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草地貪夜蛾遷飛大氣動(dòng)力條件分析及過(guò)程模擬

2022-09-20 08:25:30郭安紅王純枝鄧環(huán)環(huán)袁福香
應(yīng)用氣象學(xué)報(bào) 2022年5期
關(guān)鍵詞:夜蛾成蟲(chóng)草地

郭安紅 王純枝 鄧環(huán)環(huán) 袁福香 何 亮 張 蕾

1)(國(guó)家氣象中心, 北京 100081) 2)(武漢區(qū)域氣候中心, 武漢 430074) 3)(吉林省氣象科學(xué)研究所, 長(zhǎng)春 130062)

引 言

草地貪夜蛾(Spodopterafrugiperda)是原分布于美洲熱帶和亞熱帶地區(qū)的重大遷飛性害蟲(chóng)[1-2],2018年底—2019年初首次遷入我國(guó)云南[3],2019年在我國(guó)26個(gè)省(區(qū)、市)1542個(gè)縣發(fā)生,2020年在我國(guó)27個(gè)省(區(qū)、市)1426個(gè)縣發(fā)生,2021年在我國(guó)27個(gè)省(區(qū)、市)1241個(gè)縣發(fā)生,已成為威脅我國(guó)玉米生產(chǎn)的重大遷飛性害蟲(chóng)之一[4]。目前,草地貪夜蛾已成為亞洲東部地區(qū)季節(jié)性往返遷飛、常發(fā)性重要害蟲(chóng)[5]。冬季草地貪夜蛾在我國(guó)華南、西南地區(qū)南部周年繁殖區(qū)完成世代繁殖,春夏季隨著氣溫回暖以及盛行風(fēng)向長(zhǎng)江流域遷飛,繼而向黃淮、華北等北方玉米主產(chǎn)區(qū)擴(kuò)散危害,秋季則隨冷空氣入侵向南回遷[6]。

研究發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾春夏季北進(jìn)和秋季南回的遷飛活動(dòng)與大氣低層風(fēng)向有密切關(guān)系,而大氣低層風(fēng)向又與我國(guó)中東部地區(qū)季風(fēng)活動(dòng)密切相關(guān)。影響我國(guó)的夏季風(fēng)起源于3支氣流:一是西南季風(fēng),以印度夏季風(fēng)最為典型,主要影響我國(guó)西藏東南部、云南大部和四川西南部,當(dāng)印度季風(fēng)北移時(shí),西南季風(fēng)可深入我國(guó)大陸;二是流過(guò)東南亞和南海的跨赤道氣流,為低空西南氣流;三是來(lái)自西北太平洋副熱帶高壓(簡(jiǎn)稱副高)西側(cè)的東南季風(fēng),有時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)為偏南或西南氣流[7]。一般情況下,前兩支氣流主要影響遷飛性昆蟲(chóng)從南亞或東南亞遷入我國(guó),副高西側(cè)的東南季風(fēng)是遷飛昆蟲(chóng)在我國(guó)遠(yuǎn)距離遷飛活動(dòng)的主要?jiǎng)恿7-10]。副高對(duì)我國(guó)天氣和氣候有重要影響[11],每年勢(shì)力強(qiáng)弱、推進(jìn)時(shí)間存在差異,導(dǎo)致環(huán)流形勢(shì)和天氣系統(tǒng)每年也不完全一樣,大氣低層風(fēng)向也存在階段性變化。

目前研究認(rèn)為草地貪夜蛾成蟲(chóng)遷飛適宜高度為距離地面500~800 m,大致位于925 hPa至850 hPa高度層[7]。遷飛適宜氣溫為20~25℃,氣溫過(guò)高或過(guò)低均不利于遷飛,低于15℃時(shí)成蟲(chóng)活動(dòng)能力降低、不能正常產(chǎn)卵[12];遷飛適宜相對(duì)濕度為60%~90%,濕度過(guò)高增加飛行耗能,不利于遷飛,濕度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致蟲(chóng)體失水;降雨或下沉氣流會(huì)導(dǎo)致遷飛成蟲(chóng)降落。因此,草地貪夜蛾在遠(yuǎn)距離遷飛擴(kuò)散過(guò)程中遇到低溫、降雨以及下沉氣流屏障,飛行會(huì)中斷。因此,草地貪夜蛾的遷飛與低層大氣的溫濕環(huán)境以及降雨、下沉氣流密切相關(guān)。

本文重點(diǎn)分析2019—2021年草地貪夜蛾在我國(guó)跨區(qū)域遷飛的大氣環(huán)流形勢(shì)和低層動(dòng)力條件,通過(guò)遷飛層溫度場(chǎng)、濕度場(chǎng)等要素改進(jìn)混合單粒子拉格朗日綜合軌跡(Hybrid Single-particle Lagrangian Integrated Trajactory,HYSPLIT)模型,提高其在遇有低溫、降雨等屏障時(shí)迫降的判斷準(zhǔn)確度,并選取草地貪夜蛾北遷進(jìn)入長(zhǎng)江流域和東北地區(qū)、秋季向南回遷以及冬季冬繁區(qū)擴(kuò)散的4次典型天氣過(guò)程,模擬其遷飛軌跡和落點(diǎn),為進(jìn)一步掌握草地貪夜蛾在我國(guó)遷飛分布動(dòng)態(tài)以及開(kāi)展草地貪夜蛾精準(zhǔn)防控提供技術(shù)支撐。

1 資料和方法

1.1 HYSPLIT模型遷飛模擬

HYSPLIT模型是美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局空氣資源實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的一種用于計(jì)算和分析大氣污染物輸送、擴(kuò)散軌跡的專業(yè)模式[13],能夠計(jì)算空氣團(tuán)軌跡[14-15],模擬沙塵、對(duì)流層臭氧、二氧化硫等的擴(kuò)散[16-19],近年也逐漸應(yīng)用于蝗蟲(chóng)等昆蟲(chóng)遷飛軌跡的模擬[20-23]?;贖YSPLIT模型,通過(guò)不同氣象數(shù)據(jù)源以及針對(duì)模擬對(duì)象(沙塵、氣溶膠或遷飛昆蟲(chóng))的特征設(shè)定參數(shù),即可對(duì)模擬對(duì)象的輸送、擴(kuò)散軌跡進(jìn)行模擬。

本文所用HYSPLIT模型采用NCEP GFS預(yù)報(bào)再分析資料作為氣象驅(qū)動(dòng)場(chǎng),模擬對(duì)象設(shè)置參數(shù)包括蟲(chóng)源起飛點(diǎn)經(jīng)緯度、遷飛高度、飛行起止時(shí)間等。蟲(chóng)源起飛點(diǎn)經(jīng)緯度根據(jù)農(nóng)業(yè)部門(mén)草地貪夜蛾直報(bào)系統(tǒng)中成蟲(chóng)出現(xiàn)縣(市)設(shè)定,遷飛高度設(shè)置為500~1000 m,設(shè)定草地貪夜蛾在夜晚起飛,凌晨降落,遷飛時(shí)長(zhǎng)為10 h;白天草地貪夜蛾原地停留,下一夜晚以停留地為起飛點(diǎn)繼續(xù)遷飛。草地貪夜蛾遷飛速度為遷飛高度對(duì)應(yīng)的高空風(fēng)速與草地貪夜蛾本身飛行速度之和,草地貪夜蛾本身飛行速度設(shè)為4.5 m·s-1[7,24]。

對(duì)HYSPLIT模型進(jìn)行簡(jiǎn)單改進(jìn),主要包括:當(dāng)遷飛高度層氣溫低于15℃時(shí),蟲(chóng)體設(shè)定為迫降;當(dāng)遷飛層相對(duì)濕度高于90%和低于60%時(shí),蟲(chóng)體設(shè)定為迫降。

1.2 氣象資料

本文使用氣象資料包括大氣環(huán)流特征資料及HYSPLIT模型所用的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)分析場(chǎng)資料。大氣環(huán)流特征分析采用2019—2021年美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心(NCEP)逐日再分析資料,水平分辨率為2.5°×2.5°,包括1000 hPa至10 hPa 共17層的位勢(shì)高度、氣溫、緯向風(fēng)和經(jīng)向風(fēng),1000 hPa至300 hPa各層比濕,1000 hPa至100 hPa各層垂直速度,主要采用925 hPa位勢(shì)高度(相當(dāng)于距地面600~800 m高度)風(fēng)場(chǎng)資料分析草地貪夜蛾春夏季北遷和秋季向南回遷的動(dòng)力條件。HYSPLIT模型采用NCEP GFS數(shù)值天氣預(yù)報(bào)再分析資料,水平分辨率為 0.25°×0.25°。

1.3 草地貪夜蛾蟲(chóng)情資料

草地貪夜蛾蟲(chóng)情資料包括草地貪夜蛾遷飛規(guī)律的觀測(cè)資料以及HYSPLIT模型模擬的蟲(chóng)源資料和驗(yàn)證資料。

根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《草地貪夜蛾測(cè)報(bào)技術(shù)規(guī)范》,草地貪夜蛾在我國(guó)主要分布在3個(gè)區(qū)域:一是周年繁殖區(qū),主要位于我國(guó)西南、華南的熱帶、亞熱帶氣候分區(qū),包括云南中南部和廣西、廣東、福建、海南等地;二是遷飛過(guò)渡區(qū),包括中亞熱帶和北亞熱帶氣候區(qū)的福建、湖南、江西、湖北、江蘇、安徽、浙江、上海、重慶、四川、貴州、陜西等省(區(qū)、市);三是北方玉米重點(diǎn)防范區(qū),包括我國(guó)北方溫帶氣候區(qū)的安徽、陜西、河南、山東、河北、山西、北京、甘肅、寧夏、新疆、青海、遼寧、吉林、黑龍江等省(區(qū)、市)。

用于HYSPLIT模型模擬及北遷驗(yàn)證的草地貪夜蛾蟲(chóng)情資料主要來(lái)源于農(nóng)業(yè)部門(mén)草地貪夜蛾監(jiān)測(cè)直報(bào)系統(tǒng)。該直報(bào)系統(tǒng)每日記錄草地貪夜蛾成蟲(chóng)和幼蟲(chóng)出現(xiàn)縣(市),并統(tǒng)計(jì)截至當(dāng)日各省累計(jì)出現(xiàn)縣(市)數(shù)量。因此,將模擬過(guò)程前(一般為前1旬旬末)成蟲(chóng)分布省份和縣(市)點(diǎn)作為遷飛過(guò)程模擬蟲(chóng)源點(diǎn)輸入HYSPLIT模型,模擬過(guò)程后(過(guò)程當(dāng)旬末)新增成蟲(chóng)分布省份和縣(市)點(diǎn)用作模擬過(guò)程的驗(yàn)證對(duì)比;此外,成蟲(chóng)到達(dá)遷入地先產(chǎn)卵,卵發(fā)育成幼蟲(chóng)可以查見(jiàn),也表明該地有成蟲(chóng)遷入,因此過(guò)程結(jié)束后一段時(shí)間內(nèi)新增幼蟲(chóng)分布省份和縣(市)點(diǎn)也表明有成蟲(chóng)遷入。一般在15℃條件下,卵發(fā)育成2~3齡可見(jiàn)幼蟲(chóng)約需20~30 d; 20℃條件下,卵發(fā)育成2~3齡可見(jiàn)幼蟲(chóng)約需10~15 d[25-26],因此將模擬過(guò)程后2~3旬幼蟲(chóng)新增點(diǎn)也用于模擬過(guò)程驗(yàn)證;境外蟲(chóng)源模擬點(diǎn)主要位于緬甸、泰國(guó)、老撾、越南等國(guó)家的北部農(nóng)業(yè)區(qū)。

利用草地貪夜蛾直報(bào)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)資料驗(yàn)證草地貪夜蛾向南回遷的局限性是大部分地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)草地貪夜蛾遷入,新增的縣(市)點(diǎn)非常有限。為此,本文選取遷飛過(guò)渡區(qū)湖北的當(dāng)陽(yáng)、松滋、咸安、云夢(mèng)、老河口、黃陂等52個(gè)草地貪夜蛾觀測(cè)站周報(bào)資料進(jìn)行分析驗(yàn)證,包括高空燈、常規(guī)測(cè)報(bào)燈和性誘捕器觀測(cè)資料。高空燈資料常用于檢驗(yàn)遷入成蟲(chóng)量,常規(guī)燈及性誘捕器數(shù)據(jù)多用于檢驗(yàn)當(dāng)?shù)卣w成蟲(chóng)量。

1.4 典型天氣過(guò)程選取

低空急流被認(rèn)為與遷飛性昆蟲(chóng)的遷飛過(guò)程密切相關(guān)[27-29],國(guó)內(nèi)外雷達(dá)昆蟲(chóng)學(xué)觀測(cè)證實(shí)遷飛昆蟲(chóng)種群的大多數(shù)個(gè)體集聚在邊界層附近最大風(fēng)速帶或不同尺度低空急流中成層飛行[30]。北美落基山東側(cè)大平原低空急流是最著名的北遷種群“傳送帶”[31]。低空急流表現(xiàn)為850 hPa或700 hPa上風(fēng)速不低于12 m·s-1的西南風(fēng)風(fēng)速帶,最大可達(dá)30 m·s-1,此時(shí)925 hPa盛行較強(qiáng)勁的偏南氣流,是遷飛昆蟲(chóng)遠(yuǎn)距離遷飛的主要?jiǎng)恿?;低空急流兩?cè)有較強(qiáng)的風(fēng)速水平切變,往往與強(qiáng)降水關(guān)聯(lián)。在急流左側(cè),常有切變線和低渦活動(dòng),伴有大片降水區(qū),并在雨帶中生成暴雨中心,是輻合上升運(yùn)動(dòng)區(qū),常常成為遷飛昆蟲(chóng)起飛的動(dòng)力源;急流右側(cè)為輻散下沉運(yùn)動(dòng)區(qū),天氣晴朗,無(wú)成片降水發(fā)生,多為遷飛昆蟲(chóng)降落地。因此,選取2021年5月13—15日南方低層切變系統(tǒng)北抬、2021年9月7—9日華北、東北高空冷渦和低層風(fēng)切變以及2022年1月26—28日西南急流共3次天氣過(guò)程開(kāi)展分析,期間云南、廣東、廣西、湖南、江西、貴州、山東、河北等地925 hPa均盛行南風(fēng),有利于草地貪夜蛾向北遷飛。向南回遷的過(guò)程中,隨冷空氣勢(shì)力增強(qiáng),當(dāng)偏北風(fēng)風(fēng)速不低于10 m·s-1時(shí)也有利于草地貪夜蛾的回遷,因此選取2021年9月5—7日冷渦東移并與黃淮氣旋疊加導(dǎo)致華北南部至長(zhǎng)江中游偏北氣流增強(qiáng),期間陜西南部、河北南部以及河南大部分地區(qū)925 hPa均盛行偏北風(fēng),有利于草地貪夜蛾向南回遷。

本文插圖中所涉及的中國(guó)國(guó)界和行政區(qū)域界線基于審圖號(hào)為GS(2017)3220號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地圖制作,底圖無(wú)修改。

2 結(jié)果分析

2.1 草地貪夜蛾遠(yuǎn)距離遷飛的大氣環(huán)流背景

根據(jù)草地貪夜蛾成蟲(chóng)跨區(qū)(遠(yuǎn)距離)遷飛規(guī)律及相關(guān)研究[3,4,6,7,12],草地貪夜蛾春夏季從熱帶亞熱帶周年繁殖區(qū)(Ⅰ區(qū))到中亞熱帶和北亞熱帶遷飛過(guò)渡區(qū)(Ⅱ區(qū)),再到溫帶氣候玉米產(chǎn)區(qū)(Ⅲ區(qū))的北遷過(guò)程,以及秋季從Ⅲ區(qū)到Ⅱ區(qū)再回到Ⅰ區(qū)的南遷過(guò)程,可以劃分為4個(gè)越區(qū)時(shí)間階段:4—5月從Ⅰ區(qū)到Ⅱ區(qū)北遷,6月中旬—8月中旬從Ⅱ區(qū)到Ⅲ區(qū)北遷,8月下旬—9月中旬從Ⅲ區(qū)到Ⅱ區(qū)南回,10月下旬—11月從Ⅱ區(qū)到Ⅰ區(qū)南回。

草地貪夜蛾成蟲(chóng)跨區(qū)遷飛與東亞地區(qū)大氣環(huán)流季節(jié)性變化關(guān)系密切。1—2月草地貪夜蛾在云南中南部、廣西、廣東、福建、海南等地完成世代繁殖,期間也有境外蟲(chóng)源不斷從緬甸等中南半島國(guó)家遷入我國(guó)。3月副高脊線位于14°~20°N,我國(guó)低緯度地區(qū)除了云南大部為西南風(fēng)外,華南大部分地區(qū)為東風(fēng)或東南風(fēng),江南至西南地區(qū)東部為東風(fēng),不利于草地貪夜蛾向北遠(yuǎn)距離遷飛;但3月低緯度地區(qū)風(fēng)場(chǎng)仍有利于草地貪夜蛾從境外蟲(chóng)源地遷入我國(guó)云南、廣西部分地區(qū)。4—5月東南季風(fēng)生成并擴(kuò)展到華南,5月南海夏季風(fēng)爆發(fā),我國(guó)長(zhǎng)江以南大部分地區(qū)925 hPa風(fēng)向逐漸轉(zhuǎn)為南風(fēng)或偏南風(fēng),有利于草地貪夜蛾北上進(jìn)入Ⅱ區(qū)。6月—7月上中旬副高脊線越過(guò)20°N,在20°~30°N兩次北跳,西南氣流繼續(xù)向北推進(jìn),我國(guó)中東部大部分地區(qū)925 hPa風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)或南風(fēng),有利于草地貪夜蛾繼續(xù)北上。7月下旬—8月上旬副高脊線跨越30°N,到達(dá)一年中最北位置(約為35°N),西南氣流也最北,草地貪夜蛾完成從Ⅱ區(qū)到Ⅲ區(qū)的北遷過(guò)程。8月下旬—9月上旬冷空氣逐漸增強(qiáng),副高脊線開(kāi)始南退,10月以后退至20°N以南,即南退時(shí)間短、速度快,我國(guó)中東部大部分地區(qū)以偏北風(fēng)為主,草地貪夜蛾完成從Ⅲ區(qū)到Ⅱ區(qū)、再到Ⅰ區(qū)的南回過(guò)程。

2.2 草地貪夜蛾遷飛擴(kuò)散動(dòng)力條件

盡管草地貪夜蛾的北遷南回過(guò)程大體遵循以上規(guī)律,但由于每年副高強(qiáng)度不同,脊線位置和西伸程度不同[11],導(dǎo)致西南氣流年際變化大,草地貪夜蛾遷飛擴(kuò)散風(fēng)場(chǎng)動(dòng)力條件也存在差別;西南氣流攜帶暖濕水汽以及冷暖空氣交匯產(chǎn)生降水等會(huì)導(dǎo)致遷飛蟲(chóng)體迫降,因此草地貪夜蛾的北遷南回速度有別。

2019年4月副高脊線位置接近常年,但南支槽偏強(qiáng),有利于孟加拉灣水汽在我國(guó)北上,江南南部、華南、西南地區(qū)東部等地產(chǎn)生降水,且西南地區(qū)東部至華南、江南南部925 hPa南風(fēng)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),主要時(shí)段集中在4月6—10日和4月17—25日,總體有利于草地貪夜蛾持續(xù)從中南半島遷入我國(guó)西南、華南地區(qū)以及在西南、華南地區(qū)定殖的成蟲(chóng)向江南地區(qū)遷飛。由于2019年初草地貪夜蛾剛侵入我國(guó),定殖蟲(chóng)量較少。2020年4月副高脊線位置接近常年,北界維持在20°N附近,南支槽偏弱,受東亞大槽和副高的共同影響,除云南中西部925 hPa 以西南風(fēng)為主,有利于草地貪夜蛾持續(xù)從中南半島遷入外,西南地區(qū)東部至華南地區(qū)大部時(shí)段為弱東風(fēng)或東南風(fēng),不利于境外蟲(chóng)源遷入以及西南、華南當(dāng)?shù)叵x(chóng)源向長(zhǎng)江中下游地區(qū)遷飛,草地貪夜蛾仍主要在華南和西南地區(qū)南部為害。2021年4月副高較常年偏弱,南支槽偏強(qiáng),菲律賓附近為氣旋式環(huán)流,云南大部分地區(qū)925 hPa為西南風(fēng),西南地區(qū)東部至華南大部分地區(qū)為東風(fēng)或東南風(fēng),與2020年相似。

2019年5月、2020年5月和2021年5月副高均偏北偏西,2019年5月西南地區(qū)東部至華南 925 hPa以偏南風(fēng)為主;2020年5月和2021年5月西南地區(qū)東部、華南、長(zhǎng)江中下游地區(qū)均以南風(fēng)為主,風(fēng)場(chǎng)條件有利于西南地區(qū)和華南冬繁蟲(chóng)源遷飛至長(zhǎng)江中下游地區(qū)以及境外蟲(chóng)源遷入。2019年5月南海夏季風(fēng)爆發(fā)時(shí)間較常年明顯偏早(第2候,常年為5月23日)[32],2020年5月和2021年5月南海夏季風(fēng)爆發(fā)時(shí)間分別較常年偏早1候和偏晚1候[33-34]。季風(fēng)爆發(fā)后兩周內(nèi),西南暖濕水汽從熱帶印度洋和南海輸送至東亞大陸,長(zhǎng)江以南地區(qū)強(qiáng)降水過(guò)程顯著增多,因此2019年5月季風(fēng)爆發(fā)早有利于草地貪夜蛾較早、較快地從西南、華南地區(qū)進(jìn)入長(zhǎng)江中下游地區(qū)。

氣候平均上,6月東亞大氣環(huán)流向夏季型轉(zhuǎn)變,6—7月副高向北推進(jìn),我國(guó)中東部大部分地區(qū)925 hPa 以偏南風(fēng)為主,有利于草地貪夜蛾成蟲(chóng)遠(yuǎn)距離遷飛至長(zhǎng)江中下游及以北地區(qū)。6月西北地區(qū)東南部、黃淮地區(qū)的夏玉米陸續(xù)播種出苗,為草地貪夜蛾北遷進(jìn)入該地區(qū)提供良好食源條件,西北地區(qū)東南部、黃淮地區(qū)成為草地貪夜蛾覆瓦式遷飛的優(yōu)良落腳點(diǎn)。據(jù)觀測(cè),2019年6月陜西和河南草地貪夜蛾點(diǎn)分別突增至19個(gè)和35個(gè)縣,而2021年截至7月初,陜西和河南草地貪夜蛾發(fā)生縣分別為2個(gè)和1個(gè),顯然2019年草地貪夜蛾向北擴(kuò)散進(jìn)度較快[3]。環(huán)流形勢(shì)分析顯示2019年6—7月中旬副高的西脊點(diǎn)顯著偏南[32],水汽輸送主要集中在我國(guó)長(zhǎng)江中下游及其以南地區(qū);2020年6月副高位置偏西偏北,7月偏西偏南[33],長(zhǎng)江中下游地區(qū)梅雨出現(xiàn)早、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng);2021年6月副高位置南北變化較大,7月偏西偏北[34],梅雨出現(xiàn)早、結(jié)束早、雨量少。由于副高西側(cè)偏南氣流攜帶大量水汽、且多為上升氣流,副高主體控制下多為下沉氣流和晴好天氣,因此2019 年6—7月草地貪夜蛾較快北遷至長(zhǎng)江中下游及以北地區(qū),這與副高西脊點(diǎn)的位置、梅雨持續(xù)時(shí)間等均有關(guān)。

氣候平均上,8月副高位置繼續(xù)向東向北推進(jìn)。2019年8月副高偏北、大陸高壓偏強(qiáng),華北及以南大部分地區(qū)925 hPa以東風(fēng)為主,中東部地區(qū)草地貪夜蛾向北遷飛擴(kuò)散整體受抑;2020年8月副高偏南偏西,中東部大部地區(qū)925 hPa以南風(fēng)為主,有利于草地貪夜蛾繼續(xù)向北擴(kuò)散;2021年8月副高明顯偏西,冷空氣影響以東路為主,華南和西南地區(qū)南部925 hPa以南風(fēng)為主,有利于該地蟲(chóng)源向北遷飛擴(kuò)散,但冷空氣與暖濕氣流交匯于我國(guó)中東部地區(qū), 黃淮西部、西南地區(qū)東北部、長(zhǎng)江中下游等地降水較常年偏多,阻斷了該地蟲(chóng)源向北遷飛;華北和東北地區(qū)925 hPa仍以南風(fēng)或西南風(fēng)為主,有利于當(dāng)?shù)夭莸刎澮苟瓿上x(chóng)繼續(xù)向北擴(kuò)散。

2019年9月副高主體位于西北太平洋且明顯偏西偏強(qiáng),華東、長(zhǎng)江中下游及以南大部分地區(qū)925 hPa 為東北風(fēng),2020年9月副高呈東西帶狀分布,位置偏東偏南,長(zhǎng)江中下游以南地區(qū)以東北風(fēng)為主,均有利于長(zhǎng)江中下游地區(qū)草地貪夜蛾向南回遷。2021年9月副高偏西偏強(qiáng),中東部平均風(fēng)較弱,草地貪夜蛾南回進(jìn)度偏慢,其中9月上旬華北至東北地區(qū)存在階段性南風(fēng),反而有助于草地貪夜蛾北遷,但是北方地區(qū)玉米接近成熟,食源條件轉(zhuǎn)差,遷入草地貪夜蛾已難以對(duì)玉米造成嚴(yán)重威脅。

2.3 典型天氣過(guò)程遷飛軌跡及落區(qū)模擬

2.3.1 2021年5月13—15日南方低層切變系統(tǒng)北抬,草地貪夜蛾北遷進(jìn)入長(zhǎng)江以北

截至2021年5月10日,草地貪夜蛾成蟲(chóng)主要分布在云南、貴州、廣東、廣西、海南、福建等省大部分地區(qū)以及湖南、浙江的部分縣(市)和江西的個(gè)別縣(市)。2021年5月中旬,副高及西南低空急流較常年明顯偏強(qiáng),位置偏北。5月13—14日南支槽配合低空切變系統(tǒng)北抬,西南急流顯著增強(qiáng),850 hPa最大風(fēng)速達(dá)28 m·s-1,湖南、貴州、江西925 hPa急流加強(qiáng)并伴有明顯的輻合上升運(yùn)動(dòng)。受冷暖空氣交匯和急流水汽輸送的影響,14—16日西南地區(qū)東部至長(zhǎng)江中下游出現(xiàn)明顯降水,有利于草地貪夜蛾沉降。此外,我國(guó)淮河以南大部地區(qū)925 hPa氣溫均大于15℃,其中長(zhǎng)江以南大部地區(qū)為20~25℃,適宜草地貪夜蛾遷飛。

選取云南、廣西、廣東、湖南、江西、貴州共91個(gè)蟲(chóng)源模擬點(diǎn),利用改進(jìn)的HYSPLIT模型模擬2021年5月13—15日遷飛軌跡及落點(diǎn)(草地貪夜蛾在夜間遷飛,即從13日夜晚開(kāi)始模擬),結(jié)果如圖1所示。由圖1云南草地貪夜蛾遷飛模擬軌跡可見(jiàn),云南25個(gè)蟲(chóng)源模擬點(diǎn)基本可覆蓋5月上旬草地貪夜蛾成蟲(chóng)的出現(xiàn)區(qū)域,13—15日模擬的遷飛軌跡為西南—東北走向,有效遷飛時(shí)長(zhǎng)為1~3 d,最遠(yuǎn)可以飛到重慶南部,遷飛3 d主要降落點(diǎn)位于云南中北部、貴州西北部、重慶南部和四川東南部,遷飛路徑上無(wú)低溫屏障,主要因下沉氣流和降雨迫使其降落。由圖1廣西草地貪夜蛾遷飛模擬軌跡可見(jiàn),廣西15個(gè)蟲(chóng)源模擬點(diǎn)為廣西北部5月上旬成蟲(chóng)出現(xiàn)的區(qū)域,13—15日模擬的遷飛軌跡為南北略偏東走向,有效遷飛時(shí)長(zhǎng)為1~3 d,其西側(cè)軌跡在第3日出現(xiàn)明顯回遷。理論上最遠(yuǎn)遷飛點(diǎn)為黃淮南部,但長(zhǎng)江中下游地區(qū)降水屏障的阻礙作用導(dǎo)致其迫降,因此遷飛3 d降落點(diǎn)位于貴州北部、重慶、四川東部、湖南西北部、湖北中部等地。由圖1廣東草地貪夜蛾遷飛模擬軌跡可見(jiàn),廣東23個(gè)蟲(chóng)源模擬點(diǎn)主要為廣東北部5月上旬草地貪夜蛾成蟲(chóng)的出現(xiàn)區(qū)域,5月13—15日模擬的遷飛軌跡為南北偏東走向,同樣長(zhǎng)江中下游地區(qū)降水屏障的阻礙作用導(dǎo)致其迫降,因此有效遷飛時(shí)間多為1 d(5月13日),有效降落點(diǎn)主要位于湖南東北部、湖北東部、江西、浙江、江蘇南部和安徽中南部 。由圖1湖南草地貪夜蛾遷飛模擬軌跡可見(jiàn),湖南10個(gè)蟲(chóng)源模擬點(diǎn)模擬的遷飛軌跡為南北偏西走向,最遠(yuǎn)可以遷飛到河南南部,但長(zhǎng)江中下游地區(qū)降水屏障的阻礙作用使遷飛3 d的主要降落點(diǎn)位于湖北中西部和重慶東部。由圖1江西草地貪夜蛾遷飛模擬軌跡可見(jiàn),江西10個(gè)蟲(chóng)源模擬點(diǎn)模擬的遷飛模擬軌跡為南北偏東走向,有效遷飛時(shí)長(zhǎng)多為1 d,最遠(yuǎn)也可以遷飛到河南南部和安徽北部,主要降落點(diǎn)位于湖北中東部和安徽中部。由圖1貴州草地貪夜蛾遷飛模擬軌跡可見(jiàn),貴州8個(gè)蟲(chóng)源模擬點(diǎn)模擬的遷飛軌跡為南北偏西走向,有效遷飛時(shí)間為1~3 d,但在14—15日出現(xiàn)明顯回遷軌跡,主要降落點(diǎn)位于四川東部、重慶和湖北西南部。反推軌跡可知,此次過(guò)程遷入江蘇、安徽的草地貪夜蛾主要來(lái)源是廣東、江西,遷入湖北的草地貪夜蛾主要來(lái)源是廣西、湖南和江西,遷入四川東部和重慶的草地貪夜蛾主要來(lái)源是云南、廣西、湖南和貴州。

與5月10日相比,5月20日新增成蟲(chóng)縣(市)點(diǎn)主要集中在云南、四川、貴州、重慶、廣東、廣西、福建、湖南、江西、浙江、湖北和江蘇等省,其中四川和浙江新增5個(gè)縣(市)點(diǎn),江西、江蘇和湖北新增4個(gè)縣(市)點(diǎn),江蘇首次出現(xiàn)成蟲(chóng)(圖2)。5月30日幼蟲(chóng)新增縣(市)點(diǎn)也集中在上述省份,其中湖南新增幼蟲(chóng)縣(市)點(diǎn)最多,為36個(gè);貴州、江西、安徽和浙江次多,為10~14個(gè);安徽、江蘇兩省首次出現(xiàn)幼蟲(chóng)(圖2)。由5月11—20日925 hPa風(fēng)場(chǎng)條件可見(jiàn),除了5月13—15日為南風(fēng),有利于草地貪夜蛾向北遷飛外,其余時(shí)段均為北風(fēng),不利于草地貪夜蛾北遷,因此判斷草地貪夜蛾成蟲(chóng)隨5月13—15日向北遷入上述部分省及市(縣),安徽、江蘇以及湖北部分地區(qū)為成蟲(chóng)首次北遷進(jìn)入,HYSPLIT模型模擬的2021年5月13—15日遷飛軌跡、落點(diǎn)與上述區(qū)域一致,模擬結(jié)果可信。

2.3.2 2021年9月7—9日華北、東北高空冷渦和低層風(fēng)切變,草地貪夜蛾北遷進(jìn)入遼寧

截至2021年8月31日,草地貪夜蛾成蟲(chóng)最北見(jiàn)蟲(chóng)點(diǎn)主要分布在河北中部、天津、陜西、寧夏、甘肅東部等地,其中河北中部、天津和山東北部的部分縣(市)的蟲(chóng)源最有可能擴(kuò)散到東北玉米主產(chǎn)區(qū)。2021年9月7—9日受華北、東北高空冷渦和低層風(fēng)切變影響,內(nèi)蒙古中東部、京津冀、東北地區(qū)等地為小到中雨,部分地區(qū)大到暴雨,并伴有強(qiáng)對(duì)流天氣,其中8日渦前低空切變斜壓發(fā)展,9日850 hPa切變加深,偏南急流增強(qiáng)至20 m·s-1,主要過(guò)程集中在8—9日。期間925 hPa華北至東北地區(qū)的西南風(fēng)較強(qiáng)勁,有利于草地貪夜蛾向東北地區(qū)遷飛,但因部分地區(qū)存在較強(qiáng)降水及強(qiáng)對(duì)流天氣,下沉氣流和降雨使其降落,同時(shí)吉林中西部氣溫低于15℃,氣溫屏障也使其提前降落。

選取河北中部、山東半島20個(gè)蟲(chóng)源點(diǎn)利用HYSPLIT模型模擬2021年9月7—9日遷飛軌跡及落點(diǎn),結(jié)果如圖3所示。由圖3可見(jiàn),河北中部12個(gè)點(diǎn)第1日(7日)的遷飛路徑比較復(fù)雜,有東北向和南向,南向甚至回遷到山東大部分地區(qū),但是第2日(8日)和第3天(9日)在強(qiáng)勁西南風(fēng)的條件下向東北方向遷入遼寧境內(nèi),伴隨下沉氣流或降水降落為害,由于吉林925 hPa氣溫降至15℃以下,草地貪夜蛾不再向吉林境內(nèi)遷入。山東半島8個(gè)蟲(chóng)源點(diǎn)模擬的遷飛軌跡為向東或向東南方向遷飛,不會(huì)降落進(jìn)入我國(guó)東北地區(qū)。

截至2021年9月10日,遼寧省新增6個(gè)成蟲(chóng)縣(市)點(diǎn)。分析9月1—10日925 hPa風(fēng)場(chǎng)條件可見(jiàn),除了2日和7—9日華北地區(qū)風(fēng)場(chǎng)為西南風(fēng),有利于草地貪夜蛾向北遷飛外,其余時(shí)段均為北風(fēng),不利于草地貪夜蛾北遷。由于2日風(fēng)速較小,不足10 m·s-1,草地貪夜蛾遠(yuǎn)距離遷飛動(dòng)力不足,因此判斷遼寧新增的6個(gè)成蟲(chóng)縣(市)為伴隨7—9日華北、東北低層風(fēng)切變過(guò)程遷入,HYSPLIT模型模擬的遷飛軌跡、落點(diǎn)與上述區(qū)域一致,模擬結(jié)果可信。

2.3.3 2021年9月5—7日冷渦東移疊加黃淮氣旋,華北黃淮草地貪夜蛾向南回遷

2021年9月5日受東移冷渦影響,華北中部以南至長(zhǎng)江中游一帶受偏北氣流影響,且與黃淮氣旋疊加,5—6日河北中南部、河南大部、湖北中東部925 hPa北風(fēng)風(fēng)速約為8~12 m·s-1,有利于華北南部、黃淮草地貪夜蛾向南回遷。

選取河北、河南、陜西南部35個(gè)蟲(chóng)源點(diǎn),模擬9月5—7日向南回遷軌跡及落點(diǎn),結(jié)果如圖4所示。由圖4河北的模擬軌跡可見(jiàn),河北6個(gè)蟲(chóng)源中有5個(gè)為明顯向南回遷軌跡,有效遷飛時(shí)長(zhǎng)為1~3 d,第1日(5日)為東北—西南走向,第2日(6日)為西北—東南走向,第3日(7日)個(gè)別蟲(chóng)源點(diǎn)又出現(xiàn)向北的短距離遷飛,1~3 d的降落點(diǎn)主要分布在河北、山西、河南和湖北。由圖4河南的模擬軌跡可見(jiàn),河南17個(gè)蟲(chóng)源點(diǎn)軌跡模擬顯示中西部蟲(chóng)源點(diǎn)出現(xiàn)明顯向南回遷,有效遷飛時(shí)長(zhǎng)為1~3 d,有效降落點(diǎn)主要位于河南、湖北、重慶、湖南和江西;東部蟲(chóng)源點(diǎn)受黃淮氣旋的影響路徑向東,有效遷飛時(shí)長(zhǎng)為1 d。由圖4陜西的模擬軌跡可見(jiàn),陜西12個(gè)蟲(chóng)源點(diǎn)軌跡模擬均顯示向南回遷,遇陜西南部和四川盆地的降水而降落,有效遷飛時(shí)長(zhǎng)為1 d,落點(diǎn)集中在陜西南部和四川盆地北緣。

9月上旬湖北11個(gè)觀測(cè)站高空測(cè)報(bào)燈、常規(guī)測(cè)報(bào)燈和性誘捕器監(jiān)測(cè)到草地貪夜蛾成蟲(chóng)高峰(圖5)。由圖5松滋站可見(jiàn),松滋站高空測(cè)報(bào)燈資料顯示9月5日出現(xiàn)遷入高峰,9月2日和6日出現(xiàn)遷入小高峰,常規(guī)測(cè)報(bào)燈和性誘捕器數(shù)據(jù)顯示9月3日為成蟲(chóng)高峰日。由圖5云夢(mèng)站可見(jiàn),云夢(mèng)站常規(guī)測(cè)報(bào)燈和性誘捕器資料顯示9月9日為成蟲(chóng)高峰日。英山站性誘捕器監(jiān)測(cè)資料顯示9月9日為成蟲(chóng)、幼蟲(chóng)高峰日(圖略)。此外,在當(dāng)陽(yáng)、廣水、蔡甸、麻城等地性誘捕器監(jiān)測(cè)也顯示9月9日誘蛾量較大。雖然常規(guī)測(cè)報(bào)燈和性誘捕器監(jiān)測(cè)的高峰未必完全是遷飛來(lái)的成蟲(chóng),但1日內(nèi)成蟲(chóng)量突增仍可表明近期有遷入蟲(chóng)源補(bǔ)充。松滋站高空測(cè)報(bào)燈分別在9月5日和6日出現(xiàn)高峰和小高峰,表明該時(shí)段有成蟲(chóng)遷入。由9月1—10日湖北925 hPa風(fēng)場(chǎng)可見(jiàn),3日為東南風(fēng),風(fēng)速平均為4~8 m·s-1,5—6日大部地區(qū)為北風(fēng),風(fēng)速平均為 8~12 m·s-1,其他時(shí)段風(fēng)力很小。綜合上述分析,9月上旬湖北松滋、云夢(mèng)等地出現(xiàn)草地貪夜蛾成蟲(chóng)遷入,有利于其向南回遷的天氣過(guò)程主要集中在5—6日,用HYSPLIT模型模擬的河北、河南遷飛軌跡、落點(diǎn)均指示湖北為落區(qū),模擬結(jié)果可信。

2.3.4 2022年1月26—28日西南急流過(guò)程,草地貪夜蛾在冬繁區(qū)擴(kuò)散

2022年1月20日草地貪夜蛾主要在云南、四川南部、廣東、廣西、海南、福建南部等冬繁區(qū)進(jìn)行越冬繁殖。1月26—28日南支槽前西南急流發(fā)展北抬,27日云南至貴州700 hPa急流風(fēng)速超過(guò)16 m·s-1,西南地區(qū)925 hPa為西南風(fēng),但由于925 hPa上15℃等溫線基本維持在云南西北部、四川南部、貴州西南部、廣西北部、廣東北部等地,因此即使有適宜的西南氣流,草地貪夜蛾一般僅在15℃等溫線以南進(jìn)行近距離遷飛擴(kuò)散,越過(guò)15℃等溫線向北遷飛的可能性很小。同時(shí),該西南氣流有利于緬甸等境外蟲(chóng)源地的成蟲(chóng)遷飛進(jìn)入我國(guó)。

選取1月下旬云南、廣西、廣東草地貪夜蛾成蟲(chóng)出現(xiàn)區(qū)域以及境外蟲(chóng)源點(diǎn)75個(gè),模擬2022年1月26—28日西南急流過(guò)程遷飛軌跡及落點(diǎn)(圖6)。由圖6云南草地貪夜蛾遷飛模擬軌跡可見(jiàn),云南26個(gè)蟲(chóng)源點(diǎn)模擬的遷飛軌跡為西南—東北走向,有效遷飛時(shí)長(zhǎng)多為1 d,大部分降落點(diǎn)仍為云南,少部分可以遷飛到貴州西部,因受低溫影響迫降。由圖6廣西草地貪夜蛾遷飛模擬軌跡可見(jiàn),廣西13個(gè)蟲(chóng)源點(diǎn)模擬的軌跡為南北走向,有效遷飛時(shí)長(zhǎng)多為1 d,大部分降落點(diǎn)仍為廣西,少部分可以遷飛到貴州南部,因受低溫影響迫降。由圖6廣東草地貪夜蛾遷飛模擬軌跡可見(jiàn),廣東19個(gè)蟲(chóng)源點(diǎn)模擬的軌跡在西部地區(qū)為東南—西北走向,在東部地區(qū)西南—東北走向,有效遷飛時(shí)長(zhǎng)為1 d,西部模擬點(diǎn)可以遷飛到廣西東部,中部模擬點(diǎn)的遷飛落點(diǎn)仍為廣西,東部模擬點(diǎn)可以遷飛到福建南部。境外蟲(chóng)源點(diǎn)主要模擬了緬甸中北部9個(gè)蟲(chóng)源點(diǎn)、老撾北部3個(gè)蟲(chóng)源點(diǎn)、越南北部3個(gè)蟲(chóng)源點(diǎn)和泰國(guó)北部2個(gè)蟲(chóng)源點(diǎn)的遷飛路徑。由圖6境外草地貪夜蛾遷飛模擬軌跡可見(jiàn),大部分遷飛軌跡為西南—東北走向,有效遷飛時(shí)長(zhǎng)為1~3 d,落點(diǎn)大部分在云南,少部分可降落在廣西,越南的1個(gè)模擬點(diǎn)可以遠(yuǎn)距離遷飛到貴州南部,因受低溫影響迫降。

1月30日草地貪夜蛾分布在云南、四川南部、廣東、廣西、海南、福建南部,與1月20日相比,云南、廣東和廣西新增成蟲(chóng)縣(市)點(diǎn)分別為1個(gè)、3個(gè)和1個(gè)(圖略);2月10日云南、廣東、廣西幼蟲(chóng)縣(市)點(diǎn)較1月20日分別新增1個(gè)、3個(gè)和1 個(gè),福建、貴州無(wú)新增成蟲(chóng)或幼蟲(chóng)點(diǎn)。由1月21—30日925 hPa風(fēng)場(chǎng)條件可見(jiàn),21—30日云南大部分地區(qū)盛行南風(fēng)或西南風(fēng),但風(fēng)速不超過(guò)10 m·s-1;廣西、廣東有利的南風(fēng)條件主要出現(xiàn)在21—22日和26日;有利于緬甸蟲(chóng)源遷入我國(guó)云南的西南風(fēng)條件主要出現(xiàn)在27日;有利于泰國(guó)、老撾和越南蟲(chóng)源遷入我國(guó)云南和廣西的偏南風(fēng)場(chǎng)條件在21—22日和26—28日。與草地貪夜蛾蟲(chóng)情監(jiān)測(cè)相比,貴州西部和南部、福建并未出現(xiàn)新增遷入點(diǎn),HYSPLIT模型模擬的該落點(diǎn)不準(zhǔn)確;云南、廣東和廣西雖出現(xiàn)新增遷入點(diǎn),但點(diǎn)位較少,說(shuō)明該階段草地貪夜蛾的遷飛活動(dòng)較少,HYSPLIT模型模擬指征作用有限。此外,由于缺乏資料,云南和廣西新增遷入點(diǎn)蟲(chóng)源來(lái)源未能有效驗(yàn)證。

3 結(jié)論與討論

本文分析2019—2021年草地貪夜蛾在我國(guó)跨區(qū)域遷飛的大氣環(huán)流形勢(shì)和低層風(fēng)動(dòng)力條件,選取北遷進(jìn)入長(zhǎng)江流域、北遷進(jìn)入東北地區(qū)、秋季向南回遷以及冬季在冬繁區(qū)擴(kuò)散4次典型天氣過(guò)程,利用改進(jìn)的HYSPLIT模型模擬其遷飛軌跡和落點(diǎn),得到以下主要結(jié)論:

1) 春夏季大氣低層風(fēng)場(chǎng)為草地貪夜蛾向北遷飛提供較好的動(dòng)力條件。2019—2021年5—7月925 hPa風(fēng)場(chǎng)一致表現(xiàn)為有利于草地貪夜蛾從西南、華南地區(qū)向北遷入長(zhǎng)江中下游,以及進(jìn)一步向北方玉米產(chǎn)區(qū)擴(kuò)散的特征。此外,2019年5月南海夏季風(fēng)爆發(fā)明顯偏早,6—7月副高西脊點(diǎn)位置持續(xù)明顯偏南,有利于草地貪夜蛾較早、較快地向北遷飛擴(kuò)散。

2) 利用改進(jìn)的HYSPLIT模型模擬4次典型天氣過(guò)程下草地貪夜蛾遷飛軌跡和落點(diǎn),結(jié)果顯示:模型對(duì)2021年5月草地貪夜蛾北遷進(jìn)入長(zhǎng)江流域,9月華北部分蟲(chóng)源北遷進(jìn)入遼寧,以及9月華北和黃淮部分蟲(chóng)源向南回遷過(guò)程的模擬結(jié)果均較好;但2022年1月草地貪夜蛾的遠(yuǎn)距離跨省遷飛活動(dòng)較少,模擬結(jié)果出現(xiàn)偏差,且對(duì)于云南和廣西新增遷入點(diǎn)的蟲(chóng)源來(lái)源難以定位。

3) 選取的3次低空急流(低空風(fēng)切變)過(guò)程中有2次過(guò)程結(jié)束后均監(jiān)測(cè)到明顯的草地貪夜蛾北遷,但2022年1月26—28日西南急流過(guò)程結(jié)束后并未監(jiān)測(cè)到明顯遷飛過(guò)程。另外,資料顯示2019年6—7月我國(guó)中東部地區(qū)出現(xiàn)低空急流或低層切變過(guò)程的次數(shù)(10次)少于2020年和2021年(11次和13次),但草地貪夜蛾的北遷更快,因此急流過(guò)程頻次與草地貪夜蛾遷飛速度的相關(guān)性存在不確定性。

已有研究揭示大氣環(huán)流與稻飛虱、稻縱卷葉螟、粘蟲(chóng)等的遷飛擴(kuò)散密切相關(guān)[10,35-41],部分研究也指出副高位置及強(qiáng)度變化均與中國(guó)稻飛虱的遷飛、種群發(fā)展密切相關(guān)。副高西側(cè)的偏南氣流是昆蟲(chóng)在我國(guó)遠(yuǎn)距離遷飛活動(dòng)的主要?jiǎng)恿?,而副高?qiáng)度和推進(jìn)時(shí)間存在年際差異,西南氣流的強(qiáng)度也存在階段性變化,導(dǎo)致草地貪夜蛾遷飛擴(kuò)散的風(fēng)場(chǎng)動(dòng)力條件不同。此外,副高西北側(cè)的低空急流往往攜帶大量水汽向東亞地區(qū)輸送,影響我國(guó)雨帶位置的變化[42-43],草地貪夜蛾隨低空急流向北遷飛過(guò)程中遇到降雨、下沉氣流等會(huì)降落。因此大氣環(huán)流,特別是副高影響下的風(fēng)場(chǎng)、降水等時(shí)空變化,將影響害蟲(chóng)的遷飛過(guò)程以及沉降位置。

由于風(fēng)向和風(fēng)速在不同高度存在差異,本文利用HYSPLIT模擬草地貪夜蛾遷飛軌跡分析500 m,800 m 和1000 m 3個(gè)飛行高度。鑒于害蟲(chóng)遷飛軌跡與遷飛高度風(fēng)向保持一致,模擬效果較好。但對(duì)遷飛距離、時(shí)長(zhǎng)、落點(diǎn)的模擬仍具有較大不確定性。本文模擬遷飛過(guò)程除了氣溫、下沉氣流和降水等因素導(dǎo)致其降落外,按照草地貪夜蛾最長(zhǎng)可以連續(xù)遷飛3個(gè)夜晚、每晚連續(xù)遷飛10 h進(jìn)行模擬,但實(shí)際遷飛過(guò)程中生物、地形、小氣候等各種因素均可能導(dǎo)致夜間飛行停止,造成實(shí)際飛行時(shí)間和模型假設(shè)時(shí)間不一致;另外,模擬過(guò)程設(shè)定草地貪夜蛾自身飛行速度為恒定速度,但其實(shí)際飛行速度受氣溫、濕度及氣流變化影響,并非始終勻速飛行,這會(huì)導(dǎo)致模擬的飛行距離和落點(diǎn)存在偏差;第三,遷飛種群大小、昆蟲(chóng)質(zhì)量及體積等會(huì)導(dǎo)致遷飛高度、遷飛日數(shù)等變化。

利用降水、氣溫等地面氣象要素資料開(kāi)展病蟲(chóng)害氣象預(yù)報(bào)及氣候風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估已有較多研究[44-47],充分挖掘數(shù)值天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)品信息,利用HYSPLIT等軌跡模型模擬昆蟲(chóng)遷飛活動(dòng)具有較好的理論基礎(chǔ),可以用于開(kāi)展遷飛害蟲(chóng)遷飛軌跡和落區(qū)的模擬和預(yù)報(bào)。但由于模擬過(guò)程中生物參數(shù)的不確定性,以及急流過(guò)程對(duì)昆蟲(chóng)遷飛和起降影響的機(jī)理尚不清楚,需要深入開(kāi)展昆蟲(chóng)遷飛過(guò)程與氣象相關(guān)性的監(jiān)測(cè)與研究。國(guó)內(nèi)外應(yīng)用雷達(dá)監(jiān)測(cè)昆蟲(chóng)遷飛已取得一定進(jìn)展[48-52],今后可結(jié)合氣象組網(wǎng)雷達(dá),通過(guò)深度學(xué)習(xí)和改進(jìn)相關(guān)算法[53-54],實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)獲取昆蟲(chóng)遷飛過(guò)程參數(shù),優(yōu)化遷飛軌跡模擬模型,提高模擬預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。

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