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  • 开发空中水资源意义重大

    发表日期:2017/3/22 16:47:49

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     我国从上世纪50年代开始进行人工增雨、防雹等影响天气的实验和作业,到现在,全国已有30个省、市、区的1625个县开展了人工影响天气作业,从业人员近3万人,规模已居世界前列,人工增雨已成为我国大多数地区抗旱的重要手段。

        目前,全国每年用飞机、高炮和火箭进行人工增雨作业数百次,增加降雨百亿立方米。如2001年4月陕西省用25架次飞机作业,使107个县区增加降水7亿立方米。2000年5月8日,安徽省26个市县以火箭和高炮进行人工增雨作业,降水9亿立方米。2001年6月15日,北京市发射增雨炮弹40余发,城区降雨量超过20毫米,郊县达50~100毫米。山西省2001年增雨量13.15亿立方米,受益面积12万平方公里。辽宁省自1991年以来,平均每年人工增雨增加降水12亿立方米。青海省1997年至2000年间,通过人工增雨增加降水49.6亿立方米。

        比起抽取江河水或是提升地下水来说,人工增雨成本很低。2001年7月湖北省6次实施人工增雨,耗资约50万元,增加降水4亿余吨,平均每吨水仅为人民币0.125分。据河北省1995年测算,人工增雨投入与产出效益比∶1∶30以上。北京市的数据显示,增雨的投入产出比超过1∶90。

        我国北方空中水资源潜力巨大,目前的水汽利用率仅为5%。利用率若能提高一个百分点,就增加水资源1090亿立方米;若能达到南方的一半,我们则多出7条黄河

        据多年观测平均值,我国大陆上空年水汽输送量为:总输入量182154亿立方米,总输出量158397亿立方米,净输入量23757亿立方米,水汽利用率(净输入量与总输入量之比)为13%。其中南界净输入量最大,西界和北界亦为正输入,只有东界为净输出,且输出量为输入量的2.5倍。

        再分别看秦岭、淮河以南和青藏高原以东的湿润区与其余的半湿润区、半干旱区和干旱区之比。湿润区面积为后者的1/3,水汽净输入量却是后者的3倍。湿润区的水汽利用率为16%,半湿润区、半干旱区和干旱区的水汽利用率仅为5%。而按单位面积计算,相差则达8.8倍。具体到半干旱地区尤其是干旱地区,与湿润区的相差就更为悬殊。两者的巨大级差说明了我国北方开发空中水资源潜力的巨大:水汽利用率若能提高一个百分点,就能增加水资源1090亿立方米;若能达到南方的一半即8%,我们则多出了7条黄河的水量。

        我国北方的荒漠化扩展和干旱少雨加剧的现状,与季风环流等自然因素关系不大,主要还是人类扰动导致的自然之变态

        人们一直在说我国西北和北方干旱少雨,但同时还有一个为人们忽视的事实,即西北和北方上空的水汽相对并不少,西界和北界的年均水汽净输入量为30915亿立方米。

        历史上,我国广大的西北和北方地区并非一直像今天这样干旱少雨。许多科学家的研究结果都表明,主要还是人为因素使这一地区陷入了植被破坏———荒漠化扩展———干旱少雨的恶性循环。定量分析表明,在使我国荒漠化扩展的诸多因素中,人为因素约占95%。这种恶性循环在两千年前后还限于个别地区,而几百年前发展到一些地区,近几十年则加速蔓延至大部分地区。我们把这种恶性循环定义为:人类扰动导致的自然之变态。国内和国外的许多观测记录都已证实,地面植被的状况与降水为正比关系。

        现代考古和环境地理学研究发现,在4000年至7000年前,我国北方的森林覆盖率超过50%,降水量则为目前的2~3倍,这才应该是自然之常态。认真思索这一历史事实,我们就不难得出一个重要启示:目前我国北方干旱少雨加剧的态势,与季风环流等自然因素关系不大。过去认为,青藏高原的崛起改变了亚洲季风环流,造成亚洲大陆腹地干旱和荒漠化。但是,高原隆起的时间单位至少以百万年、十万年计,相比之下,我国北方的沙漠却“年轻”得不可思议。而近几千年里,降水的变化幅度就能相差几倍,尤其是近几十年中,无论是高原的高度还是季风环流的变化更微乎其微,我国北方的干旱却是年甚一年。由此可以认定,干旱少雨加剧也同荒漠化扩展一样,主要还是人为破坏植被的恶果。

        今天,我们实施开发空中水资源的目的,则意在遏制自然之变态而恢复自然之常态,变恶性循环为良性循环,易“天地否”为“地天泰”。

        转变观念,科学规划,应时顺势,以实施开发空中水资源战略工程为启动机制,扭转北方干旱态势,降解沙尘暴,治理荒漠化,使生态环境进入良性循环

        由于植被破坏是导致荒漠化扩展和干旱少雨恶性循环的要害,那么恢复良性循环也应该有一个最佳切入点。长期以来,我们一直把植树种草作为其主攻方向,但干旱少雨却使之事倍功半、见效缓慢。而当代人工降雨技术的发展,使我们能够把理想变成现实,但当前主要存在的问题是:

        一、我国的人工增雨虽然已经搞了几十年,但一直是作为一种抗旱减灾的应急手段,而未能上升到开发水资源的战略层面。

        二、因为是抗旱的应急手段,所以人工增雨作业基本都是在一个省的范围内进行,甚至是一个市或一个县各自为战。

        三、以往人工增雨的目的很明确,就是哪儿干旱就在哪里搞,为的是缓解旱情。但是,国内外人工增雨作业的结果却表明,降水机制一旦启动,在大多数情况下,就不仅是当地下雨,降水范围还会自动适当扩展并主要向下风方向拉长。

        充分利用人工增雨向下风方向延伸的特性,便是我们所说的开发空中水资源战略工程在操作上的重要支点。

        在观念上,则是把人工降雨技术从抗旱减灾的应急手段,点化为开启自然生态良性循环机制的四两拨千斤的“金钥匙”。

        开发空中水资源工程,就是掌握云带由西界进入我国的周期规律,科学规划,系统调配,综合运用各种技术手段,针对具体云带的情况实施不同的人工启动和跟踪接力启动,以延伸降水空间。经过若干次操作之后,便可由西而东逐渐形成连续的、稳定的蒸发带,即降水循环机制。此后,对每3天左右进入我国的云带,只需在上风头和适当地点进行启动,就会在我国北方地区出现一个连续的降水过程,可谓“龙头水,下到尾”。而如果三五天就有一次降水过程,那便是风调雨顺了。

        人们可能担心,如果西部降水多了会不会使东部降水减少?地球上水循环的总量为一常数,陆海空的大循环由若干区域循环组成,而区域循环中又有诸多蒸腾———降落的小循环。某一地区降水量的多寡,相对取决于区域循环的快与慢和小循环的有与无。只要在我国北方建立起连续蒸发带,小循环就会活跃和增多,区域循环相应加快,那么我们可利用的水资源也就越多。这便是良性循环中西部与东部的“双赢”,同时也是历史上大部分时期降水循环的特征。相反,大面积的荒漠化使许多小循环无法生成,并阻隔区域循环,而大量工程拦蓄水又迟滞了水循环速率,虽然水循环总量没有变,但不论西部还是东部,在恶性循环中可利用的水量却越来越少。

        龙8国际如何充值人工增雨工程的成本,即使以人民币5分钱/吨水计,一年用50亿元左右,便至少可增加1000亿立方米的降水,往后降水量还会自然逐年增多。而在自然水循环机制基本恢复后,干旱和半干旱地区的年降水量成倍增加亦非不可能。若此,北方长期干旱态势将得以扭转。

        由实施开发空中水资源工程作为启动机制,从解决水资源短缺这一关键性制约因素入手,我国西北和北方的整体生态环境则有望进入一种良性循环:

        1、空中的增雨与地面的封育措施相结合,植被便可较快恢复;

        2、植被增加,水汽利用率就会渐次提高;

        3、降水增加,植被恢复,植树种草将事半功倍,荒漠化将逐步从根本上得到治理;

        4、植被盖度提高,沙尘暴便无从肆虐,并且人工降雨技术本身就可以直接降解强沙尘暴;

        5、水资源多了,干旱和半干旱地区的耕地承载力将大幅提高,我们又可以把更多的土地还林还草;

        6、水资源总量的增加,同时也就降低了水污染防治及节水工作的难度。

        开发空中水资源工程实施初期,应特别注意防止和避免出现局部水灾、水土流失加剧和催化剂污染等问题。总体而言,因开发空中水资源工程乃恢复自然常态之举,是应时顺势而为,其效益将利邦福国。 

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