util toolchain

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本页把 LMDZ.MARS/util 下已经完成的工具页串成离线工作流。单个工具的逐行逻辑仍见 util 目录页 和各文件页；本页关注工具之间的输入输出顺序、变量契约和复现风险。

util 工具不参与 GCM 主积分。它们读取 diagfi.nc、stats.nc、concat.nc、Xhistins.nc、startfi.nc、start_archive.nc 等文件，把模式输出转换为可画图、可观测对比、可柱积分或可再启动的中间产物。

总览

常规输出整理链

1. 拼接时间轴

concatnc 是常见第一步。它把连续模拟段或分段输出按时间维合并为 concat.nc，并可选择变量、输出 sol、ls 或 adls 类时间轴。

复现要点：

• 输入文件必须共享兼容的空间维度和变量定义。
• 自动化运行时保留实际使用的 concatnc.def，因为变量选择和时间轴选项来自标准输入。
• 后续工具通常假设拼接后的时间轴连续；缺段会传导到本地时、Ls 或 MCS 分箱插值结果。

2. 转换垂直坐标

zrecast 把混合坐标输出转换到压力、areoid 高度、本地地表高度或距行星中心半径坐标。对科学图像、点值抽取和观测廓线比较，这一步通常比直接使用混合层更可复现。

输入契约：

3. 采样到分析坐标

转换后可按目标选择后续工具：

顺序建议：先 concatnc，再 zrecast，最后做 LT/Ls/SZA/点位采样。若先按 LT 或 Ls 重排，再改变垂直坐标，会让缺测处理和插值顺序更难复现。

观测比较链

CO2 cycle 站点压力

check_co2cycle 读取 GCM 地表压力、CO2 冰库存和站点高度信息，把模型场插值到 Viking 1/2 与 InSight 位置，输出站点压力、全球平均地表压力、CO2 冰等效压力、日平均和谐波重建。

适用场景：

• 快速检查 CO2 cycle 是否给出合理的年周期地表压力。
• 比较不同运行配置下 CO2 inventory、极冠凝结和站点压力相位。

MCS 分箱模拟

simu_MCS 是 MRO/MCS observer simulator。它读取 MCS 分箱观测文件和 GCM 输出，把 GCM 温度、尘埃或水冰变量按 MCS 的经纬度、高度、Ls、昼夜与本地时分箱重采样。

关键契约：

• GCM 文件必须覆盖 MCS Ls bin 对应的 sol 区间。
• MCS 与 GCM 的 altitude 坐标类型必须一致，源码按 altitude units 判断压力坐标或高度坐标。
• 尘埃和水冰不透明度计算依赖 rho 以及 dso/dsodust/dustq/h2o_ice 等变量。
• 昼夜两遍会分别使用 d* 和 n* 观测变量。

点位或廓线比较

extract 适合小规模观测点或站点廓线对比。推荐先用 zrecast 把文件转为压力或高度坐标，再按观测点的 lon lat alt Ls LT 抽取 ASCII。

气溶胶和柱量诊断链

aeroptical 与 aeropt_mod 读取气溶胶质量混合比、有效半径、空气密度和 ASCII 光学性质表，计算消光或吸收不透明度。若配置选择输出柱积分，还会生成光学厚度类结果。

gencol 则从质量混合比、体积混合比或浓度变量计算柱密度，适合把 tracer 三维场压缩成二维柱量对比产品。

常见组合：

1. 对 dust、水冰或 CO2 冰相关 tracer 用 aeroptical 得到层不透明度或柱光学厚度。
2. 对化学或气溶胶变量用 gencol 得到柱密度。
3. 再用 localtime、lslin 或外部绘图脚本做统一采样和可视化。

待确认：不同工具都可对时间或垂直维做插值，组合时应固定顺序并记录 .def 文件，避免同一变量经历不可追踪的多次插值。

初始场和 1D 输入链

这些工具直接影响后续再启动或 1D 复现实验。建议把输入文件名、格点索引、时间索引、变量列表和生成文件一起归档。

失败模式

相关页面

• util/index
• project-structure
• z2sig-config
• testphys1d-config
• co2-cycle
• water-cycle