nlte_setup.F

路径

LMDZ.MARS\libf\phymars\nlte_setup.F

所属目录 / 模块

libf/phymars

文件定位

nlte_setup.F 是 CO2 15 微米 NLTE 快速参数化的运行时初始化文件。它把运行时数据目录 datafile_mod::datadir 下的 NLTEDAT 表文件读入 nlte_commons_h 的共享数组，并在非 MESOSCALE 编译路径下只让 is_master 进程执行文件 I/O，再用 bcast 把表数据广播到其他进程。

本文件当前没有启用顶部注释中的 MODULE nlte_setup_mod 包装；源码实际提供三个外部子程序：nlte_setup、LeeHISTOGRMS 和 GETK_dlvr11。physiq_mod.F 在 callnlte.and.nltemodel.eq.2 时调用 nlte_setup，而 nlte_tcool_mod.F 在主网格和 CTS 网格计算中调用 GETK_dlvr11 生成温度相关的碰撞速率族。

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

• 本文件会打开固定 Fortran unit 1、2、11、12 读表，LeeHISTOGRMS 间接通过 rhist_03 使用其内部文件 I/O。
• nlte_setup 直接写入 nlte_commons_h 的谱线表、Tstar/VC 表和固定系数；GETK_dlvr11 直接写入碰撞速率共享数组。
• 非 MESOSCALE 编译路径下，只有 is_master 进程读文件；随后必须广播相关数组，否则非主进程会缺少 NLTE 表状态。
• xx=xx 是源码字面上的自赋值，用于避免 xx 只在读表/广播路径中被使用而触发未使用警告；它不改变数值状态。
• 文件没有显式检查 open 或 read 错误；缺失 NLTEDAT 文件会导致 Fortran 运行时 I/O 失败。

核心逻辑

1. nlte_setup 设置本地 unit lun1=1、lun2=2。
2. 在非 MESOSCALE 路径下进入 if(is_master)，按 indexisot(k) 生成两位同位素代码，逐个打开 enelow*.dat 和 deltanu*.dat，跳过表头后读入 elow(k,1:nb) 与 deltanu(k,1:nb)。
3. 非 MESOSCALE 路径下广播 elow 和 deltanu。
4. 写入 5 个硬编码跃迁系数：a1_010_000=1.3546d0、a2_010_000=1.3452d0、a3_010_000=1.1878d0、a4_010_000=1.2455d0、a1_020_010=4.35d0。
5. 读取 parametp_Tstar_IAA1204.dat 的 nztabul 行到 lnpnbtab 和 4 个 tstar*tab；读取 parametp_VC_IAA1204.dat 的 nztabul 行到 vc*tab，首列读入 xx。
6. 非 MESOSCALE 路径下广播 Tstar/VC 相关数组。
7. 调用 LeeHISTOGRMS，后者依次把 hisfile 设为 hid26-1.dat 到 hid26-4.dat，并用 rhist_03(1..4) 读入历史谱线缓存。
8. GETK_dlvr11(tt) 把温度转为双精度 tdt，计算 k20、k19、k21 和 k33 族的正向速率，再用 exp(-ee*anu/tdt) 和 nu 波数差生成反向速率，逐项写入 nlte_commons_h。

伪代码

nlte_setup:
  for k in 1..nisot:
    isotcode = two_digit(indexisot(k))
    read datadir/NLTEDAT/enelow{isotcode}.dat into elow(k,1:nb)
    read datadir/NLTEDAT/deltanu{isotcode}.dat into deltanu(k,1:nb)
  if not MESOSCALE:
    broadcast elow and deltanu

  set fixed transition coefficients a1/a2/a3/a4/a1_020_010

  read parametp_Tstar_IAA1204.dat into lnpnbtab and tstar tables
  read parametp_VC_IAA1204.dat into vc tables
  if not MESOSCALE:
    broadcast Tstar and VC tables

  LeeHISTOGRMS:
    for ihist in 1..4:
      hisfile = datadir/NLTEDAT/hid26-{ihist}.dat
      rhist_03(ihist)

GETK_dlvr11(tt):
  tdt = dble(tt)
  derive k20 and k19 families, including low-temperature clamps for k19xca/k19xcb
  for each isotope:
    write forward k19/k20 arrays
    compute reverse k19/k20 rates from exp(-ee * wavenumber / tdt)
  derive k21 family and pair ratios
  derive k33c and k33cp for isotopes 2..nisot

参与的主题流程

写法特点

• 文件是固定格式 Fortran，顶部和底部的 module 包装均被注释掉；当前符号以外部子程序方式参与链接。
• 源码保留旧 1-D NLTE 模型片段说明：SETTINGS、LeeESCTVCISO_dlvr11、GETK_dlvr11.f。
• GETK_dlvr11 使用硬编码经验公式和低温钳制：tt<=175. 时分别把 k19xca 和 k19xcb 固定为 3.3d-15 与 7.6d-16。
• 同位素文件名由 indexisot 控制，不是由循环号直接拼接；当前顺序来自 nlte_paramdef_h。

复现要点

• 调用 nlte_setup 前，datafile_mod::datadir 必须已经指向包含 NLTEDAT 子目录的数据包。
• NLTEDAT 目录至少需要 enelow26/28/36/27.dat、deltanu26/28/36/27.dat、parametp_Tstar_IAA1204.dat、parametp_VC_IAA1204.dat 和 hid26-1..4.dat。
• 非 MESOSCALE 并行复现时要保留 is_master + bcast 语义；否则非主进程可能使用未初始化表。
• GETK_dlvr11 必须在需要碰撞速率的温度剖面循环中按层调用；nlte_setup 只读表，不会预先填充所有温度的 k* 速率。
• 修改 nlte_paramdef_h 中的 nb、nisot、nztabul 或 indexisot 会直接改变本文件读表循环的合法尺寸和文件名集合。

待确认

• parametp_Tstar_IAA1204.dat 与 parametp_VC_IAA1204.dat 各列的物理单位需要结合外部 IAA/CSIC 数据文档确认；本页只按源码读取顺序记录。
• GETK_dlvr11 中 k19、k20、k21、k33 经验公式的实验或文献来源未在本文件中给出。
• xx 广播后又自赋值的真实意图按源码行为推断为抑制未使用警告，未找到注释说明。

相关页面

• phymars 目录
• datafile_mod
• nlte_paramdef_h
• nlte_commons_h
• nlte_aux
• nlte_calc
• nlte_tcool_mod.md：调用 GETK_dlvr11 并求解 NLTE cooling-time 矩阵。
• nltecool