GEOS-Chem中"Excessive fall velocity"错误分析与解决方案

GEOS-Chem中"Excessive fall velocity"错误分析与解决方案

【免费下载链接】geos-chem GEOS-Chem "Science Codebase" repository. Contains GEOS-Chem science routines, run directory generation scripts, and interface code. This repository is used as a submodule within the GCClassic and GCHP wrappers, as well as in other modeling contexts (external ESMs). 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ge/geos-chem

问题描述

在使用GEOS-Chem 14.4.0版本运行完整化学模型时，用户遇到了一个运行时错误："GEOS-CHEM ERROR: Excessive fall velocity? STOP at CALC_FALLVEL, UCX_mod"。该错误出现在模型初始化阶段，导致模拟无法继续进行。

错误背景

"Excessive fall velocity"错误通常与气溶胶沉降速度计算有关，特别是在UCX(上层对流层和平流层化学)模块中。当模型计算得到的气溶胶沉降速度超出合理范围时，会触发此错误终止运行。

可能原因分析

1. 输入数据版本不匹配：用户配置中指向了旧版本的FAST_JX输入数据(v2021-10)，而最新版本(v2024-05)包含了相对湿度对气溶胶特性的影响参数化，使用旧版本可能导致气溶胶参数计算异常。

2. 运行目录配置问题：用户可能复用了旧版本的运行目录，而非针对14.4.0版本创建新的运行目录，导致配置文件与新版本代码不兼容。

3. 时间步长设置：虽然用户尝试调整传输时间步长(从600秒改为300秒)和化学时间步长(从1200秒改为600秒)，但问题仍然存在，说明时间步长可能不是主要原因。

解决方案

1. 更新FAST_JX输入数据路径： 在geoschem_config.yml配置文件中，确保fastjx_input_dir指向最新版本的FAST_JX数据：

   input_directories:
     fastjx_input_dir: /path/to/ExtData/CHEM_INPUTS/FAST_JX/v2024-05/
   

2. 创建新的运行目录： 建议针对GEOS-Chem 14.4.0版本创建全新的运行目录，而不是复用旧版本的运行目录。这可以确保所有配置文件与当前代码版本完全兼容。

3. 检查其他相关配置：

   • 确认HEMCO配置正确，特别是与气溶胶相关的排放源
   • 验证气象输入数据的完整性和正确性
   • 检查边界条件设置是否合理

技术细节

该错误发生在UCX模块的气溶胶沉降速度计算过程中。最新版本的FAST_JX数据(v2024-05)包含了改进的气溶胶参数化方案，特别是考虑了相对湿度对硫酸盐(so4.dat)和有机气溶胶(org.dat)光学特性的影响。使用旧版本数据可能导致模型计算出不合理的气溶胶特性，进而产生异常的沉降速度。

最佳实践建议

1. 每次升级GEOS-Chem版本时，都应创建新的运行目录
2. 定期检查并更新输入数据至推荐版本
3. 运行前验证所有输入路径和文件的可访问性
4. 对于气溶胶相关模拟，特别注意FAST_JX数据的版本兼容性
5. 在修改时间步长等核心参数前，先确保基础配置正确

通过以上措施，可以有效避免"Excessive fall velocity"错误，确保模型稳定运行。

【免费下载链接】geos-chem GEOS-Chem "Science Codebase" repository. Contains GEOS-Chem science routines, run directory generation scripts, and interface code. This repository is used as a submodule within the GCClassic and GCHP wrappers, as well as in other modeling contexts (external ESMs). 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ge/geos-chem