiq_mod.md：主物理时间步调度总入口。