传统科学代码到可微框架的系统化 LLM 转换：在陆地表面模型中的应用

可微分编程为科学建模提供了变革性的能力，支持基于梯度的参数估计、敏感性分析和数据同化。然而，将遗留代码库迁移到可微分框架中仍然是一个挑战。我们提出了一个基于 LLM 的五阶段代理管道，将遗留 Fortran 转换为 JAX：静态依赖关系分析从完整调用图中确定模块转换顺序；迭代编译修复循环自动纠正错误； Fortran 参考预言机在积分和梯度验证之前在模块级别强制执行数值奇偶校验。我们在 CLM-ml-v2（一个 19,000 行 Fortran 陆地表面模型）上实例化和评估管道，并分析 73 个模块翻译任务中的代理行为。由此产生的可微模型在单次向后传递中计算完整的雅可比行列式，以比无梯度优化少八倍的步骤恢复物理参数，并在整体大小 N=2,048 时实现比顺序 Fortran 快 24 倍的挂钟加速。翻译后的模型和管道基础设施都作为可重用框架发布，用于区分其他地球系统模型组件。