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借助人工增雨雪 解决世界大难题
中国网 china.com.cn  时间: 2009-09-18  发表评论>>

当今世界正面临五大难题:一是沙尘暴,被人们称为“无法根本解决的问题”;二是荒漠化,被称为“地球的癌症”;三是水资源短缺或遭污染,引起农业歉收、生态环境恶化甚至冲突与战争;四是气候变暖,海平面升高,冰川消失,疾病传播;五是粮食危机,引发粮价上涨,一些国家因此而发生骚乱。这五大难题有时彼此相关,相互影响,甚至出现恶性循环。

迄今,世界各国似乎还没有找到真正有效并可以验证的解决办法。例如,对于防治沙尘暴、荒漠化,传统的方法是依靠植树种草,但在持续干旱情况下,既难以确保草木的存活,也无法阻止尘暴的出现和荒漠化的蔓延。又如,有关气候变化问题,尽管各国为解决这一问题投入大量资金,举行了一系列高峰会议,但仍莫衷一是,甚至彼此指责。针对这些全球治理方面的重大挑战,笔者尝试做了一些研究。结论是借助人工增雨雪有助于解决上述五大世界难题。

一、为什么北京的秋天最美好?

2000年冬天,严重的沙尘暴多次袭击北京。为解决这一问题,一些人提出加强植树造林,认为通过种植防风林、灌木、草场等可以阻挡风沙和扬尘前行。

然而,问题在于,这种做法已经持续了几十年,却似乎并不见效。从2000年到2006年中国荒漠化增加的面积呈下降趋势,而沙尘暴次数却呈上升趋势。这是因为,中国北方地区持续干旱,一些湿地干枯,成为寸草不生的盐碱地,地表干土层加厚,大风很容易把较深的地下粉尘卷上高空。沙尘随风漂浮高度可达3000米,再高的树也挡不住,所以光靠植树造林种草是不可能抑制沙尘暴的(见图1)。因此,依靠种草植树防治沙尘暴这种基于传统的“平面横向”思维的治理模式,似乎已经走到了尽头。

2001年北京主办世界大学生运动会日期临近,如何在短期内成功防治沙尘暴、改善空气质量已成为迫在眉睫的课题。我虽然是个外行,也不得不开始认真思考这个问题。思考的逻辑起点是:为什么北京的秋天最美好。结论是,北京秋高气爽,有风无尘,主要原因是中国北方地区经历了一个夏天的雨季。由于旱情缓解,干土层被充分的雨水“固定”起来,所以不会被大风吹到空中飘向远方(见图2)。

在研究中笔者发现,沙尘暴的形成,与“金、木、水、火、土、风、人”七大要素相关。其中,“水”(雨雪)是“土”(沙尘暴)的克星,如果“人”能把“金”(资金)与“木”(植树)、“水”(人工增雨雪)结合起来,就可以防止“风”引起“火”(森林火灾)与“土”(沙尘暴)的困扰。要解决这一难题,人的因素很重要。作为人,只有正确认识事物的客观规律,才能利用这种规律去改造世界。沙尘暴是在从地球表面到高空的巨大立体空间中处于干旱状态下生成的。因此,首先必须打破传统的“平面横向”思维模式,从立体空间的大系统出发,形成依靠人工增雨雪,从高空到地表再到地下,以水治尘的“立体纵向”思维模式。从而产生“纵横交错”的最佳治理模式,即把“纵向立体”的人工增雨雪与“横向平面”的植树种草相结合(见图3)。

中国北方的森林、牧场、农田等在条件具备的情况下,都应建立人工增雨雪作业点。与此同时,中国仍需加强防风林、防沙林建设,扩大森林面积。人工增雨还可以和飞播造林同时进行。它具有森林防火作用,是林业发展的“保护神”与“增长剂”。于是,我专门给中国林业部防沙治沙办公室写了一封信,建议通过在中国北方地区实施人工增雨的方法防治冬春的沙尘暴和荒漠化,并指出这可以起到立竿见影的效果。遗憾的是,人工增雨并不是林业部主管的业务,我的建议似乎也没有得到及时的采纳。

此后,北京政府为申办2008年奥运会,在改善空气质量方面有做出极大的努力。包括搬迁一些工厂,对汽车排气系统的改善等。但是,最令人担心的还是每年冬春季节照样频繁出现沙尘暴或局部扬尘天气。为真正有效地解决这个问题,笔者在从事国际问题教学和研究之余,把人工增雨雪防治沙尘暴作为长期关注的课题进行研究。我利用居住在高层楼房居室的有利观测条件,通过对风向、云层、空气质量记日记的大量观察法,继续论证人工增雨的必要性、有效性与可行性。

二、温家宝总理从善如流带来希望

由于持续干旱和强风,2006年4月16日一场十分严重的沙尘暴(化学尘暴)袭击北京。人们惊呼:“北京下土啦!”也许是由于还有两年奥运会就要在北京举行的缘故,有人在网络上写到:“如果谁能治理沙尘暴给多少钱都可以。”作为一个北京市民我再也坐不住了,于是直接给温家宝总理寄出了我的研究报告和建议,并在中国中央党校的《学习时报》上发表了自己的看法。

真没想到,没过多久温总理就我呈送的报告批了字,要求有关政府部门进行研究。2006年6月12日,温家宝总理还在中南海国务院会议室亲自主持召开了沙尘暴防治工作专家座谈会。笔者很荣幸地应邀出席会议并做了发言。温总理在会议结束前讲话指出,对荒漠化和沙尘暴要进行综合治理,关键是思路要正确,路子要走对。尽管利用人工增雨防治沙尘暴在当时还没有得到广泛的认可,但那次会议使我感到深受鼓舞,更加坚定了自己的信心。会上我认识了一些相关方面的专家,其中有的专家非常明确地肯定了我的想法。会后,我一面继续加强论证研究,一面向有关专家请教,并与北京市人工影响天气办公室副主任张蔷等专业人员取得联系,直接开展交流与合作。

其实,中国从20世纪60年代就开始进行人工增雨作业。在国家气象局和各地政府主管部门领导下,建立起省市一级的“人工影响天气办公室”,形成了全国性的作业系统。2005年,国务院办公厅还发出过《关于加强人工影响天气工作的通知》。然而问题在于,过去人工增雨的主要目的是为抗旱减灾和水库增容,每年的作业时间为5月到9月,而其他时间则保养设备,停止人工增雨作业。通过长期观察,我发现北京地区沙尘暴的起因主要是中国北方地区冬春长期干旱造成的。冬春长达半年根本不进行人工增雨作业无疑是一大损失。因此,我建议,全国人工影响天气部门把防治沙尘暴、扬尘天气和荒漠化也作为的本职工作和任务,在中国北方地区实行科学的人工增雨,制定全年人工增雨作业规划,尤其要加强中国北方地区每年10月至第二年5月的人工增雨、增雪作业。这些建议已被有关部门采纳,从2007年末起冬春开始实施人工增雨雪作业,国家气象局新成立了人工影响天气中心,负责这方面的工作。

我年轻时曾在黑龙江省生活工作过6年,深知只要冬天那里下一场大雪,一直到第二年4月都不会融化,完全可以起到冬季防治沙尘暴的作用。北京附近的内蒙、华北、华中地区冬春之交的小雨雪,对净化空气更是至关重要。2007年2月末在中国的元宵节期间,我把自己观察到当年最佳的增雨防尘的天气状况预测打电话告诉了他们。不久,他们就成功地进行了一场大范围的人工增雨,有效地防治了当年沙尘暴和扬尘天气的出现。同年11月,我们又共同召开了如何确保北京奥运期间空气质量的专题研讨会。会上,笔者详细介绍了在中国北方地区科学实施人工增雨的作业方案。

笔者指出,由于每年中国内陆的风向会从冬春的西北风变为春夏的东南风和西南风,要防止冬春中国华北、华中地区发生沙尘暴或扬尘天,就须做好新疆、内蒙、甘肃、宁夏和东北地区的人工增雨雪。要防止春夏北京地区发生扬尘和阴霾,就要在冬春加强在宁夏、陕西、山西、河南、河北、山东一带的人工增雨雪。要确保2008年北京奥运会期间的空气质量,就要在春夏重点加强北京以南临近地区的人工增雨作业。令人高兴的是这些建议得到了有关部门采纳。

三、实践证明人工增雨雪功效显著

人工增雨雪需要一定的天气条件,因为人类是不能凭空造雨的。只有在空中出现积雨云等有利条件下,利用飞机、火箭或高射炮等发射装置,把碘化银等催化剂释放到空中,才能起到增加降雨、降雪量的作用。在阴天无雨的情况下,人工增雨作业还可促其下雨,从而使天空中可能漂走的水资源得到利用。据有关专家介绍,碘化银在空中受热后就会在空气中形成大量极小的碘化银粒子,其直径只有头发丝的千分之一。1克碘化银可形成几十万亿个微粒。这些微粒会随气流运动进入云层就会在冷云中产生无数的冰晶。增雨作业使用的火箭弹,每枚含碘化银10.5克,发射到云端播撒后,可以在五六平方公里范围内,有时可以催降几十万吨的雨水。

据有关专家称,碘化银毒性很低,在人工增雨过程中用量极小,效果极大,不会产生污染问题。迄今在中国尚无证据表明人工增雨会对环境造成危害。以北京为例,从20世纪60年代起,北京地区的主要水库一直通过夏季人工增雨增加水库蓄水容量,至今没有发现污染,人们的饮用水都是安全的。另外,人工增雨的弹片在高空爆炸后通常只有两三克重的碎屑降落地面,最大的碎屑也不足30克,所以不会对人体造成伤害。

2007年以来,中国北方地区切实加强了人工增雨雪,成功地抑制了近年来猖獗的沙尘暴与扬尘天气的出现,北京的蓝天增多了,在冬季、春季、夏季也都能感受到秋天般的蓝天啦!据北京市环保监测中心统计分析,2008年被评为一级空气质量的天气达到56天,比上年增加了24天。在256个达标天数中,可吸入颗粒物浓度平均每天下降了16%。实践证明,在北京周边地区实施人工增雨作业,不仅确保了2008年北京奥运会主会场开幕式和闭幕式没有遭到雨淋,而且使整个奥运会、残奥会期间北京的空气质量明显改善。这受到国际社会一致好评。在2009年3月,在国际奥委会和联合国第八届世界体育与环境大会上,北京获得了国际奥委会首次颁发的体育与环境奖。一些人担心奥运会后北京空气质量会退步。然而,由于北京市加强了人工增雨雪作业,2009年上半年北京空气质量比上年又有改善,创2000年以来最好水平。

从成本角度看,人工增雨需也是切实可行的。一颗增雨火箭弹约3000多元人民币。据有关专家比较保守的估算,人工增雨效益相当于所需成本的20倍以上。其实,除了防治沙尘暴以外,人工增雨的其他社会效益也是难以估量的。例如,2008年至2009年冬春,包括北京在内的中国华北、华中地区持续100多天干旱,没下一场雪。罕见的旱情不仅会造成严重的扬尘天气,还有导致中国北方地区夏粮绝产的危险。中国政府高度重视农业、农村和农民问题,2009年初又为此发出了中共中央1号文件。在世界经济受到美国金融危机影响步入衰退,中国出口萎缩,就业形势严峻。在这种情况,回乡的农民工如果遇到大旱绝产该如何生活呢?于是,笔者立即在“新华网”等网站连续发出紧急呼吁:今年中央1号文件能否落实的关键是抗大旱,抗旱的关键是立即实施人工增雨。这些建议又得到有关决策部门的采纳,2月份在中国北方地区普遍实施了大面积有效的人工增雨,使严重的旱情顿时得到缓解。飞机增雨效果尤其显著。正是这场“救命雨”,确保了今年中国北方地区连续6年获得夏季粮食丰收。农业稳定、农民增收,有利于中国扩大内需,维护社会政治稳定,促进中国股市稳步上行。由此可见,人工增雨所产生的这些直接和间接的社会经济效益,是很难用金钱来衡量的。

近年来的实践证明,人工增雨雪至少有六大功效:第一,可以增加北方干旱、半干旱地区的地下水和土地墒情,从根本上确保农作物和林草的生长。第二,可以保持北方河流、湖泊、湿地的良好自然生态,防止土地沙化、盐碱化,而地表水面和湿地面积的扩大又可使蒸发到空中的水分增加,从而较易形成新的积雨云等人工增雨条件。第三,可以降低地表干土层的厚度,减少强风低层垂直对流所卷起的沙尘总量,从而有效降低沙尘暴的强度。第四,可以增加空气中的水分子,起到从高空到地表全面拦截沙尘的功能,从而缩小沙尘暴危害的范围,立竿见影地收到防治沙尘危害的效果。第五,可以有效防止森林火灾和增加植被,为缓解气候变暖做出直接的重要贡献。第六,而只有风调雨顺,农牧业才能有较大发展,农民才能增收。而只有农民以农为主,大力发展绿色农业,才从根本上减少农村污染企业排放对中国内陆水系和土地的污染,确保中国的食品安全。

有鉴于此,笔者进一步提出,中国政府可根据科学发展观制定一项21世纪人工增雨雪战略,确保中国的可持续发展。其要点是,针对中国长江、黄河、澜沧江等三江源头已有枯水之虞。中国在三江源头实施全年人工增雨雪,冬春人工增雪尤其重要。此外,还可在大小兴安岭、天山、昆仑山等三山地带以冬春为重点实施人工增雨雪作业。这有利于森林防火和扩大再生林。从理论上讲,中国北方内陆地区科学的人工增雨有利于减少同期南方的降雨量及水灾的形成,长期坚持下去有利于改变中国南涝北旱的生态格局。去年,笔者收到中国国家气象局郑国光局长的来信,证明上述部分建议也已得到采纳并开始付诸实施。

四、未来的理想:通过人工增雨雪缓解气候变暖

迄今,国际社会的主流看法一直是试图通过减少二氧化碳排放量来减缓或解决气候变暖,但依靠这种做法到2050年以后全球气候降低0.5℃的目标能否实现,如何验证等,并没有可靠的答案。怎样才能实现经济发展与防治气候变暖两立的课题引起的争论还在持续。人类社会为解决气候变暖难题而付出的成本和代价是否有效,是否值得,也受到一些人的质疑。

笔者并不反对节能减排,建立低碳社会的努力,同时认为,在解决气候变暖问题上可采取多种方法。人工增雨雪就有最有效并且可以验证的手段之一。夏季人工增雨可以起到直接降低地表温度的作用,使城市降温5~10℃,避免出现城市“热岛”现象。夏季雨后气温的下降还可节省大量空调用电,节约能源。因此,在不会造成涝灾的前提下,中国大城市夏天只要有条件每天都进行人工增雨作业。冬季在中国新疆、内蒙、东北等地进行有效的人工增雪,可以使4月份之前东北地区的大地被白雪覆盖,冷空气伴随北风南下便可防止“暖冬”出现。据美国气候数据中心指出,2008年是有纪录以来全球气温第8高的年份,较20世纪平均气温的摄氏13.9℃高出0.49℃。而中国自冬季开始实施人工增雪后,2008年1月全国平均气温为-6.6℃,较常年同期偏低0.7℃,为1986年以来最低值。2009年6月下旬,北京等地持续高温,一度达到近零上40℃。笔者再次提醒有关部门,在中国北方地区人工增雨可为降温节能做出贡献。7月5日北京一场较大雷阵雨过后,最高气温降至30℃。据报道,莫斯科当天也下大雨,出现罕见的冷夏。不仅如此,人工增雨雪还有利于再生林的生长和森林防火,从而可以实现二氧化碳的间接减排。

中国面临的课题是,在完善相关机制的基础上继续提高人工增雨雪的技术水平与实效。中国北方土壤偏碱性,不易形成酸雨;南方土壤偏酸性,加之工业污染会促进酸雨生成。因此,需加大这方面的治理力度,减少二氧化硫的排放。另外,中国容易出现北旱南涝,雨季人工增雨应考虑时机、地点、风向等选择,注意趋利避害。再有,中国城乡的雨水排水系统还很不完善,造成雨过天晴后路面的扬尘不能随着雨水被冲走而是继续污染空气。在排水系统的整体设计和建设方面,中国应该向日本学习。

无论是沙尘暴还是气候变暖问题都是跨国问题,只靠中国自身努力是不够的。如果蒙古、哈萨克斯坦若发生严重干旱,外来的沙尘暴也会危害到中国。近年来,美国的加利福尼亚地区和澳大利亚南部的山林大火都与持续的严重干旱直接有关。因而在这方面达成国际共识,加强国际合作,已刻不容缓。今后,如果能把人工增雨缓解气候变暖的指标体系纳入国际减排指标,有利于从国际规则上推动这项事业的国发展。这对非洲等发展中国家来说显得尤其重要,是件一举多得的好事。

作为未来的理想,笔者希望中国能在技术条件比较成熟的情况下,把人工增雨雪防治沙尘暴、缓解全球气候变暖的做法推广到全球。联合国可以成立“人工增雨雪联盟”,重点在非洲、西亚(伊拉克)、中亚、蒙古、俄罗斯、加拿大、澳大利亚、冰岛等地实施人工增雨雪作业。然后,有关各国可以在北极和南极展开持久的人工增雪国际合作,以此缓解全球气候变暖,并把它作为人类科学利用北极和南极的首要任务。总之,人工增雨雪有可能从根本上解决人类面临的经济社会发展与气候变暖之间的矛盾及困境,为可持续发展探索出一条新路。为鼓励更多的国家积极参与这一行动,笔者建议今后对那些借助人工增雨雪有效缓解了气候变暖的国家,可就该国温室气体减排指标做部分或全部扣除。笔者相信,中国应当而且有可能在这方面为人类做出较大贡献。

 

文:刘江永  来源:《人民中国》(2009年第九期)

文章来源: 中国网 责任编辑: 雨悦
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