大氣背景對褐飛虱災變性遷入影響的個例研究.pdf

1、褐飛虱是危害我國和亞洲一些國家及地區(qū)水稻生產的重要害蟲，具有遠距離遷飛性和突發(fā)性。在我國，冬季褐飛虱僅在兩廣南部、云南南部及海南諸島等熱帶地區(qū)有少量存活為害；初春隨著季風的建立，大量褐飛虱由中南半島遷入我國，主要為害我國南方稻區(qū)；春夏之交再次北遷并陸續(xù)降落與危害江南大部；盛夏北遷至江淮流域及其以北地區(qū)；夏末秋初開始向南回遷，危害全國各水稻重要生長區(qū)。褐飛虱每年的這種周期性的南北遷飛、降落給我國水稻生產造成了極大的損失。褐飛虱的遷飛行為極

2、為復雜，除了要考慮害蟲本身的生理生態(tài)機制外，還要考慮環(huán)境背景，特別是大氣背景，到目前為止，國內外很多學者的研究都或多或少的涉及到了大氣環(huán)流形勢的影響，然而多淺嘗輒止，很少作全面、透徹的分析，使得研究起步雖早，但進展緩慢。鑒于目前國內外這方面的研究現(xiàn)狀，本研究選取2006年8月底到9月初發(fā)生在我國東部稻區(qū)連續(xù)的褐飛虱大規(guī)模遷入的兩次重大過程做為研究對象，利用中尺度氣象模式--WRF模式，著重研究了影響褐飛虱遷入的大氣動力背景以及關鍵天氣系

3、統(tǒng)，主要研究結果如下： 1.選取2006年8月26～28日發(fā)生過程作為研究對象，利用ArcGIS9.0對該次褐飛虱重大遷入過程進行了空間分析，并在此基礎上，利用高時空分辨率的WRF中尺度天氣研究與預報模式對這次遷飛過程的大氣背景進行了數(shù)值模擬，從模擬輸出的大氣背景中選取最能反映大氣動力特征的物理量場四個：水平流場、K指數(shù)場、A指數(shù)場和渦度場，對這些動力場進行分析研究后發(fā)現(xiàn)：(1)850hPa高度的水平流場能夠準確地反映褐飛虱空中

4、種群的主要遷飛方向。(2)在主要降蟲時段內，K指數(shù)、A指數(shù)在表征大氣不穩(wěn)定程度的同時，也可以定性地反映出褐飛虱降蟲的主要地域。當K≥135℃或A≥10℃，或者兩個指標同時滿足時，有利于區(qū)內大氣垂直運動的發(fā)展，對褐飛虱的升降十分有利。(3)褐飛虱種群大量遷入時，降蟲區(qū)850hPa等壓面上或強或弱地表現(xiàn)為一致的負渦度區(qū)，表明有一定強度的下沉氣流存在，這對降蟲比較有利。 2.利用高時空分辨率的中尺度氣象模式-WRY模式對2006年8月

5、30～31日褐飛虱的遷飛、降落過程及其大氣背景進行了數(shù)值模擬，根據(jù)模擬輸出結果逆推出褐飛虱的遷飛軌跡，并分析了遷飛過程中不同時刻遷飛高度的變化。在此基礎上，對影響褐飛虱遷飛、降落的關鍵天氣系統(tǒng)西太平洋副熱帶高壓及與此次遷飛過程相關的水平流場、垂直速度場等進行了研究，研究發(fā)現(xiàn)：(1)在這次災變性遷入過程中，長江上游稻區(qū)的褐飛虱遷入種群來自桂北、黔東南、湘南和粵西北相連的地區(qū)，而長江中下游稻區(qū)的遷入種群則有兩個蟲源地，一個是鄂東南、皖西南稻

6、區(qū)，另一個是淮河沿岸稻區(qū)。(2)這一時期的褐飛虱大多遷飛于900～2100m高度，遷飛路徑和距離則隨相應高度的水平流場和垂直速度場而變化。(3)西太平洋副熱帶高壓的短期振蕩是造成這一時期褐飛虱災變性遷入的關鍵因素，在一系列振蕩特征中，500hPa和850hPa高度上副高陸上控制關鍵區(qū)范圍的變化和垂直速度的變化對褐飛虱遷入?yún)^(qū)及遷入蟲量有著重要的影響；850hPa高度上環(huán)繞副高西側和北側的水平流場能夠很好地反映該高度上褐飛虱空中種群遷飛的路