借云空中调水

廖仁平

1 前言

“空中调水”的“天河工程”：到底是创新构想还是当代神话？此与我2015年发布的“超级公益工程狂想之风力抽喷海水成雨--网络接力公开研究项目”关联度较高，对比研读院士专家们的初步研究成果后，觉得他们的解决方案仍主要强调人工干预，存在方向错误，不如顺其自然借云空中调水更高效可行，所以有此博文，期望它对相关科研人员开拓思路有启发。

2 “空中调水”的“天河工程”专家方案简介及评价

“2016年9月9日至11日，“天河工程”论证启动会暨第一次专家组会议在青海省西宁市举行，项目旨在科学分析大气中存在的水汽分布与输送格局，进而采取人工干预手法，实现不同地域间大气、地表水资源再分配…课题组认为可在中国三江源的黄河流域和长江流域的分水岭实行空中调水，改变云水资源在两个流域间的转化，以增加黄河流域的降水量。…王光谦等研究人员构想，如果能在水汽涌向东南长江流域之前就“拦截”下一部分，沿着黄河干支流送往北方，就可以在不修建地面渠道的情况下达到“南水北调”的效果。…根据他们的设想，“天河工程”中远期有望实现每年跨区域调水50亿立方米…专家们认为，如果跨区域的水汽搬运没有办法解决，“天河工程”就无法实施。现在关键的问题是，中国气象学界有专家认为这样的工程在现有科技水平上根本就做不到…云的运动是大自然中气流运动的结果，就现在而言，我们人类的人工增雨作业对气团运动的影响是非常小的…中科院寒区旱区环境与工程研究院研究员陈广庭在接受北京科技报记者采访时表示：‘从理论上讲，在一定时期内，同一片云系的云水资源如果没有及时从大气循环中得到补充，其拥有的空中水资源就是恒定的，如果在一个地方实施人工增雨，其云系下游的地方降雨就必然要减少，下游即使实行人工增雨，成效也会受到影响。’…”（“空中调水”的“天河工程”:到底是创新构想还是当代神话? 中国数字科技馆）

我的简评：人工干预云系走向空中调水，调水量少效率低，且现有技术基础尚难满足实用要求。

3 借云空中调水方案简述

在东南沿海海岸线上大量设置海水喷雾设施喷雾海水，利用相对不饱和干热空气对水的汽化作用自然蒸发海水成汽，初次大量补充东南季风带入中国大陆的云系含水量…沿陆地各河流域尽可能充分利用河水绿化固碳的同时自然蒸腾水汽（水量大的流域还宜在流域处设立喷雾装置吸水喷雾蒸发），循环地多次地对东南季风云系补充水汽，从而达到借云空中调水的目的…

此法不用人工拦截云系团控制水汽流向，而是顺其自然地通过逐次喷雾补充云系水汽含量进而持续不断地借云调水…

我国最大风能资源区在东南沿海及其岛屿。这一地区，有效风能密度大于、等于200W/m²的等值线平行于海岸线，沿海岛屿的风能密度在300W/m²以上，有效风力出现时间百分率达80～90%，大于、等于3m/s的风速全年出现时间约7000～8000h，大于、等于6m/s的风速也有4000h左右。中国大陆的东南季风（5—8月）长达4个月，用之可非常经济（吨雨综合成本0.08元人民币）地初次补充东南季风云系5—10万亿吨水汽量，据根据刘国纬等研究数据可推算这些水汽的平均成雨率约为40%（刘国纬,周仪;中国大陆上空的水汽输送[J];水利学报;1985年11期），可为中国大陆年增雨2—4万亿吨。

4 喷雾海水制盐收益估算

喷雾蒸发5—10万亿吨海水成水汽，理论上可从海水中结晶出各种盐1750—3500亿吨（世界大洋的平均盐度为35‰，每kg海水中几种主要元素平均含量：Na-10.77 g，Mg-1.29 g，Ca-0.412 g，K-0.399 g，Br-67 mg，Sr-7.9 mg），其经济价值可达数十万亿人民币，此足可补偿喷雾海水相关所有投入而有余。

5 水汽输送一般知识

水汽的密度约相当于同温、同压下干空气的0.622倍，即水汽密度永远小于干空气的密度。水汽扩散与水汽输送，是地球上水循环过程的重要环节，是将海水、陆地水与空中水联系在一起的纽带。水汽正是通过扩散运动，使得海水和陆地水源源不断地蒸发升入空中，并随气流输送到全球各地，再凝结并以降水的形式回归到海洋和陆地。所以水汽扩散和输送的方向与强度，直接影响到地区水循环系统。对于地表缺水，地面横向水交换过程比较弱的内陆地区来说，水汽扩散和输送对地区水循环过程具有特别重要的意义。水汽输送主要有大气环流输送和涡动输送两种形式，并具有强烈的地区性特点和季节变化，时而环流输送为主，时而以涡动输送为主。水汽输送主要集中于对流层的下半部，其中最大输送量出现在近地面层的850—900百帕左右的高度，由此向上或向下，水汽输送量均迅速减小，到500—400百帕以上的高度处，水汽的输送量已很小，以致可以忽略不计。（水汽_百度百科- baike.baidu.com 2014-10-12）

6 “超级公益工程狂想之风力抽喷海水成雨”项目简介

在“蒸发海水成雨水”早期研究的基础上，分别补充性地就海水过滤、水气混合喷雾、海上风力机设置及其提水喷雾效率、中国大陆水汽进出及其成雨比例、工程规模及吨雨成本估计、抽喷海水制盐系统、存在问题及企业参与方式等问题进行了一些理论分析与研究，初步分析研究结果提示：利用中国东南沿海季风风力风向等自然因素抽喷海水蒸发成雨，可以为中国大陆大量廉价地人工增雨（年增雨量可达2万亿吨以上，平均吨雨综合成本约为0.08元人民币），其潜在的经济效益和社会效益非常显著。

7 结束语

“空中调水”的“天河工程”，无疑对人类生存发展有重大意义，但就现在的专家研究路线而言，仍太强调人工干预，因相关基础数据缺乏，不但其成本效益很难科学分析，且其调水量也十分有限。我的初步研究结果提示似应改变研究路线，应当充分利用中国大陆5—8月4个月的东南季风便利，在云系刚入中国东南沿海大陆时，就地喷雾海水汽化5—10万亿吨水汽补入云系，随着这些富水云系向西北方向漂移，自然而然地达到借云空中调水2—4万亿吨的目的…

2017年7月25日