writediagmicrofi.F

路径

LMDZ.MARS\libf\phymars\writediagmicrofi.F

所属目录 / 模块

libf/phymars

文件定位

writediagmicrofi.F 定义传统微物理子步诊断文件 diagmicrofi.nc 的写入后端。它沿用 writediagfi 的按变量逐次调用模式，但额外定义有限长度 microtime 维度，用来在一个物理输出时刻内保存 coupled water microphysics / sedimentation 的每个微物理子步。源码历史注释明确说明 2020 年加入该文件，目标维度顺序为 (time,microtime,alt,lat,lon)。

例程在第一次进入时读取可选 diagmicrofi.def，未列出的变量直接返回；第一次有效变量调用时创建 diagmicrofi.nc、定义 Time 和 microtime，并调用 iniwrite 写经纬度、垂直层、地表位势和网格面积等固定头信息。后续写入由 firstnom、microstep 和 steps_per_sol/outputs_per_sol 共同控制：只有每个物理时刻的首个微物理子步会推进主时间索引，所有同名首变量调用会推进 microtime 坐标。

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

• 例程使用多组 SAVE / THREADPRIVATE 状态：date/subdate、zitau/firstnom、ntime、firstcall。这些状态决定何时写主时间、微时间和变量。
• diagmicrofi.def 只在第一次进入时由 OpenMP master 读取；若文件存在且当前变量名未列入，例程直接返回，不创建文件、不推进时间。
• 首次有效变量调用会以 NF_CLOBBER 创建 diagmicrofi.nc，因此同名文件会被覆盖。
• 每次满足采样条件时 master 打开 diagmicrofi.nc，写完当前变量后关闭文件。
• 并行路径只让 master/root 写 NetCDF；dim=1 在并行模式下未实现，会调用 abort_physic。

核心逻辑

1. 第一次进入时计算 isample=steps_per_sol/outputs_per_sol，尝试读取 diagmicrofi.def，保存允许输出的变量名列表。
2. 若启用了 diagmicrofi.def 且 nom 不在列表中，立即返回。
3. 第一次有效变量调用时设置 firstnom=nom，收集 phisfi/cell_area，创建 diagmicrofi.nc，定义 unlimited Time、有限 microtime 及对应坐标变量，并调用 iniwrite 写文件头。
4. 只有 (nom == firstnom) .and. (microstep == 1) 时推进 zitau。
5. 只有 MOD(zitau+1,isample)==0 时进入写文件分支。
6. 在每个输出物理时刻的 firstnom 且 microstep==1 调用上，递增 ntime、写 Time，并把 subdate 归零。
7. 在每个 firstnom 调用上，累加 subdate=subdate+microtimestep，并写 microtime(microstep)。
8. 按 dim 将 px 转成 3D、2D、1D 或 0D 缓冲，必要时用 def_var 创建变量，再在 (microstep,ntime) 位置写入。

伪代码

writediagmicrofi(ngrid, imicro, microstep, microtimestep, nom, titre, unite, dim, px):
  on first call:
    isample = steps_per_sol / outputs_per_sol
    read optional diagmicrofi.def
  if diagmicrofi.def exists and nom is not listed:
    return
  on first valid variable:
    firstnom = nom
    create diagmicrofi.nc
    define Time and microtime(imicro)
    gather/copy phisfi and cell_area
    call iniwrite(...)
    close file
  if nom == firstnom and microstep == 1:
    zitau += 1
  if MOD(zitau + 1, isample) == 0:
    open diagmicrofi.nc
    if nom == firstnom and microstep == 1:
      ntime += 1
      write Time(ntime)
      subdate = 0
    if nom == firstnom:
      subdate += microtimestep
      write microtime(microstep)
    recast/gather px according to dim
    create variable with def_var if needed
    write variable slice at microstep, ntime
    close diagmicrofi.nc

参与的主题流程

写法特点

• 与 writediagfi 相比，本例程多了 microtime 维度和 microstep/microtimestep 控制，但主时间推进仍依赖 firstnom。
• microtime 是固定长度维度，长度来自调用方传入的 imicro；源码内没有检查 microstep <= imicro。
• 3D 变量维度为 longitude, latitude, altitude, microtime, Time；2D 为 longitude, latitude, microtime, Time；1D 为 altitude, microtime, Time；0D 为 microtime, Time。
• 所有实际数据写入使用 NF_PUT_VARA_REAL，会以 real*4 形式输出。

复现要点

• diagmicrofi.def 若存在，必须包含触发 firstnom 的变量名；否则文件可能不会创建或时间不会按预期推进。
• 调用顺序必须保证每个物理时刻、每个微物理子步都以同一个 firstnom 变量作为首个诊断变量，否则 zitau、ntime 和 microtime 的推进会错位。
• microstep 必须落在 1:imicro 内；源码未做边界检查，越界会直接影响 NetCDF 写入位置。
• 并行模式不能写 dim=1 column 诊断。

待确认

• diagmicrofi_def/n_nom_def/nom_def 只在 THREADPRIVATE(firstcall) 行尾注释中出现，未像 firstcall 一样明确放入 OpenMP THREADPRIVATE 指令；OpenMP 下筛选列表是否所有线程一致，需结合预处理和运行测试确认。
• 源码定义维度名为小写 "microtime"，但 dim=2 和 dim=0 创建变量时查询的是 "Microtime"。NetCDF 维度名区分大小写时这两个分支可能无法创建变量；需运行复现确认。
• isample=steps_per_sol/outputs_per_sol 未在本例程内检查整除性。

相关页面

• writediagfi
• write_output_mod
• iniwrite
• def_var
• time_phylmdz_mod