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INCA TECHNICAL DOCUMENTATION

  1. INCA 4
  2. Several Reference versions
  3. Pre-processor
    1. How change the molar mass in pre-processing
  4. Input Files
    1. NMHC_AER
    2. AER
    3. GES
    4. NMHC (old configuration)
    5. CH4_AER (old configuration)
    6. CH4 (old configuration)
    7. Description du fichier sflx en fonction des configurations chimiques
      1. les espèces
      2. Entête des fichiers suivant la résolution du modèle
  5. Les Output
    1. Fichiers d'ouput netcdf
    2. Comment choisir les variables des fichiers de sorties
    3. Choisir un fichier de sortie netcdf
    4. Fichiers d'ouput texte

INCA 4

INCA4 is the 39 level version of the INCA model. It's fit with version 5 of the model LMDZ (LMDZ5)

Several Reference versions

  • INCA4.1.0 --> first version of INCA4 (running on titane (CCRT))
  • INCA4.1.1 --> We fixed some bugs, in particular in optaer_5wv and optaer_2bd (there was an error on the number of vertical levels). This version can run on Curie (TGCC) and is compatible with the version rev2019 og LMDZORINCA_v5.
  • INCA4.1.2 --> same version with a new parameter file (inca.def) to manage some parameters in offline.
  • INCA4.1.3 --> version with modification to fit with LMDZ radiation in inca radlwsw_inca (version use with IPSLCM5CHT_v5) -- update 3/12/2013

Pre-processor

With the INCA model you can choose between several chemistry configuration (AER, NMHC_AER or GES). For each one we give a pre-process file that will be interpret by a pre-processor. These files are store in INCA/INP/ directory. Its documentation is available ​here.

How change the molar mass in pre-processing

For example if you want give the carbon molar mass to the CO2, you need to modify the INP/*def file of your chemistry configuration like this 

CO2OC -> CO2

become

CO2OC -> CO2@12

Input Files

NMHC_AER

File Name Resolution dimensions
o3clim.nc [lonxlat-lon+2]x47x12 vector pressure time
npp.nc [lonxlat-lon+2]x12 vector time
aircraft.nc [lonxlat-lon+2]x26x12 vector lev time
so4.nc [lonxlat-lon+2]x19x12 vector lev time
sflx.nc [lonxlat-lon+2]x12 vector time
phototable.dat
landuse.nc [lonxlat-lon+2]x11 vectore type
rhv.dat [lonxlat-lon+2] lignes
wth.dat [lonxlat-lon+2] lignes
cly.dat [lonxlat-lon+2] lignes
rhvEC.txt 51520 lignes
wthEC.txt 51520 lignes
clyEC.txt 51520 lignes

AER

File Name Resolution dimensions
oxydants.nc lonx[lat+1]x19x12 x y presnivs time_counter
npp.nc [lonxlat-lon+2]x12 vector time
aircraft.nc [lonxlat-lon+2]x26x12 vector lev time
sflx.nc [lonxlat-lon+2]x12 vector time
phototable.dat
landuse.nc [lonxlat-lon+2]x11 vectore type
rhv.dat [lonxlat-lon+2] lignes
wth.dat [lonxlat-lon+2] lignes
cly.dat [lonxlat-lon+2] lignes
rhvEC.txt 51520 lignes
wthEC.txt 51520 lignes
clyEC.txt 51520 lignes

GES

File Name Resolution dimensions
oxydants.nc lonx[lat+1]x19x12 x y presnivs time_counter
npp.nc [lonxlat-lon+2]x12 vector time
aircraft.nc [lonxlat-lon+2]x26x12 vector lev time
sflx.nc [lonxlat-lon+2]x12 vector time
phototable.dat
landuse.nc [lonxlat-lon+2]x11 vectore type
andres.nc [lon+1]x[lat+1]x12 LON LAT TIME
casa_m.nc [lon+1]x[lat+1]x12 LON LAT TIME
casa_h.nc [lon+1]x[lat+1]x8*nb_day_in_mth LON LAT TIME
taka.nc [lon+1]x[lat+1]x12 LON LAT TIME

NMHC (old configuration)

File Name Resolution dimensions
o3clim.nc [lonxlat-lon+2]x47x12 vector pressure time
npp.nc [lonxlat-lon+2]x12 vector time
aircraft.nc [lonxlat-lon+2]x26x12 vector lev time
so4.nc [lonxlat-lon+2]x19x12 vector lev time
sflx.nc [lonxlat-lon+2]x12 vector time
phototable.dat
landuse.nc [lonxlat-lon+2]x11 vectore type

CH4_AER (old configuration)

File Name Resolution dimensions
o3clim.nc [lonxlat-lon+2]x47x12 vector pressure time
npp.nc [lonxlat-lon+2]x12 vector time
aircraft.nc [lonxlat-lon+2]x26x12 vector lev time
so4.nc [lonxlat-lon+2]x19x12 vector lev time
sflx.nc [lonxlat-lon+2]x12 vector time
phototable.dat
landuse.nc [lonxlat-lon+2]x11 vectore type
rhv.dat [lonxlat-lon+2] lignes
wth.dat [lonxlat-lon+2] lignes
cly.dat [lonxlat-lon+2] lignes
rhvEC.txt 51520 lignes
wthEC.txt 51520 lignes
clyEC.txt 51520 lignes

CH4 (old configuration)

File Name Resolution dimensions
o3clim.nc [lonxlat-lon+2]x47x12 vector pressure time
npp.nc [lonxlat-lon+2]x12 vector time
aircraft.nc [lonxlat-lon+2]x26x12 vector lev time
so4.nc [lonxlat-lon+2]x19x12 vector lev time
sflx.nc [lonxlat-lon+2]x12 vector time
phototable.dat
landuse.nc [lonxlat-lon+2]x11 vectore type

Description du fichier sflx en fonction des configurations chimiques

les espèces

Les flux de surfaces des espèces sont contenus dans le fichier sflx.nc lu par la routine sflx_inti.F90.
Suivant la configuration que l'on utilise ce fichier ne doit pas contenir les même données. Voici une liste rappelant l'ensemble de ces espèces.

CH4 NMHC GESAER AERONLY
flx_n2o flx_co2 flx_n2o flx_co2tot flx_bc
flx_ch4 flx_n2o flx_ch4 flx_co2oce flx_pom
flx_sf6 flx_mcf flx_mcf flx_co2bio flx_bbbc
flx_co2 flx_nox flx_co flx_bc flx_bbpom
flx_kr85 flx_h2 flx_pom flx_so2
flx_f11 flx_co flx_bbbc flx_so4
flx_f12 flx_cobbg flx_bbpom flx_h2s
flx_f113 flx_ch4 flx_so2 conc_dms
flx_mcf flx_ch3oh flx_so4 fractnat_aer
flx_ccl4 flx_c2h5oh flx_h2s fractnat_bc
flx_ch3cl flx_c2h6 conc_dms fractnat_pom
flx_ch3br flx_c3h8 fractnat_aer fractnat_so4
flx_f22 flx_akan fractnat_bc fractnat_dust
flx_f134 flx_c2h4 fractnat_pom fractnat_ss
flx_f141 flx_c3h6 fractnat_so4
flx_f142 flx_c2h2 fractnat_dust
flx_h1301 flx_alken fractnat_ss
flx_h1211 flx_arom
flx_co flx_ch2o
flx_co_sec flx_ch3cho
flx_nox flx_ch3coch3
flx_h2 flx_mek
flx_mvk
flx_ch3cooh
flx_isoprene
flx_terpenes

Si vous travaillez avec une configuration utilisant les aérosols (CH4_AER ou NMHC_AER) en plus de la chimie vous devez ajouter la colonne AER à la colonne de votre configuration d'origine. Ex : CH4 + AER (et non pas AERONLY)


Entête des fichiers suivant la résolution du modèle

-d 96x72x19 

ncdump -h sflx.nc >>
dimensions : 
 vector = 6818; 
 time = UNLIMITED; //(12 currently)

-d 96x71x19 

ncdump -h sflx.nc >>
dimensions : 
 vector = 6722; 
 time = UNLIMITED; //(12 currently)

Les Output

Fichiers d'ouput netcdf

Le code INCA crée différents fichiers d'output :

  • inca_inst = fichier avec une valeur journalière instantanée pour chaque variable (fichier désactivé par défaut)
  • inca_avgr = fichier avec une valeur journalière moyennée pour chaque variable (fichier sauvegardé par défaut)
  • forcage = différents diagnostiques propres aux aérosols

Comment choisir les variables des fichiers de sorties

Le modèle INCA permet de sortir deux types de fichiers netcdf :

  • inca_avgr.nc avec des moyennes journalières
  • inca_inst.nc avec des données instantanées

Les variables contenues dans ces fichiers sont définies dans le fichier def en entrée du pré-processeur (INP/inca_AER.def, INP/inca_NMHC_AER.def ...) Il contient une rubrique Outputs du type : 

Outputs
     Write frequency = 1d
     Start File Number = 001
     Density = 4
     Retention time = 1y
 	
     Species
      Inst
        All
      Endlst
      Avgr
        All
      Endlst
     Endent
 	
(...) 

Endent

Cette rubrique contient plusieurs catégories chacune représentant un type de variable :

Liste des catégories : Species - Group members - Surface flux - Deposition Velocity - Photorates - Reaction rates - Washout rates - External forcing - temperature - water vapor - surface pressure - production - loss.

Nom du champs dans inca Signification Dimension Unité catégorie Nom dans le fichier de sortie
mmr Rapport de mélange des traceurs 3D VMR species
nas Rapport de mélange des membres d'un groupe 3D MMR group members
eflux Flux de surface (émission) 2D Kg/m2/s surface flux Emi_
dvel Vitesse de dépôt 2D Cm/s deposition velocityDep_
temp temperature 3D K temperature
h2o Rapport de mélange de la vapeur d'eau 3D MMR water vapor
ps Pression de surface 2D Pa surface pressure
jrates Taux de photolyse 3D cm-3 s-1 photorates j001...
reaction_rates Taux de réaction 3D cm-3 s-1 reaction rates k001...
hrates Taux de lessivage 3D s-1 washout rates w001...
extfrc Forçage extérieur 3D cm-3 s-1 external forcing ext001...
pox Taux de production 3D cm-3 s-1 production
lox Taux de destruction 3D cm-3 s-1 loss
dflux Flux de surface (dépôt) 2D kg/m2/s deposition flux

Pour chacune des catégories vous pouvez choisir soit All, soit indiquer la liste des variables qui vous interessent 

Surface Flux
    Inst
      All
    Endlst
    Avgr
      Pb210
      CO,NO,NO2,SO2,DMS
      CIDUSTM, CIN
      CSSSM, CSSO4M, CSN
      AIBCM, AIPOMM, AIN
      ASSSM, ASBCM, ASPOMM, ASSO4M, ASMSAM, ASN
      SSSSM, SSN
    Endlst
Endent

Vous pouvez également indiquer que vous souhaitez garder cette catégorie vide 

Surface Flux
    Inst
    Endlst
    Avgr
      All
    Endlst
Endent

Choisir un fichier de sortie netcdf

Par défaut nous ne proposons pas de conserver le fichier inca_inst.nc Si vous voulez l'ajouter il faut l'indiquer dans la carte inca.card (modipsl/config/LMDZINCA_v2/EXP_.../COMP/inca.card) 

[OutputFiles]
List=   (inca_avgr.nc,      ${R_OUT_CHM_O_M}/${PREFIX}_1M_inca_avgr.nc,      NONE) \
        (inca_inst.nc,      ${R_OUT_CHM_O_M}/${PREFIX}_1M_inca_inst.nc,      NONE)

De même si vous voulez ne pas conserver le fichier inca_avgr il faut l'enlever de cette liste.

Fichiers d'ouput texte

Les sorties texte de INCA (print *) sont stockées dans le fichier inca.out que vous retrouverez dans le répertoire IGCM_OUT/.../JobName/CHM/Debug/ ou IGCM_OUT/../JobName/DEBUG/