phys_state_var_init_mod.F90

快速理解

它做什么： 物理状态数组和基础常数的生命周期编排模块；按固定顺序分配共享模块数组并写入行星常数。

基本过程： 输入 ngrid/nlayer/nq/nslope → 调各共享模块 ini_* 按维度分配 → 写入 prad/pg/pr/pcpp 等行星常数和时间控制。

关键结果： 重新分配所有物理共享模块数组，写入第一批物理常数；由 iniphysiq_mod（3D）和 init_testphys1d_mod（1D）在 inigeomphy 之后调用。

路径

LMDZ.MARS\libf\phymars\phys_state_var_init_mod.F90

所属目录 / 模块

libf/phymars

文件定位

phys_state_var_init_mod.F90 是 phymars 物理状态数组和基础常数的生命周期编排模块。它不计算具体物理 tendency，而是在物理初始化入口里按固定顺序释放旧数组、重新分配共享模块数组，并写入第一批物理常数和时间控制状态。

源码注释说明这些工作过去由 inifis 完成。当前 3D GCM 路径中，iniphysiq_mod.F90 在 inigeomphy 之后进入 OpenMP 并行区，调用 phys_state_var_init，随后才调用 ini_fillgeom 填充几何三角缓存，再调用 conf_phys 读取物理配置。1D init_testphys1d_mod.F90 也复用同一个入口，在它之后执行 ini_fillgeom、conf_phys 和 initracer。

复现时要把本文件看作“分配和初始化顺序契约”：很多下游模块假定自己的数组已经按 ngrid/nlayer/nq/nslope 分配好，但几何值、restart 字段和运行开关仍由后续入口继续填充。

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

• 非 MESOSCALE 构建下，只有 is_master 进程直接打开 startfi.nc 查询 nslope 维度；随后 bcast(nslope) 把结果同步给所有进程。
• MESOSCALE 构建下不读取 startfi.nc 的坡面维度，而是打印 subgrid slopes temporarily switched off in mesoscale, nslope=1 并强制 nslope=1。
• 例程会连续调用大量 end_* 后接 ini_*，其副作用是释放旧分配并按新维度重建共享状态。复现初始化顺序时不能跳过这些释放调用，因为下游 ini_* 入口未必都能安全处理已分配数组。
• 本文件只调用 ini_comgeomfi_h(ngrid) 分配 sinlat/coslat/sinlon/coslon 等缓存；实际几何值由调用方随后调用 ini_fillgeom 填入。
• 源码直接调用 abort_physic，但本文件未显式 use abort_physic 所在模块；复现编译行为时应以当前构建系统的外部接口解析为准。

核心逻辑

1. 把目标文件名固定为 startfi.nc。
2. 非 MESOSCALE 下由 master 尝试打开 startfi.nc。文件不存在或没有 nslope 维度时设置 nslope=1；若 nslope 维度存在但无法读取长度，则调用 abort_physic 中止；读取成功时令 nslope=nslope_read。
3. 非 MESOSCALE 下广播 nslope；MESOSCALE 下直接强制 nslope=1。
4. 释放并初始化 tracer_mod，再初始化输出控制。
5. 调用 init_comcstfi_h(prad,pcpp,pg,pr) 写入基础物理常数。
6. 调用 init_time(day_ini,day_end,hour_ini,pdaysec,ptimestep) 写入物理日历和时间步状态。
7. 按源码顺序释放/分配坡面、季节、地表、几何、土壤、辐射、长波、混合物属性、湍流、尘埃、化学、水云、非地形重力波、坡面分布、古气候和 tracer 质量修正相关模块数组。

伪代码

phys_state_var_init(ngrid,nlayer,nq, day_ini,day_end,hour_ini, pdaysec,ptimestep, prad,pg,pr,pcpp)
  filename = "startfi.nc"

  if not MESOSCALE:
    if is_master:
      if startfi.nc cannot be opened:
        nslope = 1
      else if dimension "nslope" is absent:
        nslope = 1
      else if dimension length cannot be read:
        abort_physic("phys_state_var_init", "nslope present but not readable", 1)
      else:
        nslope = nslope_read
    bcast(nslope)
  else:
    print mesoscale slope-disabled message
    nslope = 1

  end_tracer_mod()
  ini_tracer_mod()
  init_print_control()
  init_comcstfi_h(prad, pcpp, pg, pr)
  init_time(day_ini, day_end, hour_ini, pdaysec, ptimestep)

  for each shared-state module in source order:
    call its end_* routine
    call its ini_* routine with ngrid, nlayer, nq, and/or nslope

参与的主题流程

写法特点

• 本例程是一个长初始化序列，源码顺序就是运行契约。新增模块若有共享数组，一般需要在这里补上对应 end_* / ini_* 调用。
• nslope 在任何坡面相关数组分配前确定，避免 surfdat_h、comsoil_h、dimradmars_mod、comslope_mod 和 paleoclimate_mod 维度不一致。
• 3D OpenMP 路径中本例程位于 !$OMP PARALLEL COPYIN(day_ini,day_end,hour_ini) 内；被初始化模块若含 threadprivate 状态，复现时需要保留调用上下文。

复现要点

• 若 startfi.nc 存在且含 nslope 维度，坡面相关数组会按该长度分配；若文件缺失或无 nslope 维度，则默认只有一个坡面。
• 若 startfi.nc 中存在 nslope 维度但 NetCDF 无法读取长度，初始化会中止，而不是回退到 nslope=1。
• 单独调用 phys_state_var_init 只分配 comgeomfi_h 的几何缓存，不会填入经纬度三角函数；3D 和 1D 调用方都在之后调用 ini_fillgeom。
• 1D 无 restart 路径后续可能通过 nslope 配置重新释放并分配 surfdat_h、comsoil_h、dimradmars_mod 和 paleoclimate_mod 的 slope-var 数组；不要把 phys_state_var_init 的初始 nslope 当作 1D 最终坡面维度的唯一来源。
• ini_tracer_mod 与 1D 后续 initracer 不是同一层入口：本文件负责 tracer 模块初始化，1D 入口后续还会执行更具体的 tracer 初始场处理。

待确认

• abort_physic 在本文件中未显式通过 use 导入；需以当前编译单元和接口声明方式确认是否依赖外部过程解析。

相关页面

• comcstfi_h
• comgeomfi_h
• comsaison_h
• conc_mod
• paleoclimate_mod
• nonoro_gwd_mix_mod
• nonoro_gwd_ran_mod
• phyetat0_mod
• phyredem
• time_phylmdz_mod
• turb_mod
• tracer_mass_fixer_dyn_mod
• testphys1d-config