swrayleigh.F

路径

LMDZ.MARS\libf\phymars\swrayleigh.F

所属目录 / 模块

libf/phymars

文件定位

swrayleigh.F 定义短波辐射路径使用的 Rayleigh 柱光学厚度辅助例程。它按太阳谱段 knu 选择一组 CRAY(2,6) 多项式系数，并用修正后的太阳天顶角余弦 prmu 计算每个水平列的 prayl。源码注释说明这些系数来自 Earth model 的两个短波区间，后续用于 swr_fouquart 和 swr_toon 在 rayleigh 开关开启时把气体 Rayleigh 散射并入层光学量。

重要复现差异：源码注释保留了把 Earth 101325 Pa 光学厚度按 Mars 地表压力、重力和 CO2 extinction factor 缩放的公式，但实际赋值行被注释掉。因此当前执行结果只依赖 knu 和 prmu，不随 ppsol 变化。

定义的符号

依赖的模块

调用的关键例程

被调用位置

输入

输出

共享状态与副作用

本文件不读写文件、不输出诊断，也不修改外部 module 状态。内部 cray(2,6) 系数表通过 DATA 初始化并声明 save，同时用 !$OMP THREADPRIVATE(cray) 标注为 OpenMP 线程私有状态。ppsol 是形参但当前执行路径没有读取它的值。

核心逻辑

1. 初始化 CRAY(1,1:6) 和 CRAY(2,1:6) 两组短波 Rayleigh 多项式系数。
2. 对每个水平列 JL=1,KDLON，按 knu 选择系数行。
3. 用 prmu(JL) 做五次嵌套 Horner 多项式，写出 prayl(JL)。
4. 保留但不执行 Mars 本地 Rayleigh 光学厚度缩放行。

伪代码

for each column JL:
    prayl[JL] =
        CRAY[knu,1] + prmu[JL] * (
        CRAY[knu,2] + prmu[JL] * (
        CRAY[knu,3] + prmu[JL] * (
        CRAY[knu,4] + prmu[JL] * (
        CRAY[knu,5] + prmu[JL] * CRAY[knu,6]))))

    # Mars pressure/gravity/CO2 scaling is present in comments only

参与的主题流程

写法特点

• 固定格式 Fortran，模块内只有一个短例程。
• CRAY 系数用 DATA 语句分两组写入，并带 save / THREADPRIVATE。
• 多项式采用嵌套写法，避免显式计算 prmu 的各次幂。
• ppsol 形参保留了接口兼容性，但当前 Mars 缩放行被注释。

复现要点

• 比较 rayleigh=.true. 与 .false. 的短波辐射时，需要同时记录 swrtype，因为 Fouquart 和 Toon 两条路径对 ZRAYL 的后续合并位置不同。
• 当前代码的 prayl 不随地表压力变化；若实验期望 Mars 压力缩放，需要先确认是否恢复源码中被注释的缩放行。
• knu 必须为 1 或 2；系数表没有其他谱段。
• prmu 应来自上游修正后的太阳天顶角余弦，不能直接用未修正的 mu0 替代。

待确认

• CRAY 系数注释标明来自 Earth model 且提示 Mars model 应修改；若要物理复现实验，应核对当前辐射谱段和 Mars CO2 Rayleigh 参数是否仍接受这套系数。
• 被注释的 Mars 缩放行是否为有意保持的历史兼容行为，需要结合版本历史或实验说明确认。

相关页面

• swr_fouquart：swrtype=1 短波连续散射路径，调用本例程后把 ZRAYL 合并到层光学量。
• swr_toon：swrtype=2 Toon two-stream 路径，调用本例程后把 ZRAYL 合并到层光学量。
• radiation：辐射主题流程。