ASAP 模型 Julia 版本

这是 ASAP (Agricultural Systems Analysis and Prediction) 模型的 Julia 实现版本，从原始的 Fortran module_rootdepth.f90 翻译而来。

模块结构

Julia 版本将原始的单一 Fortran 模块分解为多个独立的、可测试的模块：

核心模块

1. SoilParameters.jl - 土壤参数模块

   • 定义13种土壤类型的参数
   • 计算土壤导水率
   • 初始化土壤参数

2. Evapotranspiration.jl - 蒸散发计算模块

   • Priestley-Taylor 方法
   • Penman-Monteith 方法
   • Shuttleworth-Wallace 双源法

3. Interception.jl - 截留模块

   • 植被截留计算
   • 截留蒸发计算

4. WaterExtraction.jl - 水分提取模块

   • 植物根系水分提取
   • 土壤水分胁迫计算

5. SoilFluxes.jl - 土壤水流模块

   • 土壤水分运动方程
   • 三对角矩阵求解器
   • 氧18同位素追踪

6. WaterTableDynamics.jl - 地下水位动态模块

   • 浅层地下水位更新
   • 侧向流影响

7. SoilInitialization.jl - 土壤初始化模块

   • CLM 方法土壤层设置
   • 固定层厚方法

8. RootDepth.jl - 主模块

   • 整合所有子模块
   • 提供主要计算接口

使用方法

# 获取土壤参数
soil_params = get_soil_params(5)  # 第5种土壤类型

# 计算蒸散发
pet = potevap_penman_monteith(1, 1, 298.15, 200.0, 300.0, 101325.0, 0.01, 2.0, 3.0, 5.0, 15.0)

# 计算截留
ppdrip, et_i, new_store = interception(0.01, 5.0, 3.0, 0.2, 0.5)

---

输入数据

区域端到端示例（example/regional_example.jl）所需的全部输入文件、变量 规格、单位约定、缺失值处理、Mock / 真实模式对照等，已在学术手册中 统一维护：

📄 docs/manual/03_输入数据.typ — 学术手册第 3 章

该 typst 文档涵盖：静态场（static.nc / wtd.nc / 流向 D8 编码 / 河流参数 record 索引）、ERA5 强迫（8 通道）、LAI 气候态、模型内部派生量与缺失值 约定，并附 FAQ 与运行示例。

---

区域应用：运行命令

Mock 模式（默认，无需任何外部文件）

# 在 mktempdir() 自动生成合成数据，运行 3 小时模拟
julia --project example/regional_example.jl --mock 1 --duration 3

# 指定网格大小和土壤层数
julia --project example/regional_example.jl --mock 1 --nx 10 --ny 10 --nzg 40 --duration 24

真实数据模式

julia --project example/regional_example.jl \
      --mock   0 \
      --date   20200101 \
      --duration 24 \
      --static /data/ASAP/static.nc \
      --wtd    /data/ASAP/wtd.nc \
      --era5   /data/ERA5 \
      --out    /tmp/asap_regional_20200101.nc

命令行参数一览：

参数	默认值	含义
--date	20200101	起始日期（YYYYMMDD），决定 ERA5 文件日期
--duration	3	模拟小时数
--nx	3	网格 x 方向格点数（mock 模式）
--ny	3	网格 y 方向格点数（mock 模式）
--nzg	40	土壤层数
--mock	1	1 = 合成数据（无需外部文件），0 = 读真实 NetCDF
--static	—	静态场 NetCDF 路径（真实模式必填）
--wtd	—	初始水位 NetCDF 路径（真实模式必填）
--era5	—	ERA5 数据根目录（真实模式必填）
--out	/tmp/asap_regional_<date>.nc	输出 NetCDF 路径

参数来源：example/regional_example.jl — 文件头部文档字符串（L14–L44）及 parse_cli_args（L53–L100）。