偶看新闻阿姆斯特丹音乐厅:科技苑 追逐害虫行踪的雷达
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/30 02:09:26
科技苑 追逐害虫行踪的雷达
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迁飞性害虫的频繁暴发是影响我国农牧业稳产、丰产的的主要因素之一，防治迁飞性害虫的暴发而使用的大量杀虫剂可导致环境污染、粮食生产安全等生态和社会问题。因此，开展迁飞性昆虫的早期预警工作尤为重要。 本节目将讲述科研人员如何利用昆虫雷达长期进行害虫迁飞监测，保农业丰收。
我校专家用雷达追踪害虫 在1940年代，人们在早期的雷达观测实践中发现, 荧屏上经常能见到一些既非军事目标, 也非大气回波的亮点,人们把这些不知名的点状回波称作“天使(angel)”。后来昆虫学家用专用雷达发现，原来“天使”就是乘风远行的昆虫和鸟儿。在南京农业大学，昆虫学教授翟保平等专家，为了控制迁飞性害虫给农作物带来的灾害，他们用雷达监测虫子“天使”的行踪。专家用雷达监测昆虫
把雷达和昆虫联系起来, 大多数人难以置信。在南京农业大学昆虫学系，就有这么一群专家，用雷达来监测昆虫的飞行、起降。
在南京农大江浦试验农场的一幢楼顶上，记者看见了这种专用雷达——多普勒昆虫监测雷达：2个圆锅分别安置在2个铁柜上，里面放置了调控设备，并有电缆和控制室相连。据南京农大昆虫学系翟保平教授介绍，这是雷达的2个天线，一个发射信号，一个接收信号。这种双天线结构正是这部雷达的创新之处：通过雷达信号的收发分置技术，使它能够看到那些低空飞行的虫子。
翟保平说，该雷达采用了宽带网络技术以及电源控制等技术，实现了远程操控，可以长期自动运行，坐在南京农业大学卫岗校园的信息生态实验室里就可以直接访问雷达的实时数据。
用雷达监测迁飞害虫可以对虫灾实现预警
翟保平说，生物对栖息环境和资源配置的季节性变化所表现出的适应性行为之一就是迁移。中国地处东亚季风区,特殊的地理气候条件使中国农作物的主要大害虫都是南北往返迁飞数千公里,以致于屡屡“小虫成大灾”，像近年来的稻飞虱和稻纵卷叶螟等水稻两迁害虫暴发成灾，造成的损失令人触目惊心。由于迁飞性害虫飞行高度远在人的目力之外, 且迁飞性害虫具有突发性，只有借助专门的昆虫监测雷达设备才可以对其迁飞过程进行直接监测和分析，从而将所得的信息直接用于虫情动态的预测和防治决策。
昆虫体内的水分向雷达接收机返回回波能量
据介绍，雷达诞生在二战期间，最初主要是用于军事。人们在早期的雷达观测实践中发现, 荧屏上经常能见到一些既非军事目标, 也非大气回波的亮点, 即所谓的“晴空回波”。战后很长一段时间内, 人们一直不清楚这些点状回波究竟是什么东西, 便给它们起了个非常动听的名字:天使(angel)。直到昆虫雷达的出现，人们才恍然大悟，原来“天使”就是乘风远行的鸟儿和虫子。
那么雷达为什么可以用来监测昆虫的呢？翟保平说，飞行动物体内含有大量水分, 水和金属一样, 也是良好的反射体。如雨滴、云滴、冰粒、雪花及各种大气凝结核等都能向雷达接收机返回可分辨的回波能量。昆虫身体内的水分同样也可以使其成为可分辨的目标。
南农研发了世界最先进的多普勒昆虫监测雷达
世界上第一部专用昆虫雷达是英国科学家在上世纪60年代末发明的。经过40年的发展，目前主要有研究型昆虫雷达和实用型昆虫监测雷达两个大类。实用型昆虫监测雷达可提供迁飞个体的翅频、体型、大小和定向信息从而辨别目标种类，可对迁入种群数量的时空动态进行实时、自动和长期监测，所采集到的信息可直接用于虫情预测和防治决策。而研究型雷达只能测出虫群的数量和定向，且其操作和观测资料的处理都非常费时费力且耗资巨大。
此前，仅英国、澳大利亚和美国掌握了实用型昆虫监测雷达技术。在“948”项目支持下，南京农大翟保平课题组以英国和澳大利亚的昆虫监测雷达的基本技术参数为基础，经消化、吸收并进一步创新，融入多普勒技术和收发分置技术，研制成功了具有完全自主知识产权的新一代昆虫监测雷达——世界上第一台多普勒昆虫监测雷达，并于今年夏天成功应用于稻纵卷叶螟的大规模迁飞监测。
多普勒昆虫监测雷达能监测目标昆虫在50米高度上的低空飞行
与国外的昆虫监测雷达相比，南农大的多普勒昆虫监测雷达独具多普勒检测功能和收发分置检测功能，因而可以观测目标昆虫的起飞、降落等垂直运动，同时能够监测、采集目标昆虫在50米甚至更低高度上的低空飞行的资料。而普通昆虫监测雷达只能观测目标昆虫的水平运动，并且在200米高度以下都是盲区。
翟保平说，这一优势具有很高的应用价值，比如，可以监测到本地稻飞虱的起飞外迁和外来稻飞虱的降落迁入过程，从而满足了对重要农业害虫进行长期监测和业务化运行的需要。
据了解，该多普勒昆虫监测雷达还采用了带有状态监控的固态发射技术，降低了雷达长期观测运行的成本。 (胡必强)
新闻材料主要来自翟保平教授提供的相关论文，特此致谢！