suaer.F90

路径

LMDZ.MARS\libf\phymars\suaer.F90

所属目录 / 模块

libf\phymars

文件定位

suaer.F90 定义 suaer_mod 模块（第 1 行）和唯一导出的初始化例程 suaer（第 7 行）。它是辐射链路的气溶胶光学查找表加载器：在 callradite 的首次调用阶段被 CALL SUAER 触发（callradite_mod.F 第 408 行），按 dimradmars_mod::name_iaer 中的气溶胶类型选择外部 ASCII 光学属性文件，读取波长轴、粒径轴、消光效率、单次散射反照率和不对称因子，然后调用 aerave 把高分辨率光谱平均到 GCM 的可见光 nsun=2 波段和红外 nir=4 波段。

本文件不直接计算三维网格内的光学厚度。它填充 dimradmars_mod 中的离散查找表：file_id、longrefvis/longrefir、radiustab、nsize、QVISsQREF、omegavis、gvis、QIRsQREF、omegaIR、gIR、QREFvis/QREFir 和 omegaREFvis/omegaREFir。这些表随后由 aeroptproperties 按实际粒径分布插值/卷积，再由 aeropacity_mod 用于计算各气溶胶光学厚度。

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

• 本例程在 OMP MASTER 区段内读文件、分配临时数组、调用 aerave 并填充全局查找表；非 MESOSCALE 路径随后用 bcast 分发结果。
• 它会清零并重写 dimradmars_mod 中的查找表：第 215-228 行先把 radiustab、QVISsQREF、QIRsQREF、QREF*、omega*、g* 初始化为 0。
• 每个 iaer,idomain 文件会临时分配 wvl/radiusdyn/ep/omeg/gfactor，处理完成后在第 550-554 行释放。
• 找不到文件时会打印 datadir、建议的 callfis.def/datadir 修改方法和在线数据包位置，然后调用 abort_physic。
• 源码树当前 LMDZ.MARS\datadir 未包含 optprop_* 文件；复现运行需要外部 Mars datadir 数据包或用户配置的 datadir。

核心逻辑

1. 按气溶胶类型选择文件和参考波长：对 iaer=1..naerkind 循环，按 name_iaer(iaer) 匹配 dust_conrath、dust_doubleq、dust_submicron、h2o_ice、co2_ice、stormdust_doubleq、topdust_doubleq，写入对应 file_id(iaer,1:2) 和 longrefvis/longrefir。
2. 清零共享查找表：在读表前把 VIS/IR 的 Q、omega、g、QREF 和 radiustab 表归零，避免残留值污染未覆盖条目。
3. 逐气溶胶、逐谱段打开 ASCII 文件：检查 datadir/file_id 是否存在，不存在即终止；存在则打开格式化文本文件。
4. 扫描头部并分配临时数组：跳过以 # 或空格开头的行，先读 nwvl 和 nsize(iaer,idomain)，再分配 wvl(nwvl)、radiusdyn(nsize)、ep(nwvl,nsize)、omeg(nwvl,nsize)、gfactor(nwvl,nsize)。
5. 读取表主体：继续跳过注释/空白行，依次读入波长轴、粒径轴、每个粒径的 ep、omeg 和 gfactor。
6. 可见光带平均：对每个粒径，设置太阳温度 tsun=6000，用 long1vis/long2vis/long3vis 构造两个短波通道，调用 aerave，再把 epav/omegav/gav 写入 QVISsQREF/omegavis/gvis。
7. 红外带平均并换参考波长：对每个粒径，设置 tsol=215 和三个红外积分区间，调用 aerave 得到相对 longrefir 的 epav；随后乘 QREFir/QREFvis，把红外消光效率统一转为相对 longrefvis 的 QIRsQREF。
8. 映射红外通道：QIRsQREF(1) 和 (2) 使用 CO2 中心带结果 epav(2)，(3) 使用 9 um 区间 epav(1)，(4) 使用远红外区间 epav(3)；omegaIR/gIR 同样映射。
9. 释放临时表并广播：当前 iaer,idomain 处理完成后释放临时数组；所有循环结束后在非 MESOSCALE 路径广播共享表。

伪代码

for iaer in 1..naerkind:
    select name_iaer(iaer):
        set file_id(iaer,VIS), file_id(iaer,IR)
        set longrefvis(iaer), longrefir(iaer)

zero radiustab, QVISsQREF, omegavis, gvis, QIRsQREF, omegaIR, gIR, QREF*, omegaREF*

for iaer in 1..naerkind:
    for idomain in [VIS, IR]:
        path = datadir + "/" + file_id(iaer,idomain)
        require path exists
        read nwvl and nsize, skipping comments/blank-leading lines
        allocate wvl, radiusdyn, ep, omeg, gfactor
        read wvl, radiusdyn, ep(:,isize), omeg(:,isize), gfactor(:,isize)

        if VIS:
            longsun = [long1vis, long2vis, long3vis]
            for isize:
                require isize <= nsizemax
                radiustab(iaer,VIS,isize) = radiusdyn(isize)
                aerave(..., longrefvis(iaer), tsun=6000, nsun, longsun, ...)
                QVISsQREF(:,iaer,isize) = epav(:)
                omegavis(:,iaer,isize) = omegav(:)
                gvis(:,iaer,isize) = gav(:)
        else:
            longir = [long1ir, long1co2, long2co2, long2ir]
            for isize:
                radiustab(iaer,IR,isize) = radiusdyn(isize)
                aerave(..., longrefir(iaer), tsol=215, nir-1, longir, ...)
                epav = epav * QREFir(iaer,isize) / QREFvis(iaer,isize)
                map epav(2), epav(2), epav(1), epav(3) into QIRsQREF(1:4)

        deallocate temporary file arrays

if not MESOSCALE:
    bcast all shared optical property tables

参与的主题流程

写法特点

• 自由格式 Fortran 90 模块，但大量延续了历史注释和固定格式风格的分段结构。
• 外部表格式由手写扫描器解析：只跳过首字符为 # 或空格的行；其他非空数据行按固定顺序读取。
• file_unit=60 为局部固定文件单元号，文件在每个 iaer,idomain 处理后关闭。
• 红外 QIRsQREF 的命名要按 dimradmars_mod 注释理解：最终相对的是可见光参考波长 longrefvis，不是红外参考波长。
• nsizemax=60 是 dimradmars_mod 的编译期上限；若外部表粒径数超过此上限，源码只在 VIS 分支显式 abort。

复现要点

• datadir 必须指向包含 optprop_dustvis_TM.dat、optprop_dustir_TM.dat、optprop_dustvis_TM_n50.dat、optprop_dustir_n50.dat、optprop_dustvis_01um_TM.dat、optprop_dustir_01um_TM.dat、optprop_icevis_n30.dat、optprop_iceir_n30.dat、optprop_co2ice_vis_n50.dat、optprop_co2ice_ir_n50.dat 等文件的目录；当前源码树内 datadir 不保证提供这些表。
• name_iaer 必须只包含本文件 SELECT CASE 已支持的名称，否则该 iaer 的 file_id/参考波长不会被设置，后续读表会失败或读取未定义路径。
• 外部 ASCII 表必须按源码期望顺序组织：nwvl、nsize、wvl、radiusdyn、逐粒径 ep、逐粒径 omeg、逐粒径 gfactor。
• 如果外部表粒径数大于 nsizemax，VIS 分支会报错要求提高 dimradmars_mod 中的 nsizemax；IR 分支没有独立的同类显式检查，但共享表第三维仍由 nsizemax 限定。
• 并行复现时要保留 OMP MASTER 加载和非 MESOSCALE bcast 路径，否则非 master 进程可能看不到一致的查找表。
• callradite 必须先完成气溶胶名称和索引识别，再调用 suaer；aeroptproperties 依赖 suaer 写入的 radiustab/QVISsQREF/... 表。

待确认

• abort_physic 在本文件中被直接调用但没有显式 use；推断依赖工程构建环境中的全局接口或包含路径，复现编译时应保留原工程上下文。
• IR 分支没有像 VIS 分支一样在写 radiustab(iaer,2,isize) 前检查 isize.gt.nsizemax；若某个 IR 光学表粒径数超过上限，实际运行行为需结合 Fortran 边界检查设置确认。
• 外部光学属性表的 ep 是绝对消光效率还是已按某参考值归一化，需要以数据文件说明为准；本例程按 aerave 的 epref=1 路径处理。

相关页面

• aerave - 对 suaer 读入的高分辨率光学属性做谱带平均。
• aeroptproperties - 消费 suaer 写入的离散光学表，按实际粒径分布生成三维散射参数。
• aeropacity_mod - 使用参考波长处的 QREFvis3d/QREFir3d 等计算光学厚度。
• datafile_mod - 提供运行时外部数据目录 datadir。
• radiation 主题
• dust-cycle 主题
• callradite_mod - 唯一调用 suaer 的上游辐射入口。
• updatereffrad_mod.F - 更新辐射粒径分布。
• dimradmars_mod - 保存本例程填充的辐射维度和查找表。
• callkeys_mod.F90 - 提供 dustrefir 等辐射/物理开关。