surfdat_h.F90

快速理解

它做什么： 地表共享状态集中声明模块；保存反照率/位势/粗糙度/水冰帽标志/地表 tracer/坡面温度/发射率/热容等。

基本过程： ini_surfdat_h 按 ngrid/nq/nslope 分配 → 各物理例程读写 → end_surfdat_h 释放。

关键结果： 全局可分配地表状态数组（albedodat/phisfi/z0/tsurf/watercap/qsurf/emis/capcal/fluxgrd 等）。

路径

LMDZ.MARS\libf\phymars\surfdat_h.F90

所属目录 / 模块

libf/phymars

文件定位

surfdat_h.F90 定义 surfdat_h，是 Mars physics 中地表共享状态的集中声明模块。它保存裸地反照率、地表位势、粗糙度、次网格地形统计、水冰帽标志、地表 tracer、坡面温度/发射率/热容/导热通量、山顶地形和极冠参数，并提供按 ngrid,nq,nslope 分配和释放这些 allocatable 数组的例程。

定义的符号

符号	类型	行号	作用
`surfdat_h`	module	1	地表共享状态模块。
`ini_surfdat_h`	subroutine	61	分配完整地表状态数组，包括单坡面和坡面维度变量。
`end_surfdat_h`	subroutine	95	逐项检查并释放完整地表状态数组。
`ini_surfdat_h_slope_var`	subroutine	125	只分配依赖 `nslope` 的地表状态数组。
`end_surfdat_h_slope_var`	subroutine	141	只释放依赖 `nslope` 的地表状态数组。

依赖的模块

本文件不 use 其他模块。维度全部由调用方通过 ngrid,nq,nslope 传入。

调用的关键例程

被调用例程	所在模块 / 来源	调用位置	作用
`allocate`	Fortran intrinsic	行 68-88、132-138	分配地表共享数组。
`allocated` / `deallocate`	Fortran intrinsic	行 101-120、147-153	防御性释放已分配数组。

主要被调用点

调用方	源码位置	调用	用途
`phys_state_var_init_mod.F90`	行 39、132-133	`end_surfdat_h`; `ini_surfdat_h(ngrid,nq,nslope)`	按当前物理网格、tracer 数和坡面数重建地表状态数组。
`dynphy_lonlat/phymars/newstart.F`	行 29-32、1832-1833	`end_surfdat_h_slope_var`; `ini_surfdat_h_slope_var(ngridmx,nqtot,nslope_new)`	`newstart` 改变坡面维度时只重分配 slope-var 数组。
`dyn1d/init_testphys1d_mod.F90`	行 16-18、505-506	`end_surfdat_h_slope_var`; `ini_surfdat_h_slope_var(1,nq,nslope)`	1D 初始化中按最终坡面数重建坡面地表数组。

输入

输入	来源	类型 / 维度	单位	含义
`ngrid`	调用方	integer scalar	columns	物理列数；用于第一维。
`nq`	调用方	integer scalar	tracers	tracer 数；用于 `qsurf(ngrid,nq,nslope)`。
`nslope`	调用方	integer scalar	slopes	次网格坡面数；用于坡面维度数组。

输出

输出	去向	类型 / 维度	单位	含义
`albedodat`, `phisfi`, `z0`, `zmea/zstd/zsig/zgam/zthe`	多个物理模块	allocatable `(ngrid)`	混合	裸地反照率、地表位势、粗糙度和次网格地形统计。
`watercaptag`, `dryness`	水循环/地表交换模块	allocatable `(ngrid)`	logical / scalar	水冰帽标记和地表水冰 sublimation dryness 系数。
`qsurf`, `tsurf`, `watercap`, `perennial_co2ice`, `emis`, `capcal`, `fluxgrd`	地表能量和 tracer 流程	allocatable `(ngrid,nq,nslope)` 或 `(ngrid,nslope)`	混合	坡面地表 tracer、温度、冰量、发射率、热容和导热通量。
`hmons`, `summit`, `base`, `alpha_hmons`, `hsummit`, `contains_mons`	山顶地形/尘暴流程	allocatable `(ngrid)`	混合	亚格点山顶地形及面积分数。

共享状态与副作用

surfdat_h 本身就是共享状态模块。多数变量带 !$OMP THREADPRIVATE，说明 OpenMP 线程各有一份模块状态；分配、释放和赋值顺序必须与物理初始化流程一致。分配例程只分配数组，不初始化物理数值；实际填充值来自 phyetat0_mod.F90、surfini_mod.F90、topmons_mod.F90、配置读取和 restart 读取等流程。

核心逻辑

模块头部声明地表静态参数、allocatable 数组和 OMP threadprivate 属性。
ini_surfdat_h 按 ngrid,nq,nslope 分配所有 allocatable 地表数组。
end_surfdat_h 对每个完整数组执行 if (allocated(...)) deallocate(...)。
ini_surfdat_h_slope_var 只分配 qsurf/tsurf/watercap/perennial_co2ice/emis/capcal/fluxgrd。
end_surfdat_h_slope_var 只释放同一组坡面维度数组，供 1D/newstart 改坡面数时复用。

伪代码

ini_surfdat_h(ngrid,nq,nslope):
    allocate all one-dimensional surface arrays over ngrid
    allocate qsurf over ngrid,nq,nslope
    allocate slope-dependent surface arrays over ngrid,nslope
    allocate mountain/topography arrays over ngrid

end_surfdat_h():
    for each allocatable array:
        if allocated, deallocate it

参与的主题流程

主题	参与方式
物理状态初始化	`phys_state_var_init` 先释放再分配本模块数组，建立后续物理流程共享状态。
地表 / 水循环	`surfini`, `vdifc`, `soilwater`, `waterice_tifeedback` 等读取或写入 `watercaptag/dryness/qsurf/watercap/tsurf`。
地形重力波	`calldrag_noro` 读取 `zstd/zsig/zgam/zthe` 作为次网格地形输入。
山顶地形尘流	`topmons_mod` 和 `rocketduststorm_mod` 读取或写入 `hmons/summit/base/alpha_hmons/contains_mons`。
地表辐射参数	`albedocaps`, `co2snow`, `co2condens`, `tabfi` 等使用反照率、发射率、冰粒半径和粗糙度参数。

写法特点

分配例程不检查是否已分配；调用方通常先调用对应 end_* 例程。
ini_surfdat_h_slope_var 是局部重分配工具，只处理 slope-dependent 数组，不触碰 albedodat/phisfi/z0/zstd 等一维数组。
albedice, emisice, iceradius, dtemisice, albedo_perennialco2 是固定长度 2 的半球参数，不由分配例程处理。

复现要点

修改 nq 或 nslope 后必须重分配相关数组，否则 qsurf 等维度会与调用方不一致。
仅分配不代表值有效；restart、配置和初始化流程必须在物理调用前填入地表参数。
OpenMP 下 threadprivate 变量的初始化和复制语义会影响多线程运行一致性。

待确认

本文件不记录各共享参数的默认值来源；需结合 conf_phys.F、tabfi.F、phyetat0_mod.F90 和 restart 读写流程逐项确认。