fu-liou radiative transfer model 學習日記
online model 見LaRC fu-liou模式
主要框架
- 主程式：src/simple/simple.f90
- ==call set_default_options_fu== ==>lib/src/fuinput.f90
- ==call getatmosphere== ==>lib/src/extras.f90
- ==call generate_level_scheme== ==>lib/src/gfld.f90
- ==call print_vla_in== ==>lib/src/vla.f90
- ==call prepare_model_profile_fu== ==>lib/src/vla.f90
- ==call vla_interface_fu== ==>lib/src/vla.f90
- ==call print_vla_out== ==>lib/src/vla.f90
- ==call aer_scale_hgt== ==>lib/src/extras.f90
- ==call rad_multi_fu== ==>lib/src/rad_multi_200511.f90
- ==call pack_sky== ==>lib/src/calipso_output.f90
主程式：src/simple/simple.f90
call set_default_options_fu ==>lib/src/fuinput.f90
設定一些理想預設值，其中包括示蹤氣體的濃度，四種同步計算模式（CLEAR，TOTAL ，Pristine，NoaotCld）是否開啟，雲的設定（雲量設定為0），氣溶膠的設定。
- CLEAR：有氣溶膠，無雲
- TOTAL：有氣溶膠，有云
- Prinstine：無氣溶膠，無雲
- NoaotCld：無氣溶膠，有云
fi%lscm = .true. 四個選項全開啟
call getatmosphere ==>lib/src/extras.f90
call getatmosphere(’…/…/testatms/jmls.lay ',&
FI%VI%nlev,FI%VI%pp,FI%VI%pt,FI%VI%ph,FI%VI%po,FI%pts)
從外部檔案讀取層數，壓強，溫度，溼度，臭氧，修正項0的剖面。
call generate_level_scheme ==>lib/src/gfld.f90
將jmls.lay輸入的資料z,p垂直插值為我們在simple.f90中定義的我們想要的剖面（gflq%internal_levels(1:4) = (/70.,200.,500.,850./)）,生成的資料用fi%vd表示。
function z1_p1(p0, t0, z0, z1) RESULT (F_Result) ==>lib/src/extras.f90
目的：給定區域表面壓強、溫度和高度值z0，確定該區在高度z1(m)的地面壓強(hPa)
輸出的F_Result是Surface pressure (hPa) corresponding to z1（SSF surface altitude）
call print_vla_in ==>lib/src/vla.f90
<-----------------------------Begin print_vla_in Begin---------------------->
FI%vi%nlev= 37
Input P(z), T(z), Q(z), O3(z) Profile
1.000 247.336 3.968E-06 3.631E-06
2.000 237.337 4.002E-06 5.582E-06
3.000 232.746 4.002E-06 7.343E-06
5.000 226.545 3.933E-06 8.931E-06
7.000 220.549 3.933E-06 8.623E-06
10.000 213.676 3.763E-06 7.714E-06
20.000 206.409 3.494E-06 5.837E-06
30.000 203.282 3.223E-06 5.244E-06
50.000 202.850 2.883E-06 4.810E-06
70.000 204.432 2.714E-06 4.125E-06
100.000 206.834 2.509E-06 2.768E-06
125.000 208.749 2.546E-06 1.880E-06
150.000 210.183 2.884E-06 1.253E-06
175.000 211.161 3.699E-06 8.648E-07
200.000 211.358 5.496E-06 6.163E-07
225.000 211.111 7.625E-06 4.310E-07
250.000 211.243 9.890E-06 2.931E-07
300.000 213.609 1.668E-05 1.326E-07
350.000 218.080 2.933E-05 7.088E-08
400.000 223.287 5.130E-05 5.233E-08
450.000 228.340 8.262E-05 4.542E-08
500.000 233.034 1.249E-04 4.210E-08
550.000 237.116 1.756E-04 4.021E-08
600.000 240.582 2.322E-04 3.895E-08
650.000 243.644 2.915E-04 3.796E-08
700.000 246.305 3.576E-04 3.757E-08
750.000 248.474 4.279E-04 3.715E-08
775.000 249.392 4.643E-04 3.684E-08
800.000 250.172 4.999E-04 3.647E-08
825.000 250.746 5.341E-04 3.618E-08
850.000 251.227 5.668E-04 3.579E-08
875.000 251.639 5.953E-04 3.531E-08
900.000 251.876 6.129E-04 3.492E-08
925.000 251.707 6.081E-04 3.444E-08
950.000 251.130 5.819E-04 3.372E-08
975.000 249.978 5.434E-04 3.231E-08
1000.000 248.629 5.014E-04 3.014E-08
FI%vd%nfix= 30
FI%vd%pfix(1:FI%vd%
1 0.057
2 0.113
3 0.225
4 0.449
5 0.896
6 1.841
7 3.836
8 8.533
9 12.726
10 19.250
11 29.303
12 44.647
13 67.805
14 102.475
15 153.857
16 230.589
17 271.071
18 318.090
19 372.042
20 432.090
21 500.318
22 576.656
23 663.452
24 711.092
25 761.690
26 815.376
27 872.633
28 933.893
29 972.970
30 986.356
FI%vd%pflo(1:FI%vd%nflo)
1 999.725
2 850.000
3 500.000
4 200.000
5 70.000
FI%vd%cldpres(1:2,i,j) CLDCND OVL
<-----------------------------END print_vla_in END--------------------------->
call prepare_model_profile_fu ==>lib/src/vla.f90
生成fi%vo
sort_input_profile
gen_vla_structure
edit_pressure_levels
find_reporting_pressure_levels
profile_interpolation 插值的關鍵步驟
assin_cloud_index
create_reverse_pressure_index
call vla_interface_fu ==>lib/src/vla.f90
利用fi%vo生成fi%
以上兩步將其他資料也插值到對應的剖面上。插值後資料為fi%(pp,pt,ph,po)。
call print_vla_out ==>lib/src/vla.f90
<-----------------------------Begin print_vla_out Begin---------------------->
ERROR :FI%vo%ierr= 103
Number of interpolated levels (FI%vo%nlev)= 35
VLA Interpolated Profile
1 1 1. 0.057 288.770 3.824E-06-4.451E-06
2 1 1. 0.113 278.806 3.859E-06-2.508E-06
3 1 1. 0.225 268.842 3.893E-06-5.640E-07
4 1 1. 0.449 258.879 3.928E-06 1.380E-06
5 1 1. 0.896 248.915 3.962E-06 3.323E-06
6 1 1. 1.841 238.531 3.998E-06 5.349E-06
7 3 1. 3.836 229.762 3.969E-06 8.107E-06
8 5 1. 8.533 216.734 3.839E-06 8.118E-06
9 6 1. 12.726 211.148 3.670E-06 7.061E-06
10 6 1. 19.250 206.810 3.509E-06 5.941E-06
11 7 1. 29.303 203.463 3.239E-06 5.278E-06
12 8 1. 44.647 202.946 2.958E-06 4.906E-06
13 9 1. 67.805 204.282 2.730E-06 4.190E-06
14 10 2. 70.000 204.432 2.714E-06 4.125E-06
15 11 1. 102.475 207.044 2.513E-06 2.671E-06
16 13 1. 153.857 210.344 3.018E-06 1.189E-06
17 15 3. 200.000 211.358 5.496E-06 6.163E-07
18 16 1. 230.589 211.142 8.153E-06 3.989E-07
19 17 1. 271.071 212.293 1.290E-05 2.218E-07
20 18 1. 318.090 215.307 2.148E-05 1.091E-07
21 19 1. 372.042 220.462 3.938E-05 6.240E-08
22 20 3. 400.000 223.287 5.130E-05 5.233E-08
23 20 1. 432.090 226.598 7.182E-05 4.781E-08
24 22 2. 500.000 233.034 1.249E-04 4.210E-08
25 23 1. 576.656 239.001 2.064E-04 3.953E-08
26 25 1. 663.452 244.380 3.097E-04 3.785E-08
27 26 1. 711.092 246.799 3.736E-04 3.748E-08
28 27 1. 761.690 248.907 4.451E-04 3.700E-08
29 29 1. 815.376 250.527 5.211E-04 3.629E-08
30 31 2. 850.000 251.227 5.668E-04 3.579E-08
31 31 1. 872.633 251.601 5.926E-04 3.535E-08
32 34 1. 933.893 251.500 5.987E-04 3.418E-08
33 35 1. 972.970 250.070 5.464E-04 3.243E-08
34 36 1. 986.356 249.361 5.242E-04 3.132E-08
35 36 2. 999.725 248.644 5.018E-04 3.017E-08
PresTop PresBot TopIdx BotIdx CLDCND OVLCND
200.0 400.0 -10000-10000 1 1
----Reporting Level Index of Pressue level---
1 1 0.057
2 14 70.000
3 17 200.000
4 24 500.000
5 30 850.000
6 35 999.725
ERROR :FI%vo%ierr= 103
<-------------------------------END print_vla_out END ----------------------->
call aer_scale_hgt ==>lib/src/extras.f90
生成氣溶膠剖面
以上，準備好了輸入程式的資料。
可以用call print_in_fu檢視輸入資料。
call rad_multi_fu ==>lib/src/rad_multi_200511.f90
主程式碼，輻射傳輸過程。
完成傳輸計算後。
call pack_sky ==>lib/src/calipso_output.f90
得到四種計算方式的長波短波視窗向下向上的輻射通量。
message from check_inputs_fu INPUT ERROR : fi%ierror = 136
========================================================================================================================
Fu-Liou Model inputs in structure fi% Begin
# of Model LAYERS : 34
Solver Config Modes : T T T T
Curved Earth Airmass Co: F
nirold Ray,Ice,Wat,Gas,Kwc : F F F F F
Solar Constant (wm-2) : 1365.0000000000000
Cosine Solar Zenith : 1.0000000000000000
Cosine View Zenith : 0.80000000000000004
fu%txt : 0
Spect Emissivity : 0.990 0.990 0.990 0.990 0.990 0.990 0.990 0.990 0.990 0.990 0.990 0.990
Skin Temperture (k) : 248.62899999999999
Trace Gas Concentration__________________________________________________________
CO2 Conc (ppmv) : 360.00000000000000
CH4 Conc (ppmv) : 1.7500000000000000
N2O Conc (ppmv) : 0.31000000000000000
CFCs Conc (ppv) : 2.6800000000000001E-010 5.0300000000000002E-010 1.0500000000000000E-010
Option Selection_________________________________________________________________
>4 micron solar lband6a: T
Continuum option sel : 5
# of LW bands >2200cm-1: 2
Hybrid solver option : T
Solver option : 1
Window instrument : 0
Fourstream Sol fourssl : F
Fourstream IR foursir : F
Cloud lwc profile flag : 2
Aerosols__________________________________________________________________________
#Aerosol Taus : 1
#Aerosol Constituents : 2
Aer.Wavelength(s)(micron) 0.641
-Aerosol Type : 2
Aer. Optical Depth(s) 0.80000
-Aerosol Type : 1
Aer. Optical Depth(s) 0.20000
Profiles__________________________________________________________________________
Level.Pres(hPa).Temp(K).H20(g/g).RH(%)..O3(g/g)...AOT%PROFILES
1 0.06 288.77 3.82E-06 -0.0-4.45E-06 0.00 0.00
2 0.11 278.81 3.86E-06 -0.0-2.51E-06 0.00 0.00
3 0.23 268.84 3.89E-06 -0.0-5.64E-07 0.00 0.00
4 0.45 258.88 3.93E-06 -0.0 1.38E-06 0.00 0.00
5 0.90 248.91 3.96E-06 0.0 3.32E-06 0.00 0.00
6 1.84 238.53 4.00E-06 0.0 5.35E-06 0.00 0.00
7 3.84 229.76 3.97E-06 0.0 8.11E-06 0.00 0.00
8 8.53 216.73 3.84E-06 0.3 8.12E-06 0.00 0.00
9 12.73 211.15 3.67E-06 0.9 7.06E-06 0.00 0.00
10 19.25 206.81 3.51E-06 2.4 5.94E-06 0.01 0.01
11 29.30 203.46 3.24E-06 5.6 5.28E-06 0.02 0.02
12 44.65 202.95 2.96E-06 8.4 4.91E-06 0.05 0.05
13 67.80 204.28 2.73E-06 9.6 4.19E-06 0.01 0.01
14 70.00 204.43 2.71E-06 9.7 4.12E-06 0.15 0.15
15 102.47 207.04 2.51E-06 9.0 2.67E-06 0.45 0.45
16 153.86 210.34 3.02E-06 10.2 1.19E-06 0.69 0.69
17 200.00 211.36 5.50E-06 20.9 6.16E-07 0.63 0.63
18 230.59 211.14 8.15E-06 36.8 3.99E-07 1.08 1.08
19 271.07 212.29 1.29E-05 58.5 2.22E-07 1.64 1.64
20 318.09 215.31 2.15E-05 76.3 1.09E-07 2.45 2.45
21 372.04 220.46 3.94E-05 83.9 6.24E-08 1.53 1.53
22 400.00 223.29 5.13E-05 82.5 5.23E-08 1.99 1.99
23 432.09 226.60 7.18E-05 83.5 4.78E-08 5.08 5.08
24 500.00 233.03 1.25E-04 79.4 4.21E-08 7.29 7.29
25 576.66 239.00 2.06E-04 78.2 3.95E-08 10.45 10.45
26 663.45 244.38 3.10E-04 76.6 3.79E-08 6.81 6.81
27 711.09 246.80 3.74E-04 77.4 3.75E-08 8.11 8.11
28 761.69 248.91 4.45E-04 79.9 3.70E-08 9.64 9.64
29 815.38 250.53 5.21E-04 85.4 3.63E-08 6.81 6.81
30 850.00 251.23 5.67E-04 90.4 3.58E-08 4.71 4.71
31 872.63 251.60 5.93E-04 93.6 3.54E-08 13.80 13.80
32 933.89 251.50 5.99E-04 102.2 3.42E-08 9.63 9.63
33 972.97 250.07 5.46E-04 111.8 3.24E-08 3.45 3.45
34 986.36 249.36 5.24E-04 116.6 3.13E-08 3.53 3.53
35 999.73 248.64 5.02E-04 121.5 3.02E-08 1.00 1.00
Spectral Surface Albedo WITH AEROSOLS::
Spect Surface albedo:w/AOT CLEAR 0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Spect Surface albedo:w/AOT Cloud 1 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Spectral Surface Albedo WITHOUT Aerosol::
Spect Surface albedo:NOAOT CLEAR 0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Spect Surface albedo:NOAOT Cloud 1 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
================================================================================
CLOUDS:: 1 1
Fractions : 1.000
DPI mode: F
#Overlaps : 1
-------------------------
Opt Depth : 10.000
RPhase : 2.00
Re : 15.00
De : 60.00
Top:Bot Lay#:********
Top:Bot Pres: 0 0
Nu .......: 0.0
Mn_lin_tau: 11.5
Fu-Liou Model inputs in structure fi% End
========================================================================================================================
SHORTWAVE Down--------------- Shortwave Up------------------
# Presure Height Clear Prist Total TotNOA Clear Prist Total TotNOA
Lev [hPa] [meters] Down Down Down Down Up Up Up UP
1 0.06 0. 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2 70.00 0. 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
3 200.00 0. 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
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5 850.00 0. 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
6 999.73 0. 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
LONGWAVE Down---------------- Longwave Up------------------
# Presure Height Clear Prist Total TotNOA Clear Prist Total TotNOA
Lev [hPa] [meters] Down Down Down Down Up Up Up UP
1 0.06 0. 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2 70.00 0. 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
3 200.00 0. 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
4 500.00 0. 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
5 850.00 0. 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
6 999.73 0. 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
WINDOW Down------------------ WINDOW Up--------------------
# Presure Height Clear Prist Total TotNOA Clear Prist Total TotNOA
Lev [hPa] [meters] Down Down Down Down Up Up Up UP
1 0.06 0. 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
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5 850.00 0. 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
6 999.73 0. 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
STOP Simple.f90 normal end
遇到臭氧插值為負數的問題，進入gfld.f90修改hmax
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