人工增加液态水的几项技术

今年的热浪格外持久猛烈。人们为了避暑开着豪车不远千里万里奔向青海西藏和黑龙江，目的仅仅是享受几天凉快日子。可以肯定这种热浪在以后的年份每年都会有，但是人们不管是开豪车奔跑，还是在家里开着空调，本质上依然是制造热浪的过程。因此这种因为躲避热浪而制造的过程是一个死循环，不是消除热浪的根本措施。

开豪车奔跑，一方面在燃烧放热，另一方面在制造可以吸收热量的二氧化碳，因此是一个制造热浪的过程。而开空调本质上是一个热交换过程，只不过是利用r32，r22，r134a，r410a，r407c等的气化过程吸收小范围的热量，然后又经过压缩液化放热把热量排泄到外界大气中。而这个过程实际上依然需要消耗大量的电能，制造更多的热量。因此现代城市使用空调的结果是城市越来越热。是一个死循环，因此中国现代化的解决必然是东部地区和南方的夏季越来越热。

解决中国热浪的理想的办法是利用空气热能来发电，利用远距离蒸汽输送技术把大量湿热空气输送到西北干旱地区。既能够部分解决南方暴雨成灾问题，又能够解决南方炎热无比问题，还能够解决北方缺水问题。但是利用空气能发电的技术远远没有成熟，远距离蒸汽输送技术也远远没有成熟。

但是我们发现了一些解决某些地区干旱缺水问题的方法。这些方法技术在现实中有很多表露。夏天在空调外机下面总是会流出一些水分，有时候水分很多，一天足够一桶两桶。最近使用铁皮做的活动板房材料的人越来越多，我发现用铁皮做的活动板房的屋顶每天早上都会有露水落下，有时候象下雨一样。目前我国的冰箱冰柜基本普及，人们发现在冷冻室中明明没有加水，但是隔一段时间后，冷柜内层会有很大的冰块产生。还有，冰箱中冷冻的鸡蛋，肉食品等东西从冰箱内取出来的时候表面会凝结一层水分。以上这些实例其实都表明了一个道理：温度降低到了露点和冰点以下，空气中的水分会自动凝结。

而我们则应该利用这种现象人工造水。尤其是炎热的夏季，实际上空气中的绝对湿度很大，但是由于温度很高空气的相对湿度很低，所以不能产生降雨，这种现象在我国历史上大量存在，1929年大旱三年；这种高绝对湿度，低相对湿度，长期不下雨的现象在夏季的印度，非洲，南美洲大陆的西海岸地区普遍存在。那么我们就可以利用空调技术实现人工生水。

如何把空掉改造成为“生水机器”呢？首先测量出当地空气的绝对湿度和相对湿度。这个可以使用干湿温度计来实现，从而确定出当地的露点温度。然后把空调温度设定到露点温度以下，最好设定到冰点附近。其次空调设备进行必要的改造使其与空气有适当的接触面积，而且设计必要的接水设施。第三要设计一个热空气快速排出设备，以便冷凝水不再蒸发。第四点是人工造水需要一个较好的低温环境，例如利用晚上造水，这时候空气的辐射热会把许多热量散射到太空中，温度自然下降，再例如在山洞中造水，把热空气排出山洞，冷凝水会迅速大量形成。

对于南美洲西海岸，非洲西海岸和印度人来说这项人工造水技术具有十分重要的生存意义。不需要远距离担水送水，只需要一台类似空调的制水机既可以解决吃水问题。这项技术对于地处我国西南高山地区的群众也有重要的现实意义。

在大规模造水工程中，尖端放热效应具有很重要的现实意义。尖端放热效应在现实中有许多实例。例如，高山顶部的温度总是低于半山腰和谷底；例如雪山的海拔总是很高；例如冬季人体最容易冻坏的部位是手，脚和耳朵。例如汽车里面冬季特别冷，夏季特别热。例如雾凇（水气遇冷凝华而成的自然景观）出现在树林和电杆等上面。这些都是尖端放热效应现象。尖端放热效应的原理既有对流作用，又有辐射作用，也有传导作用，可以说热的三种传导方式都在起作用。首先，尖端物体，包括圆球体的体积和表面积的比值很小，我们知道一个物体的热容量和它的体积成正比例，和它的比热成正比例，所以热容量一定但是形状不同的物体散热和吸热的速度不同，散热速度和它的表面积成正比例，和体积成反比例。体积和表面积的比值越小，散热越容易，接触面积越大。所以球形物体散热快，杆形物体散热快，这些物体归结到一起都是具有尖端的物体。这些物体和散热介质接触面积大，同时热辐射也快于表面积小的物体，这是因为具有尖端的物体经过反射后重新吸收散射热的可能性较小，所以辐射——吸收——辐射——吸收的反复过程进行得少，而在山谷地区、洼地、手心、腋窝等地方，可以进行多次辐射——吸收——辐射——吸收的反复过程，因此不具有尖端效应。另外由于对流和辐射对尖端表面的热分布有较大影响，导致物体里面和外面有较大的温度差，加剧了热传导的进行，这时候那些比热小，导温率高的物体更加具有优势，例如活动板房屋顶早晨下雨，但是水泥瓦屋顶早晨不下雨，那是因为铁的导温率高于水泥。在雪山上，白天太阳辐射很强，但是白色的反射率很高，雪山实际上吸收的热量较少，由于白天吸收热量和放射热量同时进行，因此不能把雪山看作一个标准黑体，“黑体辐射定律”不完全适合于白天的雪山。但是晚上雪山就是一个标准的黑体，“黑体辐射定律”完全适合于黑夜的雪山，这时候单位面积单位时间辐射功率和温度的四次方成正比。温度越高放射越快，由于雪山不会再吸收热量，仅仅是单纯地放热，所以山顶降温很快。山顶的降温速度是平原地区和城市地区的十几倍，甚至更快。这样山谷和山顶之间很快形成温度差，导致山谷风的形成，而山谷风和山谷中的乱流加剧了山顶降温过程。因此住在山顶的人们夏季更能享受凉爽的环境。而山的海拔超过一定程度就会常年积雪。

问题的关键是这种尖端放热效应在山区如果温度降到了露点以下，或者冰点以下，那么山区容易形成径流或者平流雨。在秦岭上虽然同样干旱少雨，但是却从山上不断流淌下来大量径流，水量持续不断。但是在低矮山区却干旱异常。根本原因就在于秦岭山区较高，白天和黑夜由于尖端放热温差很大，秦岭上温度降到了露点以下。多年观察的结果秦岭上降雨量为一千二百多毫米，而秦岭脚下的宝鸡市区年降雨量为七百毫米。我个人认为观察结果不排除有冷凝水的可能。

我们通过分析尖端效应对于山区的水分影响发明了一种增加雪山融水和雪山水储存量的方法。这个方法就是在雪山上面大量放置具有尖端特点的物体。例如空心圆球、三脚架、大量树枝，在雪山上打洞，堆叠石块等等。我的设想，最好的方法是用木材做成许多空心锥体投放到雪山和周边高山，以利于径流形成。尖端效应加剧了温度变化过程，是的温度极容易升高，也容易降低，这取决于环境温度的变化。但是在增加降雨的时候我们需要的就是不断积雪和加速融化的过程，因此在高山地区放置尖端物体以后会显著增加径流量，从而较好地解决我国西北地区干旱缺水问题。不仅雪山地区能够在大量放置尖端物体以后增加径流量，在那些没有雪山，但是昼夜温差很大的山区放置尖端物体，我相信也会增加径流量，从而形成灌溉绿洲。

例如青海湖，为什么青海湖常年有水，从来不干涸。原因就是其四周有无数条小溪流流进了青海湖。为什么没有下雨，但是在青海湖周围却存在许多常年流水的小溪流。因为青海湖周围都是高山，青海湖地区就是一个高山盆地，在这个高山盆地中有奇特的尖端放热效应。盆地内部由于周围高山环绕，水分不容易散失，但是却有效地降低了当地气温，使得青海湖地区白天和黑夜的温度差异较大，白天蒸散的水汽和外部进入该地区的水汽到了晚上就会形成露水，露水不容易蒸发，在周围高山的山腰就会汇聚成为小溪流。所以青海湖常年有水并不是降雨的结果，而是盆地掬水效应和高山尖端放热效应产生冷凝水的双重结果。因此我们可以推理，如果在青海湖西部，例如哈拉湖（北纬38゜17′，东经97゜35′）周围，利用人力工程封闭山口，加高山体，那么也可能会形成更大的湖泊。湖泊的形成对于绿洲灌溉农业影响巨大，过去没有听说过青海湖周围生产粮食，但是近年来青海湖周围的湖岸绿洲到处都是油菜，每年七月盛开美丽异常，吸引了大批游客开车前往，带动了青海湖地区的繁荣和发展。

综合以上分析，目前凭空制造水，利用冷凝技术的方法有三个：一个是用类似空调的压缩机组小范围造水；二是在高山地区大量大面积制造人为的尖端放热体，增加空气中水分冷凝的机会；三是利用高山盆地效应修建人工湖泊。