comgeomfi_h.F90

路径

LMDZ.MARS\libf\phymars\comgeomfi_h.F90

所属目录/模块

libf\phymars

文件定位

comgeomfi_h.F90 定义 comgeomfi_h，是 phymars 中保存物理网格经纬度三角函数的共享几何缓存模块。它不保存原始 longitude、latitude 或 cell_area，而是在初始化后由调用方传入物理网格经纬度数组，并把每个格点的 sin(lat)、cos(lat)、sin(lon)、cos(lon) 缓存在 sinlat/coslat/sinlon/coslon 中。

这个模块的复现意义在于：太阳天顶角、近红外 CO2 吸收、尘埃顶高经验式和 1D Coriolis 参数都读取这些缓存值。若只重建了 geometry_mod 的经纬度而没有执行 ini_fillgeom，下游物理仍会读到未填充的 comgeomfi_h 数组。

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

• sinlon、coslon、sinlat、coslat 都是 ALLOCATABLE,SAVE 模块数组。
• 源码行 11 用 OpenMP THREADPRIVATE(sinlon,coslon,sinlat,coslat) 声明四个数组为线程私有状态。
• ini_comgeomfi_h(ngrid) 只分配数组，不写入有效几何值。
• ini_fillgeom(ngrid,plat,plon,parea) 写入四个数组；parea 在源码中未被读取。
• end_comgeomfi_h 释放已分配数组；被 phys_state_var_init 在重新分配前调用。
• 本模块没有文件 I/O、日志输出或错误中止。

核心逻辑

1. phys_state_var_init_mod.F90 行 40 导入 ini_comgeomfi_h,end_comgeomfi_h，行 135-137 先调用 end_comgeomfi_h，再以当前 ngrid 调用 ini_comgeomfi_h(ngrid) 分配缓存。
2. GCM lon-lat 初始化路径 dynphy_lonlat/phymars/iniphysiq_mod.F90 行 20 导入 ini_fillgeom，行 21-23 从 geometry_mod 读取 cell_area、longitude、latitude，行 75 在 phys_state_var_init(...) 后调用 ini_fillgeom(klon_omp,latitude,longitude,cell_area)。
3. 1D 路径 dyn1d/init_testphys1d_mod.F90 行 415、417 先把纬度和经度从度转换为弧度，行 430 调用 phys_state_var_init(...) 分配状态，行 431 调用 ini_fillgeom(1,latitude,longitude,(/1.0/)) 填充单列缓存。
4. ini_fillgeom 对 ig=1..ngrid 循环，依次写入 sinlat(ig)=sin(plat(ig))、coslat(ig)=cos(plat(ig))、sinlon(ig)=sin(plon(ig))、coslon(ig)=cos(plon(ig))。
5. 下游 physiq_mod.F 行 1017、nirco2abs.F 行 216 把这四个数组传给 solang；solang.F 行 101-104 用 psilat/pcolat/pcolon/psilon 组合太阳几何并输出 pmu0。
6. aeropacity_mod.F 行 353 单独读取 sinlat，用 60. -22.*sinlat(ig)**2 设置 topdust0 的纬向依赖。
7. 1D 初始化行 607 读取 sinlat(1)，计算 ptif = 2.*omeg*sinlat(1)。

伪代码

module comgeomfi_h:
    keep threadprivate arrays:
        sinlon, coslon, sinlat, coslat

ini_comgeomfi_h(ngrid):
    allocate sinlat(ngrid)
    allocate coslat(ngrid)
    allocate sinlon(ngrid)
    allocate coslon(ngrid)

end_comgeomfi_h:
    if each array is allocated:
        deallocate it

ini_fillgeom(ngrid, plat, plon, parea):
    for ig from 1 to ngrid:
        sinlat(ig) = sin(plat(ig))
        coslat(ig) = cos(plat(ig))
        sinlon(ig) = sin(plon(ig))
        coslon(ig) = cos(plon(ig))

参与的主题流程

写法特点

• 这是很小的自由格式 .F90 状态模块，使用 ALLOCATABLE,SAVE 数组加 OpenMP THREADPRIVATE。
• ini_comgeomfi_h 与 ini_fillgeom 分离：分配成功不代表数组已有有效经纬度三角函数。
• ini_fillgeom 的经纬度单位由调用方保证；源码直接调用 sin/cos，因此要求输入为弧度。GCM geometry_mod 导入注释标明 longitude、latitude 为 rad，1D 路径也显式把度转换为弧度。
• parea 是接口参数但在本文件未使用；可能是历史接口或与 geometry_mod 合并计划相关。iniphysiq_mod.F90 行 76 注释提到需要把 comgeomfi_h 的内容放入 geometry_mod。

复现要点

• 复现任意读取 sinlat/coslat/sinlon/coslon 的物理过程前，必须确认已先执行 ini_comgeomfi_h 分配，并执行 ini_fillgeom 写入当前网格经纬度。
• ini_fillgeom 的 plat/plon 必须为弧度；若误传度数，太阳几何、近红外 CO2 加热率、尘埃顶高纬向项和 1D Coriolis 参数都会偏离。
• THREADPRIVATE 表示每个 OpenMP 线程有自己的数组副本；并行复现时需要确认初始化区域覆盖实际参与物理计算的线程。
• parea 传入但未用；不要据此推断本模块保存或使用格点面积。
• 若网格尺寸变化，phys_state_var_init 的 end_comgeomfi_h + ini_comgeomfi_h 只处理释放/重分配，仍需要随后用新网格调用 ini_fillgeom。

待确认

• parea 参数是否只是历史兼容接口，或是否曾计划用于面积相关几何缓存；本文件没有使用证据。
• OpenMP 运行时如何保证所有线程私有数组都已分配并填充，需要结合当前并行初始化约定进一步确认。

相关页面

• phymars/index：phymars 目录总览。
• nirco2abs：近红外 CO2 吸收中调用 solang 使用四个几何缓存。
• dust-cycle：尘埃流程中 aeropacity_mod 使用 sinlat 的纬向依赖。
• radiation：太阳几何通过辐射调用链影响短波/近红外计算。
• testphys1d-config：1D 初始化上下文。
• phys_state_var_init_mod
• iniphysiq_mod：lon-lat GCM 物理初始化入口，调用 ini_fillgeom 填充几何三角缓存。
• solang.md：太阳几何计算。