Iso-MATSIRO Release note
Since 2004/04
最新バージョン：V1.1 オフラインシミュレーション用。
- CCSR/NIES AGCM5.6@Sunにて動作確認。
- @Altix+ifort8.1にて動作確認（2005/11/18）
ソースコード・データ等
ゼロから動かすために
使い方
- $AGCMDIR/Mkincludeで、プロジェクトoffimatを選択
- グローバル＋AICM
- cp
$AGCMDIR/src/proj/offimat/Mkinclude.ICM
$AGCMDIR/src/proj/offimat/Mkinclude
- 一次元：
- cp
$AGCMDIR/src/proj/offimat/Mkinclude.1D
$AGCMDIR/src/proj/offimat/Mkinclude
- cd $AGCMDIR/src
- make dirs
- make clean
- make lib
- make gcm
- $AGCMDIR/sh/isomat-1D.sh （例）
- 注意事項：
- 常に同位体比も計算するが、パッシヴなものであり、熱水の計算に影響は及ぼさない。
- MATSIROそのものとして動き、同位体Forcingが存在しなくても止まることはない（はず）。
ToDo
- 同位体AGCMとの結合
- 高速化 −＞ 大気を動かさない場合には並列計算可能。
- ISOMAXのオプション化（現在=2のみ）
- include/zlnum.F を変えて、（Done）
- io/icord.Fヒストリ登録部分も変えなければダメ （Done）
- もしかしたら、include/zidim.Fも。（普通の変数のISOMAX倍のメ
モリを確保してあげるため）
- あと、独自にISOMAX=2を設定しているサブルーチン。（zlnum.Fを
includeする）
- -DOPT_KRVMAX=2（氷河考慮）でも動くか確認。
- グローバルForcingから、ある地域だけをRunする機能。（Done）
- IsoTRIPとの結合。（現在pgrivもまともに動いていない）
Version情報
- [NEW!!] 2006/5/3-5: Pisaでの International Workshop on the
Isotope Effects in Evaporation Revisiting the Craig-Gordon Model Four
Decades after its Formulation にて発表。発表内容はこちら。
- [NEW!!] 2006/5: iPILPS Special Issue 出版
- [NEW!!] 2006/3: 祝！Iso-MATSIRO論文OnLineパブリッシュ！(5月正式に出版）
- 2006/2/2: v1.3.1
=>
v2.0 (以降α版） 基底流出に関する修正（参照：http://hydro.iis.u-tokyo.ac.jp/~kei/isomat/060207mat_baseflow.ppt）
- 2006/1/20: 祝！Iso-MATSIRO論文アクセプト！
- 2006/1/19: v1.3
=>
v1.3.1 ICMを使用しない(-DOP_ICMをつけない）バージョンの整備。←06/01/19
現在並列化不可能なICMを除くことで、並列計算が可能になる。
- このバージョンでは、IQとIPRCP に一定値（D,
18O共に0‰＝入力値としては１。）を入力。←06/01/19現在、一定値ではDと18Oに違いを出せない。
- &nmdata item='IQ', file='dummy', defalt=1. &end
- &nmdata item='IPRCP', file='dummy', defalt=1.
&end
- 何も指定しなくても動く。
- ヒストリのアイテムには、IVAPやIPRECIP、LHはなくなる。
- 並列計算可能。
- 2006/1: v1.2
=>
v1.3 日本域シミュレーション版完成。JMA-GPV-MSMを用いた準リアルタイム予報開始。（ベータ版はこちら）
- 0.1度・123E24N-148E46N矩形領域限定。（ソースレベルで変更可能）
- isomat/以下のソースを使用するのはoffimatと同じ。コンパイル時のオプショ
ン(jpnmat/Mkinclude)で-DOPT_REGIONを指定する。
- 水蒸気同位体は、グローバルランからNesting。
- &nmdata item='IVAP_B', file='xxxx'
&end を実行シェルに付け加える。
- いじったところ
- admin/asetc.F: 太陽高度に関する部分
- isomat/icmdrv.F: ネスティングした。
- 対象領域一番外側のグリッドの水蒸気同位体比はグローバルランからのForcingで固定。
- 懸念
- 全面森林
- スロープ・標高変動標準偏差共に1度版からの内挿でとてもいい加減。
- 05/01/13改良。GTOPO30(約1kmメッシュ）から、標高・スロープ・標高変動標準偏差を算出。データはこちら。
- LAI適当（1度版・月単位からの内挿）
- 日本以外海。（韓国や中国がない！）
- 06/01/13改良。上記のスロープと同様、GTOPO30の標高データから地形値を作成。
- 重要リソース
- 2005/12: v1.1.2
=>
v1.2 表層海水同位体比データベース(LeGrande and Schumidt,
subm.)を使用できるよう改変。
- icmdrv.Fにて読み込み。その場合&nmmicmにてssfcon=Fを指定すること。
- 【注】現在18Oのみ。dD=8*d18O。ファイルがない場合は、0‰。
- &nmdata item='SEA18O', file='xxxx'
&end を実行シェルに付け加える。1deg-gt形式ファイルはこ
ち
ら。
- 2005/11/18: v1.1.1 =>
v1.1.2 JMA-GPV-GSMを用いた準リアルタイム予報開始。（未公開05/12ごろからβ版公開）
- 2005/11/18 Altix350+ifortでの動作確認。
- 【注】src/io/igtio.Fをtakigawaさん修正の2002年6月バージョンを使うと、gtファイルをうま
く読み込んでくれないため、io関係は古いまま。
- 2005/11/14 GPC revise 提出。
- 2005/10/31: v1.1 =>
v1.1.1 GPC reviseのための改変。
- マクロオプション：
- -DOPT_CAPPA：Kinetic Fractionation
にCappa et al., 2003の値を使う。
- -DOPT_ICM：降水・水蒸気の同位体比計算にICM(Yoshimura et al.,
2003)を使用する。用いない場合はそれぞれのフォーシングを用意する。（存在しない場合、それぞれの同位体比0‰となる。）
- -DOPT_NTR=4：ISOMATでは常に必要。（2005/12より）
- -DOPT_REGION：領域ランの際使用。src/admin/asetc.FのOPT_REGION内を適宜変
更する。（2006/01追加）
- ネームリスト：
- &NMMICM
RHMAX[=0.9]：相対湿度の最大値（C&Gの特性上、RHが大きい場合δ値が異
常になるため）。（2005/12追加）
- &NMMICM
SSFCON[F]：海水同位体比に一定値を使用するか。しない場合SEA18O用のデータが必要。（2005/12追加）
- &NMMICM
ISOCON[T]：平衡分別係数は温度の関数とするか。
- &NMMICM
EVPFRC[F]：蒸発量にForcingを使用するか。使用の場合、単位はkg/m2/s。
- &NMMICM ISOSSF[T]：海洋蒸発に動的分別を加味するか。加味しない場合、一律-5‰。
- &NMMISO
ISODEW[T]：結露するとき、地表水蒸気からの平衡凝結とするか[T]、C&Gモデルを用いるか[F]。（2005/12
現在Fに問題あり）
- &NMMISO
ISOKIN[T]：動的分別を、Merlivat&Jouzel1979にするか[T]、n,θを指定するか[F]。
- &NMMISO ISOSOL[T]：固体からの昇華の際、分別を考慮するか。
- &NMMGND ISOGMT[T]：土壌氷の融解時に分別を考慮するか。
- &NMMSNW ISOSMT[T]：積雪の融解時に分別を考慮するか。
- &NMMGND
NETGDI[T]：土壌水分移動時、ネットの上下移動量だけを移動させるか。Fの場合、同位体的にはよく掻き混ざるようになる。
- &NMMWFP VGOPT[F] ：透水係数計算にVGを使用するか。使用しない場合、CHが使用される。
- &NMMICM IITR[=6]
：CFL回避用ICM計算時のタイムステップ分割数。10分くらいにするのが妥当。
- 同位体関係以外のその他重要な既存のオプション：
- &NMMGND
WFXMAX[=1.D-4]：土壌水分移動フラックスの絶対値の上限。1.D-2(mm/s)あたりが妥当。
- &NMMGND
DWFMAX[=1.D-5]：土壌水分移動フラックスの時間微分の上限。1.D-1(mm/s)あたりが妥当。
- &NMMWFP
SATMIN[=1.D-4]：サクション推定時に使用する土壌飽和度の下限。1.D-3(ND)あたりが妥当。
- &NMMGND
NITR[=6]：CFL回避用土壌水分移動タイムステップ分割数。10分くらいにするのが妥当。
- 2005/10/30: v1.0.1 =>
v1.1 結合のための改変。
- icmdrv.F はatmstp(aadmnsfc-isomat.F)に食わせ
る。
- pgocn.Fを使用。
- pgsfc.F にて変数の互換性を持たせる。
- 2005/09/07: v1.0 =>
v1.0.1
- SATMINを0.1に。GWFPSIにSATMINを用いるかどうかのOPSTMN
というオプションを追加。
- MATGDIからは外部からのSATMINを使用（0.1）。MATBND、
MATROIからは一定の値１E-4を使用。
- MATGDIでは毛細現象による過度な水分移動を抑えたい、MATBNDでは乾燥
時の蒸散・蒸発を抑えたいから。
- 【説明】 土壌中の水分がほとんど氷のとき、飽和度が極端に小さくなり、Kは無限小、
ψは無限大となるが、Kψは無限大となる。その結
果、ほとんど氷の層が、乾いている層の水を引っ張るという現象が起きる。それを抑えるため、SATMINを設定。
- 2005/06/08: v0.9 =>
v1.0（以降β版）
- 祝！全球ICM結合モデルAll Bug Fixed (hopefully) !!
- matsni.F
- タイムステップごとの同位体収支計算のbugfix：氷河による流出を考慮
- matcwi.F
- タイムステップごとの同位体収支計算のbugfix：存在する氷（水）量より多い
昇華（蒸発）の際の、水（氷）の凍結（融解）による
補填を考慮（同位体分別はナシ）
- matroi.F
- 普通に流出するのは液状水として、その同位体を考慮。
- WINPTが計算機εを下回る場合、ゼロを代入。
- -DOPT_KRVMAX=1のバイナリで、氷河による流出（KRV=2）を考慮
すると配列がおかしくなるので、そこだけコメントア
ウト。
- matgdi.F
- 鉛直移動・蒸散に土壌水全体を使用。
- 液体だけにしたいところだが、Overflowの計算でおかしなことになる。
（ほとんど氷の層から水分が上に持ち上げられる、と
いう計算が実際に行われているから。）
- 蒸散は液体水のみによる計算可能。だが、根っこ付近では、局所的に融解させて
吸い上げている、ということにする。
- 流出・土壌蒸発に液状水のみを使用。
- 土壌昇華に氷のみを使用。
- 二段階の収支チェック。
- CFL回避用繰り返し計算（nitr）：植生内水を含まない。
- matgdi全体：植生内水を含む。
- Overflow計算時のbugfix：鉛直最初の層の同位体比計算を考慮。
- 【メモ】収支を1E-10で閉じさせるのは困難。水・エネルギーで1E-9、同位
体だと3E-9。（土層4m時）
- 【メモ】土壌水⇔氷の変化については、小さい量を許容するととんでもない同位体比
となってしまう。土壌水分率に対してEPSLを設定
（デフォルト1E-7）。
- matiso.F
- 液状水の考慮：土壌蒸発は液体からのみ、土壌昇華は固体からのみ。
- 【メモ】同位体（ISO）は、いつも配列の最後なので、一層目だけを引数にする、
などということは難しいので注意。（必要なくても全
てを放り込んだほうがトラブルにならない）
- matsfc.F, matbnd.F
- 蒸散のリミッターである、rootzone soil
moistureを液体水だけにする。（だってそうじゃない？？）
- さらに、土壌水分ストレスの算定も、液体水だけで考えるべきかと思うけど、、、。
→そうした。
- 2005/06/01: v0.7 =>
v0.9
- imatdrv.F
- AICM（大気同位体循環モデル）をオプション結合。（-DOPT_ICM）
- 一次元オフライン（v00）、三次元オフラインにも同じソースで対応。
- icmdrv.F
- aadmnsfc-isomat.F
- matgdi.F
- 葉っぱでCFL。蒸散フラックスにリミッター。
- litr（葉っぱでの繰り返し計算回数）は、量に応じてその都度変化。
- 2005/05/31
- Yoshimura, K., Iso-MATSIRO, a land
surface model that
incorporates stable water isotopes, submitted to Glob. Planet. Change
- 2005/04: v0.5 => v0.7
- iPILPS用に多数のBugfix。
- 一次元モデルはほぼ完成。
- 多層葉内Back Diffusionモデル
- 積雪多層同位体分別モデル
- 土壌水凍結融解モデル
- 樹冠遮断凍結融解モデル
- 表面動的同位体分別フラックス算定モデル
- spinup_checker, budget_checker作成
- iPILPSへ結果を
提出。
- 2005/01
- 2004/10
- 2004/09
- 2004/08/?: v0.3 =>
v0.5
- 2004/07/?: v0.1 =>
v0.3
- HDOも取り扱い可能化（ISOMAX=2）
- ICM（Yoshimura et al., 2003 JGR)がHDO,
H218O実行可能になったことに伴う。
- 2004/05/?: v0.0 =>
v0.1
- 一次元、18Oのみベータ版リリース。
- GAME再解析＋ICM出力降水／水蒸気同位体比
- 2004 Aug.
芳村圭，沖大幹，水の安定同位体の挙動を組み込んだ地表面モデルの構築，平成16年度水文水資源学会研究発表会予稿集，pp．156-157
- 2004/04/吉日: v0.0
- 開始
- 基本的な決まり：
- Craig&Gordonの式を複数の表面に適用する。