蝗虫群越来越大,我们需要雷达来追踪它们

2020-07-29 02:45:01

6月,遥感分析师Raj Bhagat注意到印度天气雷达上有一个奇怪的信号。它看起来像德里附近的一小片雨带,向西南移动,但巴加特确信这是一群蝗虫。

“人们开始报告这件事,”他说,他指的是地面上的目击事件。今年早些时候,巨大的蝗虫群蔓延到印度北部,破坏了庄稼,破坏了人们的生计。“时间线完全匹配。”

7月中旬,在印度世界资源研究所(World Resources Institute India)工作的巴格特(Bhagat)发现了一个类似的编队,这一次是在勒克瑙附近。他将其发布到推特上,标签为#LocustsAttack。

沙漠蝗虫的激增是2020年的另一个可怕之处。在干旱的年份,这种昆虫可以长到4英寸长,根据其生活阶段的不同,可以是绿色、黑色或黄色的阴影,仍然局限在非洲、中东和西南亚的沙漠中。然而,最近的天气比往常更潮湿。沙漠蝗虫大量繁殖,并成群结队地迁徙到一些并不总是大量看到它们的国家,包括非洲之角的几个国家。其他地方,比如印度的北方邦,已经几十年没有蝗虫入侵了。

蝗虫暴发目前被联合国粮食及农业组织(FAO)归类为“高潮”。如果昆虫开始大量迁徙-如果情况恶化,可能在几年内发生-它们将被正式视为瘟疫。

覆盖一平方公里的蜂群每天要吃掉35000人的食物。到目前为止造成的破坏已经令人震惊。联合国表示,东非2500万人的粮食供应受到这种昆虫的威胁。仅在埃塞俄比亚,他们就摧毁了大约20万公顷的农作物。与此同时,在印度,这种昆虫已经咀嚼了5万公顷。

由于气候变化预计会带来极端天气,最近的疫情可能只是即将发生的事情的一个暗示。粮农组织高级蝗虫预测官员基思·克雷斯曼(Keith Cressman)表示,这样的条件,包括降雨过多的时期,将受到蝗虫的喜爱。

蝗虫的游荡欲望激发了人们开发工具来密切追踪蝗虫的努力。粮农组织已经使用地面蝗虫调查小组的实时报告以及植被和天气事件的卫星图像来帮助预测有多少蝗虫将滋生,它们将去哪里。各国使用蝗虫迁徙的数据来确定向哪里派遣小组,通过从飞机上向蝗虫投放杀虫剂来集体征服这些昆虫。在可以通过在给定时刻精确定位多个蝗群的位置来改善蝗虫监测的技术中,有雷达和无人机。

使用像雷达这样的遥感技术来监视蝗虫群的想法并不新鲜。“自然”(Nature)杂志1955年的一封信报道了前一年英国海军雷达首次发现这种情况。英国“野鹅”号侦测到一大群48公里宽的沙漠蝗虫在波斯湾上空飞来飞去。

Bhagat说,他认为他的目击是印度天气雷达第一次探测到蝗虫,尽管他的观察还没有得到证实。英国利兹大学的大气科学家瑞安·尼利三世(Ryan Neely III)正在建造一个专门的系统来进行同样的分析。他说,使用天气雷达来发现昆虫是完全可能的。毕竟,它们与大雨滴没有太大的不同。

尼利说:“它们只是一些黏糊糊的袋子--黏糊糊的或被坚硬的外壳包围的水。”

他和他的同事们已经以3D方式扫描了沙漠蝗虫样本,使他们能够预测单个蝗虫的电磁特征,进而预测整个蝗虫群在雷达上的样子。该模型还可以解释蝗虫的特殊行为特征:与雨滴不同的是,蝗虫在准备着陆之前会一直停留在高空。

“它们只是一些黏糊糊的袋子--黏糊糊的或是被坚硬的外壳包围的水。”

从理论上讲,一个经过训练的系统可以自动识别雷达上看起来像蝗虫群的斑点-而不是看起来类似斑点的雨云或鸟群。蝗虫群体全天候监测,对于寻求更好地针对杀虫剂反应的国家来说,可能是一种福音,因为大多数蝗虫监测仍然依赖于手工收集的数据。

然而,克雷斯曼指出,一个绊脚石是在受沙漠蝗虫影响最严重的地区能否获得天气雷达。非洲几乎完全没有这样的系统。Bhagat补充说,它们在印度也很稀少。“这些雷达可能覆盖不到20%的区域,”他说,他指的是该国最近遭受蝗灾的部分地区。虽然在某些地方可能有用,但基于雷达的检测显然不可能在所有地方都有可能。

原则上,卫星也可以用来从轨道上刺探蝗虫。但克雷斯曼说,这样的高分辨率数据更难获得。

克雷斯曼在粮农组织的工作部分依赖于非洲、中东和西南亚约20个国家的蝗虫发现专家团队上传的数据。这些团队有一台坚固耐用的平板电脑,上面有一个特殊的应用程序,他们可以通过它来报告蝗虫成群的情况。平板电脑通过卫星连接到每个国家的国家蝗虫控制中心。克雷斯曼还在他位于意大利罗马的办公室获得了这些数据。

他说:“在不到一分钟的时间里,我们确切地知道团队在哪里,我们也知道蝗虫在哪里。”

克雷斯曼说,粮农组织每天收到的数据会影响蝗虫下一步可能迁徙的国家的警告通知的发布。例如,粮农组织早在5月份就警告苏丹有一次这样的移民。警报让当地人有时间组织喷洒农药的行动。

粮农组织的系统被称为eLocust3。今年早些时候,宾夕法尼亚州立大学(Penn State University)发布了eLocust3应用的简化版本,可以安装在大多数Android手机上-这是为了扩大可以向粮农组织报告蝗虫群的人数。这款新应用程序的下载量已超过5000次。

“最好的信息来源永远是训练有素的人,”克雷斯曼说。但另一方面,训练有素的蝗虫观察者不可能同时出现在每一个地方。在像今年这样的大高潮期间,额外的蝗虫监测工具变得更加有用。

这就是为什么粮农组织一直在试验无人机,以扩大蝗虫调查队的覆盖范围。无人机可以绘制100平方公里左右的区域地图,以探测可能藏匿蝗虫的绿色植被。他们还可以收集光学图像来探测昆虫本身。克雷斯曼说,经过四年的实验,无人机现在可以真正部署了。

“一旦新冠肺炎的旅行限制取消,我们将投入无人机团队,”他说。

克雷斯曼说,在20世纪初和20世纪,甚至出现了更大的蝗虫激增和瘟疫事件。但在接下来的几年里,沙漠蝗虫的数量有可能再次激增。蝗虫预报员需要他们能获得的所有数据,这就是无人机和高速通信可能派上用场的地方。

克雷斯曼说:“你必须几乎以一种军事的、系统的方式来处理它。”“你知道,这就像一场战争。”