density_co2_ice.F90

路径

LMDZ.MARS\libf\phymars\density_co2_ice.F90

所属目录/模块

libf/phymars

文件定位

CO2 冰密度的温度依赖计算函数。根据 Mangan et al. (2017) 的经验公式，给定温度返回 CO2 冰粒子密度（kg/m³）。被 CO2 云微物理（improvedco2clouds）、气溶胶光学厚度（aeropacity）和粒子半径更新（updaterad）调用。

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

• 无 module 变量读写
• 无文件 I/O
• 纯函数式计算，无副作用

核心逻辑

按 Mangan et al. (2017) 经验公式计算 CO2 冰密度：

density = 1000 × (1.72391 − 2.53×10⁻⁴ × T − 2.87×10⁻⁶ × T²)

• 公式中 1.72391 − 2.53e-4*T − 2.87e-6*T² 给出 g/cm³ 单位的密度
• 乘以 1000 转换为 kg/m³
• 系数为多项式拟合，适用范围：P ≈ 1e-2 mbar，80 K ≤ T ≤ 195 K

伪代码

density_co2_ice(temperature, density):
    density = 1000. * (1.72391 - 2.53e-4 * temperature - 2.87e-6 * temperature * temperature)

参与的主题流程

写法特点

• 自由格式 Fortran 90（.F90 后缀）。
• 无任何 use、SAVE、THREADPRIVATE 或编译宏。
• 单行公式实现，无循环、无分支。
• 输入输出均为 double precision，但公式系数为单精度字面量。

复现要点

• 公式系数（1.72391、2.53e-4、2.87e-6）来自 Mangan et al. (2017)，修改需核对原文。
• 适用温度范围 80-195 K；超出此范围的外推行为未验证。
• 输出单位为 kg/m³（×1000 转换），非 cgs。

待确认

• 公式在 T < 80 K 或 T > 195 K 时的外推行为是否合理（Mangan et al. 2017 标注适用范围 80-195 K）。
• co2cloud_mod.F90 中 use 了 density_co2_ice 但未调用——是否为接口遗留或 improvedco2clouds 内部需要（Fortran use 不自动传递）。

相关页面

• co2cloud_mod — CO2 云主调度
• improvedco2clouds_mod- 调用 density_co2_ice 计算云内 CO2 冰密度
• updaterad — 冰粒/尘埃半径更新 - 调用 density_co2_ice 计算 CO2 冰密度
• CO2 循环主题页