蚊子是一种令人生畏的寄生虫，它能在一餐血液中喝下相当于自身体重三倍的水。但是为了达到成年，蚊子需要在温度有利于它们繁殖、生长和发育的环境中饲养。

在发表在《科学报告》(Scientific Reports)杂志上的一项新研究中，德州农工大学(Texas A&M University)的研究人员开发了一个基于机器学习的数学模型，以精确预测白纹伊蚊(Aedes albopictus)繁殖地的当地或微气候温度。白纹伊蚊是基孔肯雅热和登革热病毒的携带者。他们的算法还显示，即使在冬天，某些繁殖地的温度可能足够温暖，让蚊子能够生长和繁荣。

“我们的目标是开发精确的、自动化的数学模型来估计微气候温度，这可以极大地方便快速评估蚊子数量，从而导致媒介传播疾病的传播。”Madhav Erraguntla博士说，实践副教授在Wm Michael Barnes的64工业和系统工程系。

蚊子在全球造成约100万人死亡，继续对世界许多地区的公共卫生造成严重破坏。除水外，温度在蚊子生命周期的不同阶段都起着关键作用。此外，可以根据温度对蚊子的发育、繁殖和生存进行数学建模。

过去的研究在很大程度上依赖于环境温度或一般空气温度来预测蚊子的数量。然而，这些计算并不精确，因为环境温度可能会偏离蚊子滋生地的温度。认识到这一缺点，科学家们依靠被称为数据记录器的传感器，持续跟踪繁殖区内的温度、光照强度和湿度。尽管这些传感器有很多优点，但由于成本和长期使用，这些传感器带来了不便。

Erraguntla说:“人们已经意识到微气候条件的重要性，但现在数据记录器是记录温度的唯一方法。”“我们希望通过自动估计微气候温度的过程来解决这个差距，这样我们就可以准确地模拟蚊子的生命周期。”

在他们的实验中，研究人员将传感器放置在德克萨斯州休斯顿附近常见的蚊子滋生地，包括雨水沟、阴影区域和水表内。此外，他们还从美国国家海洋和大气管理局知识库中获得了有关环境温度的信息。将这些数据作为训练输入到机器学习算法中，计算机模型可以在1.5摄氏度内预测各种环境温度和繁殖地的微气候温度。此外，该模型现在甚至可以预测任何环境温度的微气候温度，从而排除了对传感器的需要。

接下来，他们将小气候温度的值输入另一个数学模型，称为种群动态模型，该模型跟踪蚊子的生命周期。该种群动态模型基于微气候温度等参数，可以对白纹伊蚊卵、幼虫、蛹和成虫等不同生命周期阶段的种群进行估计。

该模型还揭示，雨水沟的隔热条件可能导致84%的幼蚊和卵以及96%的成蚊在冬季存活，这是一年中假设蚊子处于休眠状态的时间。

尽管他们的气候温度预测模型具有很高的精度，但研究人员指出，还需要进一步的研究来确认他们的模型是否适用于德克萨斯州以外的地区。

Erraguntla说:“我们的工作自动化了小气候条件的预测，绕过了在不同的繁殖地点放置传感器、收集传感器数据并进行分析的昂贵和耗时的过程。”“从公共卫生的角度来看，这项工作将帮助流行病学家更好地追踪蚊子传播的疾病，以及蚊子数量的激增。”