天河水汽北调工程有没有实现的可能性

我这个人自由散漫，闲暇之余把自己过去的课本翻看翻看，研究研究谷歌地球，从中悟出一些门道，写成文章放到网上。纯属业余爱好，闲暇之作，没有想到砖石之作引来许多金玉良言，也获得许多信息。

最近知道青海大学校长王光谦院士主持了一个空中调水研究工程，想开辟一条空中水汽通道，名称叫“玉树—墨脱水汽通道”，放印度洋暖湿气流到三江源。据说我国的两个科学泰斗提出一个“炸开喜马拉雅山”，使得喜马拉雅山出现一个豁口，把印度洋大量的暖湿气流通过这个豁口引进青藏高原。这个想法虽然是一个设想，但是要成为科学结论需要经过大量的试验研究。中国探险协会的主席、大气物理学家高登义就组织了一系列这种试验。他们对这种情况在实地考察后进行了实验数据模拟，在口子已经扩大的情况之下，假定在西南季风最强的时候，同时没有西风阻挡水汽北上，没有蜗旋运动浪费水汽。就在这样最佳的条件下，高登义所带领的科研小组得出的结论是，三江源地区能增加20%~25%的降水。也就是说，这个豁口想法具有一定的现实性。

其实我认为这个豁口已经存在，而且豁口非常大，而且它的位置非常好，就处在水汽浓度最大的地区。这个豁口就是处在西藏墨脱地区的雅鲁藏布江大峡谷地带。所以，不需要炸开喜马拉雅山，自然界已经给我们准备好了大豁口，我们利用好即可。其实这个大豁口就是强劲的印度洋暖湿气流经过几百万年的不断冲刷形成的——只要是合理的，自然界一定存在。

开辟“玉树—墨脱水汽通道”，我认为这个想法具备第一个条件，存在大量水汽。但是印度洋暖湿气流具有明显的季节性，冬季是干热气流，夏季是湿热气流。由于冬季是干热气流，所以不可能带给青藏高原更多的水汽。印度洋暖湿气流主要是夏季气流，印度洋夏季暖湿气流和热带海洋气团形成的南季风辐合北上，在我国青藏高原东部和华南形成强降雨，一部分水汽达到青藏高原东北部，最远到达青海湖和祁连山南麓，在这里形成高山草原。这就形成了一个奇怪的现象，祁连山以北是沙漠，祁连山以南是草原；岷山以北是干旱的甘南地区，岷山以南是若尔盖大草原。当然，岷山以北由于同时受到来自东面的太平洋湿气的浸润，虽然干旱，却是农业区，不纯粹是沙漠。从以上叙述中得出结论，其实这个“玉树—墨脱水汽通道”是天然存在的。

既然“玉树—墨脱水汽通道”是天然存在的，那么为什么还要启动“天河空中调水计划”？其实这条天然的空中水道应该叫“藏南—岷山空中水道”，这个空中水道的路径是从雅鲁藏布江大豁口进入青藏高原，然后主要向东北方向移动，最后到达岷山地区。由于在岷山以东地区印度洋暖湿气流和西太平洋的暖湿气流在此辐合上升，因此形成了川北甘南的特殊气候，形成象九寨沟和黄龙那样的特殊风景区。所以，启动“天河空中调水计划”的目的，就是让“藏南—岷山空中水道”改变方向，由向东北改变为向正北方向进入柴达木盆地。那么如何改变空中水道方向呢？如何增加水汽压的强度呢？这些水汽的推动力在哪里？那就得好好研究大气环流了。

青藏高原是我国气候形成的一个重要地形条件。青藏高原在冬季由于温度下降快，温度低，近地层形成青藏高压，由于青藏高原的地形是从西向东逐渐降低，西面和西南面有喜马拉雅山脉和帕米尔高原，冬季青藏高原高压无法形成向西的风，而青藏高原的东部是中国的亚热带，这里的冬季是相对低压地区。所以青藏高原的高压形成近地层季节性西风，但是这个季节风带给中国南方是干冷气流。而在青藏高原的500百帕高空和200百帕高空都是强劲的西风，这个西风一方面来自于西风信风，另一方面来自于阿拉伯大陆高压和东欧大陆高压，这些高压和印度半岛阿拉伯海之间的低压形成压力梯度，形成西风，西风遇见青藏高原一部分辐合上升继续向东，形成高空西风带。所以冬季，无论低空还是高空，青藏高原都是西风盛行地区。从阿拉伯来的西风另一部分则受到青藏高原的挤压转向印度半岛，和从西太平洋和中国东部来的东北季风，还有来自南半球的东南信风在印度半岛孟加拉湾相遇形成一个高压辐合区。这个高压辐合区的气流辐合上升，然后翻越喜马拉雅山，在青藏高原下沉—由于青藏高原的近地层是高压，而200百帕高空则是低压，所以从印度半岛辐合上升的气流在青藏高原下沉，下沉区一直可以延伸到北纬30度以北，即昆仑山一带。这是一个垂直大气环流，这个环流叫“哈德莱环流”（Hadley Circulation）。“哈德莱环流”在冬季的青藏高原南面最强烈，它把大量的水汽带进青藏高原，在青藏高原的高山上形成冰川，夏季融化为河流，在在青藏高原上形成大大小小的湖泊。所以，青藏高原的冬季也有水汽来源。（以上内容来自于高等教育出版社《中国自然地理》和《自然地理学》）。

夏季，来自阿拉伯地区的冷高压减弱逐渐消失，近地层西风减弱，但是500百帕以上的西风依然强大，西风信风带向北移动。南半球的东南信风带也向北移动（太阳高度角北移），这个信风带在非洲大陆北索马里一带穿过赤道转向东北，穿过阿拉伯海吹向印度半岛，顺着喜马拉雅山脉吹向我国藏南地区和西南地区，称为西南季风。此时由于大陆加热升温，蒙古高压消失，转而形成大陆低压。而青藏高原由于干旱少雨，太阳辐射强，青藏高原从青藏高原高压转变为青藏高原低压。近地层气压由冬季的1030百帕转变为995百帕。西南季风和青藏高原低压的形成有利于气流沿着雅鲁藏布江大豁口上升到青藏高原地区。实际上这时候有更加有利的条件形成，此时我国的东南海洋上形成热带太平洋气团和赤道海洋气团，这两个气团形成面向中国大陆的南季风，南季风从正南和东南吹向雅鲁藏布江大豁口和横断山区，西南季风从西南方向吹向雅鲁藏布江大豁口和横断山区，两种季风从左右两个方向夹击，促使饱含水汽的季风吹向青藏高原。在中国藏南一带形成强降雨，同时相当一部分水汽抬升进入青藏高原，一直向北吹到祁连山—青海湖—岷山一线。给这一带带来大量水汽。西南季风经过脱水过程辐合上升，青藏高原的200百帕一线形成高压，这个高压把青藏高原的上升气流一直向南输送到赤道以南，形成一个垂向环流，这个环流恰好和哈德莱环流流向相反，叫“季风环流”。所以，青藏高原东南部夏季的强降雨是由四个因素综合而成的，印度大陆西南季风，太平洋东南季风，青藏高原夏季低压和季风环流。这四种自然力的完美结合形成了从印度向青藏高原水汽输送的强劲动力。

所以，王光谦院士提出的“玉树—墨脱水汽通道”是天然存在的，只不过应该叫“岷山—墨脱水汽通道”，两者的区别是方向不同，强度不同。

特别需要提出的是雅鲁藏布江大豁口就是几百万年以来各种饱含水汽的季风形成的降雨冲刷而成的。所以喜马拉雅山不需要炸开豁口，它自己形成了豁口。而这个豁口周围的高山上都是冰川和雪山。这些雪山是一个群组，应该称为“藏东南雪山群”。“藏东南雪山群”在夏季形成一个冷地面高压区，而青藏高原的其它地区是低压区，所以在近地层，存在一种局地环流，风向是从“藏东南雪山群”吹向玉树、岷山和拉萨地区，给这些地区送去水汽，我们暂时给这个局地环流起名叫“墨脱—玉树局地环流”。中国的三江源为什么都在这个地区，原因就在于此。

实际上王光谦院士提出的“天河空中调水计划”的关键就是如何利用和改变“墨脱—玉树局地环流”。因为这个环流有三个个天然的缺点，一个缺点是，“墨脱—玉树局地环流”陆地气流的主要方向是岷山，而不是青海湖，第二个天然的缺点是“墨脱—玉树局地环流”的地面距离只能到达通天河，而且被唐古拉山阻挡；第三个天然的缺点是输送水汽的强度不大，输水量较少。那么如何克服上述三个缺点呢？“墨脱—玉树局地环流”中夏季高压中心的气压大约1010百帕，而周围低压区的气压大约995百帕。995百帕线是变化的，有时候在玉树，有时候在曲麻莱，有时候在丁青，但是气压中心却不会改变，也就是说水汽有时候能够输送到玉树，有时候可以输送到曲麻莱，有时候可以输送到丁青，更远可以输送到青海湖，输送的距离远近在不断变化。这种距离远近的变化原因在于这一段陆地的地温和气温有较大的变化，不仅有较大的年较差，还有很大的日较差，甚至有较大的旬变化。由于下垫面是土地，比热容小，所以当太阳暴晒的时候升温很快，气流上升，水汽在上升过程中脱水，空气成为干空气，所以这些气流即便是进入柴达木流域也不会形成降雨或者露水。当夜晚的时候，由于土地干燥，比热容小，温度下降很快，水汽遇到冷的下垫面很快凝结，从而使得空气中水汽减少，当然这种减少相对于气流辐合上升并不严重。所以这种地温快速变化的近地层不能输送水汽。所以，要把水汽输送到更远的地方必须减小下垫面和近地层的温度日较差。减小的唯一有效的办法就是修建人工湖泊。由于水有很特殊的热力特点，它的比热容大，比热容每公斤高达4.2千瓦，汽化热每公斤高达2260千瓦，所以白天太阳辐射强的时候它能够把热量储存起来，确保温度不升高，而夜晚通过释放汽化热保证气温下降不多，这样一来空气的温度变化不剧烈，就能够保存空气中的水汽不会大量脱水和散失，从而能够达到更远的地区。所以，在调水沿线修建大量的湖泊是“天河空中调水计划”的主要措施。这些湖泊不需要复杂的技术，也不需要钢筋水泥坝体，也不需要深度超过十米二十米，几米深即可。但是要求沿途的土地上都有这种湖泊，要求数量达到几万个。只有这样才能控制流向，也能够保证流量。水从哪里来，其实只要在这个“墨脱—玉树局地环流”范围内，可以说有了水坝，水自然就来。为了达到更好的产水效果，可以参考我的另一篇文章《中国西部的两座天然水塔》，在这篇文章中我提出一个在空中水汽丰富的地方放置“水分生成器”的方法（表面积大，辐射增温快，比热容小，导温率高，导热率高的物体，就能够象雾凇树一样，晚上凝结水汽成为冰块或者流水，白天遇见太阳辐射融化为流水，那么它就是一个效率极高的“水分生成器”）。我相信这个“水分生成器”大量放置能够达到王光谦院士的要求。为了改变夏季的藏东季风环流，通过改变下垫面的性质改变藏东季风环流的强度和印度西南季风的强度，从而达到提升水汽的目的。

那么如何增加从印度向“藏东南雪山群”的输水量呢？最好的办法还是在墨玉喇叭口附近多建水库湖泊，增加水汽含量，这样水汽饱和度增加，水汽的热存量增加。我们知道影响水分蒸发的因素有三个，一个温度，一个此温度下的饱和度，第三个蒸发面积。如果要从低海拔的藏南地区向高海拔的“藏东南雪山群”输送更多的水汽，最主要的一条是确保山谷中水汽一直饱和，并且温度变化小。只有这样，当季风从下面吹送的时候才能够保证沿途损失少，下雨少。如果水汽饱和，当季风向上吹送的时候虽然会形成降雨，但是降雨产生的蒸发热会保持山谷温度下降缓慢，甚至不下降，这样水汽始终能够达到较多状态，可以在下面吹送，山顶就响应。类似一个电压系统，这边加压，末端就有了压强。所以输送效果会大幅度增加。

所以增加水库数量，增加蒸发面积就是一个让水汽饱和的好方法。

把以上两个水汽爬坡技术和高原上局地环流减小温差技术结合起来，可以看出，两个方法的实质都是增加湖泊或者水库的数量。我认为这是“天河空中调水计划”的根本技术。实际上，我已经设计了曲麻莱水库和若尔盖水库。只要根据条件再设计和实施许多湖泊水库，就可以达到让含水季风能够到达更远的青海湖地区的要求。

基于以上分析和措施设计，我认为青海大学校长王光谦提出的“天河空中调水计划”基本可行。