一直以来，候鸟南迁、燕子北归，动物迁徙是自然界的普遍现象，然而，对于农作物而言，一场小小的飞虫迁徙可能带来灭顶之灾，给国家粮食安全带来严重威胁。为了对付“虫军”侵害，气象部门通过天气雷达监测飞虫的“踪迹”，并研发害虫发生发展和防治气象等级预报技术及害虫迁飞扩散气象预报技术，与“虫军”较量。

　　天气雷达可以测得风速风向，看得见云团，还能看见空中的飞虫？答案是肯定的，不仅能看见，甚至还能区分看到的是什么虫子什么鸟，在农业病虫害的监测和防治领域大显身手。

图为可检测虫鸟迁飞轨迹的天气雷达

　　“要监测生物的迁飞，就需要构建大尺度的空中生态监测设施，来获取基础观测数据。目前，我国已建设的天气雷达有200多部，这些雷达组成了世界上最大的天气雷达网，为监测虫鸟迁飞提供了良好的基础。”中国气象局气象探测中心正高级工程师吴东丽介绍，迁飞模式模拟与天气雷达实时观测数据有机结合，不仅可清晰、动态地描述空中迁飞鸟类和飞虫起落区域、飞行高度、种群数量及运动轨迹等迁飞全过程，而且对改进迁飞模拟模式具有重要意义。相关区域和部门可以根据预报结论，实现落地前精准捕杀，避免其危害作物，保障生态和粮食安全。

　　那么，天气雷达如何“辨认”云和虫鸟？“从雷达回波图上看，天气回波和生物回波‘长’得大不相同。”吴东丽解释，雨滴的回波图通常为球形的，而虫和鸟，大多为长条形，它们形状差异明显；其次，在分布高度上，云一般是垂直发展，而虫鸟一般只在特定的高度层飞行，云的回波要比虫鸟的强不少；再者，虫鸟迁飞都有自己的活动规律，它们基本上都是沿着某一个方向一起飞。基于此，天气雷达可以清晰辨认云和虫鸟。

　　天气雷达又是如何进一步“看清”虫子和鸟呢？“鸟的飞行速度比飞虫快很多，主要从雷达回波的移动速度上来区分它们。”吴东丽介绍，不同的飞虫和鸟迁飞的时间、高度，以及个体大小、种群密度等很多方面都有一定差异，综合这些差异，通过天气雷达系统参数对典型迁飞性昆虫的散射特性进行仿真分析，基于得到的反射信号特征，使用深度学习和机器学习等方法，将天气雷达的反射率因子、差分反射率等不同特征参数组合，实现迁飞性昆虫的精准识别。

　　基于以上原理，中国气象局气象探测中心研发了单站和组网的生物回波、生物密度，以及水平和垂直的剖面产品，构建基于天气雷达网的空中生态监测系统，进而对迁飞性昆虫进行监测预报。

　　不仅如此，为应对迁飞性害虫发生区域突增突减的特点和危害，国家气象中心基于智能网格天气预报产品，建立了草地贪夜蛾、黏虫、玉米螟等主要害虫发生发展和防治气象等级预报技术，以及害虫迁飞扩散气象预报技术方法。依托中国气象局新一代天气雷达网监测识别迁飞性害虫迁飞峰的技术，以科技支撑研制服务产品，结合农业农村部门虫情测报信息、天气雷达监测信息和迁飞轨迹模拟模型，预报成虫迁飞的迁入时间、路径、落区，开展迁飞害虫的迁飞轨迹和落区预报，为相关部门和农业生产者提供害虫防控气象保障。

　　目前，中国气象局气象探测中心课题组承担天气雷达空中生态监测研究，与农业农村部、国家林草局、北京理工大学等机构开展合作，建立天气雷达空中生态监测预警系统，开展全国范围内的空中生态目标监测，拓展天气雷达应用范围，增强全国范围内生态活动的监测能力。值得一提的是，今年还与中国民航科学技术研究院合作，将虫鸟观测列入《航空气象高质量发展工作方案(2024—2025年》，助力虫鸟观测扩大到更多领域。

（作者：林禹彤 责任编辑：郭曼如）