sig_h2o.F90

路径

LMDZ.MARS\libf\phymars\sig_h2o.F90

所属目录 / 模块

libf\phymars

文件定位

sig_h2o.F90 定义 sig_h2o_mod 模块和 sig_h2o(t) 函数，用一个温度线性公式返回水冰与空气之间的表面张力。它本身不更新云微物理状态，而是被水冰云成核与冰晶增长公式读取：nuclea 用它计算临界胚胎半径 rstar 和形成能垒 fistar，improvedclouds 用它计算 Kelvin 平衡饱和修正 seq。

定义的符号

依赖的模块

调用的关键例程

下游调用点

输入

输出

公式

sig_h2o(t) = (141. - 0.15*dble(t)) * 1.e-3

在常见火星水冰云温度范围内，该公式随温度升高线性降低表面张力。例如 t=180 K 时结果约为 0.114 N/m，t=220 K 时结果约为 0.108 N/m。

共享状态与副作用

• 模块没有 SAVE 状态、分配数组、文件 I/O 或标准输出。
• 函数只依赖输入温度，确定性返回标量。
• 没有温度范围检查；极端高温下线性公式可能给出非物理结果。

核心逻辑

1. 接收单精度实数温度 t。
2. 用 dble(t) 转为双精度。
3. 代入 (141 - 0.15*T)*1e-3。
4. 以双精度函数值返回。

伪代码

function sig_h2o(t):
    return (141.0 - 0.15 * double(t)) * 1.0e-3

参与的主题流程

写法特点

• 文件非常小，只包含一个模块和一个函数。
• 输出是双精度，但输入温度是单精度；调用方在公式外部仍多为 real 微物理状态。
• 源码没有引用经验公式出处，页面按源码字面记录，不外推物理来源。

复现要点

• 复现 nuclea 或 improvedclouds 时应调用同一个 sig_h2o(t)，不要在两个下游公式中分别硬编码不同表面张力。
• sig_h2o 不检查 t 的合理范围；若诊断高温或负温异常，应先检查上游温度场。
• 单位注释写作 N.m，但下游公式按表面张力使用；复现文档中应按 N/m 处理。

待确认

• 源码未注明该线性表面张力公式的文献来源或有效温度范围；如需高温、低温或与实验数据对比，应另行追溯公式出处。

相关页面

• phymars 目录：本模块所属目录。
• nuclea：水冰异质成核率计算，使用 sig_h2o 构造 rstar 与 fistar。
• improvedclouds_mod：完整水冰云微物理方案，使用 sig_h2o 计算 Kelvin 修正 seq。
• growthrate：与 seq 一起进入冰晶增长阻力公式的增长阻力例程。
• water-cycle：水循环主题页。