[分享]南水北调西线工程——天河工程

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。

天河工程的目的

通过对大气中水汽含量及‘迁徙’路线的监测，掌握水汽‘迁徙’规律，并在有条件的地区进行人工干预，解决北方地区地表水资源短缺的局面。

根据规划，“十三五”期间，“天河工程”有望每年在青藏高原的三江源、祁连山、柴达木地区分别增加降水25亿、2亿和1.2亿立方米，中远期有望实现每年跨区域调水50亿立方米，大约相当于350个西湖的蓄水量。

什么是天河（天空河流）？

王光谦院士等在其发表的论文中指出：

大气水汽通量场中不仅存在通量强度相对周围区域更大的局部性条带结构，而且整个水汽通量场中都存在着通量相对较高的水汽输送网络结构，形成了全球及区域水汽输送的主干通道。由于这些通量强度很高的条带构成的网络结构是水汽汇聚、输送最为集中、强度最大的网络，与地表河流具有类似的分级属性，我们可将这种水汽输送的网络结构上称为"天空河流(River in the Sky)"，或简称"天河(Sky River)"。

运往三江源的水汽怎么输送？

衡量水汽输送大小的物理量是“水汽通量”，表示在单位时间内流经某一单位面积的水汽量。为了寻找天河，我们需要将空中各层的水汽通量计算出来再累加在一起。根据李生辰等人的研究，1965-2004年的40年内，我国6-9月气候平均的 “天河”（整层水汽通量）如下图所示：

这是一张整层水汽通量的水平分布图，红色圈内是我国东南地区，黑色框内即是三江源区。图上的每一个格点都有一个小箭头，箭头的方向代表水汽输送的方向，长度代表水汽输送的大小。我们可以想象较粗的绿色箭头就是图中最大的“天河”，它将孟加拉湾的水汽输送到红色圈内，为我国东南地区，也就是长江、珠江流域带来了丰沛降雨。而三江源地区，其南边界恰好是大“天河”支流的末端（较细的绿色箭头），西部和北部边界虽然尽管量级很小，但也有水汽输入。

如果“天河工程”能够在人工干预天气的技术上，有效利用南边界甚至西、北边界的水汽输送，那么就“有望每年在青藏高原的三江源地区增加降水25亿”。而在三江源北面的祁连山和柴达木地区，由于高空的水汽输送相对较少，“天河工程”预期可以实现的年增水分别在“2亿和1.2亿立方米”。这相对于黄河每年600多亿立方米的径流量，相对南水北调每年95亿的规划流量，已经相当不可忽视了。

如何取“天河”水

向天取水的技术其实已经较为成熟。降雨需要两个条件，一个是充足的水汽，另一个就是水汽凝聚成雨滴所必须的“凝结核”，目前人工增雨的方式就是增加凝结核。通常是以飞机或导弹为载体，向云中撒播催化剂（盐粉、干冰或碘化银等），成为云中水滴的凝聚核，使水滴在其周围迅速凝聚，增大到一定程度后降落到地面，形成降水。

据报道，2013年青海省人工影响天气办公室，在总面积达到30余万平方公里的三江源地区，通过人工增雨作业增加降水42.91亿立方米，相当于300个西湖水体容量。所以“天河工程”要达到的增水目标还是有可能实现的。

天河工程提出的起因其实是解决南水北调西线工程

新华网指出：权威监测报告显示，近３０多年来，我国北方地区主要河流径流量总体呈下降趋势，２０２５年将有可能面临物理性缺水。作为国家重要战略性工程，南水北调东线、中线工程已在一定程度上缓解了北方地区缺水问题，但西线工程由于海拔较高、地形复杂、生态脆弱等原因，尚处于论证阶段。

中国科学院院士、中国航天科技集团公司科技委员会主任包为民认为，“天河工程”及未来南水北调“空中走廊”的构想，有助于实现青藏高原地区生态效益最大化，促进全国特别是北方经济社会发展。

天河工程的批评与质疑

质疑1：

清华大学的气象学家罗勇教授表示，大气层里的水汽输送不断变化和波动，很难预料它什么时候出现在什么地方。

质疑2：

科学界一些人认为，如果单从研究的角度而言，他们的这项工作还是具有一定的价值，因为目前世界范围内对空中水汽资源利用的研究还处于初级阶段，也缺乏系统的研究，该项研究说不定能够搞出一些有价值的东西出来。另外，如果“天河工程”在工程技术、生态环境和经济问题等方面都考虑进去以后，最后论证后依然利大于弊，试试倒也无妨。

质疑3：

如果是科学实验项目那我想说成功概率着实不大甚至没有，如果是国家正式的如南水北调那样的战略工程那更是胡扯淡了，大气中的水汽如何从海洋输送到陆地完全是由大气环流决定的，而大气环流本质上是由太阳辐射，地球自转，海陆分布等因素决定的，水汽输送的尺度那都是以上千公里为基本尺度的，人工改变大气环流？这是科幻吧

质疑4：

君不见一个厄尔尼诺现象就能把全世界折腾懵逼了
居然还敢修改三江源的参数
这种非线性的系统，结果随机，可能是鱼米之乡，也可能是赤地千里，可不限于中华大地哦
想要探索自然是值得鼓励的，但要保持对自然的敬畏之心。

附：青海大学部分“天河工程”介绍资料

来源：观察者网、科学加、新华网