中国又一壮举!耗资2500亿的天河工程,从天上调水,具体是什么

创业   2024-11-12 15:15   浙江  

我国面临的水资源分配不平衡问题是众所周知的,主要表现为东部水资源丰富而西部较少,南方水量充足而北方相对匮乏。

在全球闻名的“大型工程项目爱好者”身份下,我国不遗余力地寻求解决这一分配问题,从南水北调工程到藏水入江,每一项都是为了平衡水资源分布所做的尝试。其中,今天要探讨的“天河工程”无疑是将这种尝试推向了新的高度,“引天水以解渴”这一想法虽然听起来似乎有些不切实际,遭到了西方媒体的质疑,国内专家亦有不少异议,但我国还是决定投入2500亿人民币去实施这个宏伟的“天河工程”。对于备受争议的“天河工程”,究竟是怎样的一个项目?目前又推进到了什么阶段?我国长期以来饱受干旱之苦,由于水资源的不均衡分布,干旱成为常态。人均水资源量仅有2300立方米,不足世界平均水平四分之一,位列全球水资源贫乏国家之列。

2000年,多省遭遇严重旱灾,旱地面积达4054万公顷,影响面积达6.09亿亩,受灾面积为4.02亿亩,这是新中国成立以来最严重的一次干旱灾害。

2004年,南方地区遇到53年一遇的大旱,直接经济损失超过40亿元,超过720万人口饮水困难。

2005年,华南地区遭遇严重的秋冬春连续干旱,云南省出现了近半个世纪以来最为严重的初春旱情。2007年,全国22个省份受旱,耕地受旱面积达到2.24亿亩,导致897万人和752万头牲畜暂时饮水困难,政府紧急拨款2.23亿元用于抗旱。

正是由于这些年来重复出现的全国性大范围旱情,我们深刻认识到,迫切需要解决干旱问题已是摆在眼前的紧迫任务。考虑到我国水资源的“南富北贵”分布格局,既然南方水源较多,是否可以从南方向北方“借”水?这一思路催生了“南水北调”的构想,并在经过一系列的研究与论证后开始实施。从2013年东线工程通水、2014年西线工程通水开始,短短几年内,已累计调水超过400亿立方米,相当于每年再造一条黄河。

随着南水北调工程的实施,北方地区的水资源状况得到明显改善,粮食生产有序进行,生态环境得到恢复,西部大开发的步伐也因此加快。南水北调无疑对国家的发展具有里程碑意义。然而,陆地水资源毕竟是有限的,“取之不尽用之不竭”的愿景并不现实。因此,富有远见的中国人开始将目光投向天空,从而孕育了“天河工程”的概念。“天河工程”这个听起来颇具科幻色彩的项目,到底是一个怎样的计划呢?

“黄河之水天上来”,这句李白的千古绝句,如果“天河工程”得以实现,似乎将成为现实中的写照。这一工程的构思起源于王光谦院士提出的“天河理论”。“天河理论”实际上是基于一些气象学家几十年前的发现,他们将大气中的水汽运动带称为“大气河”,即空中的水流。据《南华早报》报道,这项工程的核心是在青藏高原上空形成人工云。通过监控大气中的水汽分布和流动路径,掌握水汽的迁移规律,在适当地区进行人为干预,从而缓解北方地区地面水资源短缺的问题。

简而言之,我们可以在空中设想一条“管道”,通过这条“管道”,将水资源丰富地区的水以水汽形式,持续不断地输送到干旱地区。这条假想中的“管道”,即所谓的“大气河流”,在物理意义上,是由高浓度水蒸气形成的狭窄通道,空中的水汽调度相对容易,只需通过人为手段改变其运动轨迹,即可实现“空中调水”。当“水汽”抵达指定地区后,只需借助人工降雨技术,促使水汽在高空冷却凝结落地,干旱区的降水量即可得到增加。然而,“天河工程”的实现虽富有理想色彩,但仍离不开关键技术的支持,尤其是卫星监测的角色至关重要。

科学家需发射若干气象卫星,利用降水测量雷达、云水探测仪等高级设备,从不同角度观察我国高空水汽分布,并寻找其运动规律。理论上,“天河工程”无疑是完美的,但实际操作无疑充满挑战,这也是众多国际媒体对此项目持保留态度的原因。

沃耶伊科夫地球物理总气象台的首席研究员安德烈·基谢廖夫认为,这一宏大的中国工程将面临现实的考验,目前还无法断言其成败。他指出,人类长期以来试图积极干预自然,但迄今为止几乎所有尝试均告失败。“天河工程”之所以引人注目,正是因为其宏伟的规模。中国的经济实力使得这种巨额投资成为可能。基谢廖夫还强调,中国某些地区的淡水资源严重不足,迫切需要解决的人类生存问题正是推动科学思考向这一方向发展的主要原因。

同时,国内众多气象专家对该项目提出了疑问。他们一致认为,“天河工程”不应贸然实施,国际气象界普遍认为人工影响天气的技术尚未成熟,仅适用于小范围试验,而大规模惠及人类的愿景尚不切实际。这一项目涉及对大气环流的直接干预,即对地球系统的干预,这种技术难度超出了当前人类的能力范围,因此在技术层面尚不可行。此外,无论是项目的实地执行还是卫星的开发,都需要巨额资金和大量专家的辛勤研究,这对于资源和财力都是一大考验。

那么,“天河工程”真的像批评者所说的那样行不通吗?在种种争议和讨论中前进,其中一个争议焦点就是“气象界未参与前期论证”。提出“天河工程”的王光谦是水利领域的专家,因此在许多气象专家看来,“天河工程”似乎是一个外行人提出的设想,未充分考虑现实中的各种问题。然而,王光谦对此并不认同,他认为,在应对干旱和洪涝灾害、解决水资源短缺问题上,水利和气象领域一直是并肩作战的。不论是水利领域的工作者还是气象学家,提出有助于解决问题的方案都值得尝试。此外,该项目并非完全没有气象专家参与论证,国内外多个气象科研机构和专家参与了共同的研究。

2018年,召开了学术研讨会,共同发起成立了“天河国际研究网络”,全球超过10个国家的50多名水利和气象领域的专家参与了会议。此外,“天河工程”的提出也有其现实原因。在20世纪90年代之前的黄河,经历了从“三年两决口”到“小水大灾”和“四年三断流”的变化,特别是在70年代和80年代,“小水大灾”和“断流”现象频发。根据黄河流域水资源综合规划的核算,黄河的多年平均天然径流量已从原来的580亿立方米降至535亿立方米,并可能进一步减少至500亿立方米/年。如果黄河的来水持续减少,整个黄河流域将面临何种局面?

青海作为黄河水的主要来源地,近49%的水量来自此地。在三江源区,云中的水资源丰富,具有良好的空中水资源降水转化条件和利用潜力。如果能在源区通过有效技术手段适当干预,适度增加降水量,这将是对黄河水源的有效补充,这正是提出“天河猜想”和“天河工程”设想的初衷所在。水循环是地球物质循环的重要组成部分,既包括地表和地壳表层的水文过程,也包括空中水汽的输送和降水转化。

在观测和模拟技术迅速发展的当下,科学研究并不存在绝对的边界和禁区,“天河研究”也是水循环研究的一种自然延伸。至于我国是否已经开始实施“天河工程”,当前,我国的“天河工程”正稳步推进,以世界第一超级计算机“天河一号”为名的卫星已开始调试运行,而相应的六星组网建设也在紧锣密鼓地进行中。根据青海大学学生的亲身体验,自工程启动以来,降雨频次显著增加,甚至出现了连续一个月每天下雨的情况。这让他们亲身感受到了气候的明显变湿,与以往青海干燥的气候形成了鲜明对比。

按照规划,“十三五”期间,“天河工程”预计将在青藏高原三江源区、祁连山、柴达木地区分别增加降水25亿立方米、2亿立方米和1.2亿立方米。中远期目标是实现每年跨区域调水50亿立方米,大致相当于350个西湖的蓄水量。我们有理由相信,在不远的将来,“天河工程”将正式向世界展示其成果。中国历来擅长将看似不可能的挑战转化为现实,我们满怀期待地等待“天河工程”的正式运作。

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