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提要:自然热岛与城市热岛联结形成的低空热网络,是全球高温、干旱和沙化、水危机的制造者。
恢复和重建生态制冷造水结构和网络,才能从根本上解决人类面临的三大生态问题。
谁占有丰富的水资源,谁就是21世纪的强国。
据2001年7月27日《人民日报》报道,长江和嘉陵江水位出现大幅度下降,仅重庆市就有255万人和242万头牲畜出现饮水困难。同处长江流域的四川、湖北、安徽、江苏均出现了高温、干旱和严重干旱的情况。
前几年,人们把这种情况归咎于“厄尔尼诺”或“拉尼娜”等反常气候。今夏气候基本正常,长江流域为何又出现大面积严重干旱?而中国从北向南,松花江、黑河、辽河、黄河、淮河等近年为何又都突然出现萎缩、断流?
蔡铭昆教授在南美洲长期研究运用低空空间技术和理论“呼云唤雨”,他就全球和我国高温、干旱沙化和水危机三大生态问题发表独到见解。
我国上空覆盖着大量的热岛气团
卫星红外热图象显示,由自然热岛和城市热岛组成的无数乳白色巨大气团和热气流,覆盖在世界很多地区。在中国,由北向南绵延数千公里,这样的热气团覆盖着我国大部分地区、主要河流和水源地。它们是干旱、沙化和水危机的制造者。这是近年低空空间领域研究的重要成果。蔡教授如是说。
人类最直接的生存环境就是低空空间。它是由大气环流、海洋大气环流、致冷与致热低空网络和陆地组成。过去,人们认为2000米以下的低空空间领域由扩散性气流和气团组成,却忽视了它作为保障人类生存所必须的循环系统、物质和能量输送及其动力系统的特殊功能。随着现代科学的迅速发展,低空空间已成为一个新兴的研究领域。热岛是太阳能和城市燃料放出热能而形成的。在有太阳能聚焦效应的地方如吐鲁番、塔里木等盆地,就是低空热通道的“热源头”,也就是自然热岛。同时,卫星和航拍照片显示,在人类大大小小的城市中发射出的热气团,都是像火箭一样垂直升空,在热通道中输送,形成城市热岛。现代航空自动记录测定仪以及远程摄影发现其内部由具有亚结构的气体、微颗粒和热能量的输送通道组成。这些通道与外界大气相隔绝,它们是一组柔软性的通道,外界气流只能使其暂时弯曲变形,但不影响其内部气体的输送。
热岛全部由通道所组成。只要热岛存在,就会持续不断地产生动力,它可以发射和推动巨型气团和气流在热通道中运行。从地形图上看,所有的热通道都翻不过2000公尺高度以上的山,只在山谷中蜿蜒而行。但其规模和能量远远超出人们的想象力———从热岛“发射基地”发射出的巨型热气团可以在热通道中航行到数千公里以外制造干旱、沙化和大火。北非的热通道可以跨海峡在西班牙东南部制造沙漠,中国从西北延伸到广西的热通道可以跨海在海南岛西南部制造干旱和沙漠。在中国,有12条大型自然热岛“发射基地”发射热气团,通过热通道在天空中与城市热岛互相联结在一起,形成巨大的低空热网络。
全球所有干旱区域或沙漠均呈长条状分布在低空热网络下面,其位置和形状从统计性角度看,均与热网络的位置和形状基本一致。由于太阳能冷热分流失衡所产生的气候变暖作用远远超过温室气体所产生的作用。在空中存在热网络的中国、美国、印度、中东、非洲、巴尔干、西班牙等国家和地区,气候变暖就十分明显,但在西欧和北欧上空,基本没有成形的热网络,气候变暖就不明显。因此,热网络的增强是气候变暖的主要原因。研读卫星图象上的热通道与分布情况,不仅可以看到当前全球和中国干旱区和沙漠的分布情况,还可以看到以前它们是如何演变的,以及下一步将往何处发展。
我国江河源头处于低空热网络的攻击之下
蔡教授指出,在人类历史上,长期忽视了水源头最基本的生存条件即生态造水结构的造水量、储水量要与流出量基本相等这一基本原理,并为此付出了代价。即:江河源头的水来自海洋水蒸汽,通过降雨雪过程被吸收、储存在山体和植被中,然后不断流入江河。如果山体和植被“储水库”中的水被过度利用,处于高原和山区的“储水库”中的水量就会逐步减少,而当储水库中的水一旦枯竭,土地就会因丧失水分而沙化。在这种情况下,植被遭到破坏,加上源头地区的低空热通道烘烤,就会加速冰川、雪山的快速融化,湖泊和湿地萎缩,生物急剧衰退等;直至河流突然死亡。卫星图象显示,我国有中华水塔之称的黄河、长江、澜沧江等江河源头地区全部在低空热网络的热攻击之下。近年北方各河流步黄河的后尘,迅速萎缩,干旱和沙化进一步蔓延和加重。目前这种情况还在南移。中国的新生沙漠和荒漠化发展速度之快,使中国成为全球干旱和沙漠化发展得最快的国家之一。
研究表明,当太阳能照射与海洋水蒸汽通道相联接形成造水结构时,这一地区就像一部太阳能制冷机一样越照越冷,从而形成冷岛。冷岛的形成,是通过储藏在冷岛地区植被根部的水蒸发而形成,太阳能通过蒸发冷凝产生了冷岛的动力系统,一方面推动云的上升,另一方面抽引空中的水蒸汽到云的冷凝层上面形成新的云。我国北方上空有足够的水蒸汽,但没有地面的引力难以自动下来。近几年来,特别是今年1~5月间,持续5个月里只降了很少的雨水。北方的降雨量一年比一年少,难道是海洋蒸汽飞不过来了吗?情况并非如此。入夏以来,中央气象台曾连日报道北京空中水蒸汽含量较高,但就是只下雷阵雨。大量的乌云和水蒸汽从北京上空飞过,这说明天空不缺水蒸汽。由于北方受到低空热攻击,以及生态造水结构的植被层被大面积破坏,所以空中的水蒸汽就很难被引下来。而空中的水蒸汽越是引不下来,地面的气温就越高,空中的水蒸汽大量地吸收太阳能,向地面辐射热能,水蒸汽不但不能成为冷源反而成为热源,空中越积越多的水蒸汽,已成为最大的温室气体之一。
因此,必须在地面大量恢复和重建造水结构,大量引下空中的水蒸汽成云降雨。生态造水结构形成的云可以防御沙漠化和干旱化的空中热攻击。造水过程中放出的冷气可以平衡空中热网络和地面放出的热气,起到调节气候、缓解和消除洪灾、风灾、干旱和沙漠化根源的作用。大力恢复和重建生态致冷造水结构和网络,形成致冷网络去平衡热网络,才能从根本上解决人类面临的高温、沙化、水危机三大问题。有人认为,全球变暖主要是自然界大气环流冷热循环的过程,过若干年(如十年、几十年或上百年),自然界又会自动恢复气候湿润、多雨、水量充沛的环境,这是一种幻想,必须抛弃。
蔡教授说,通过研究,现在已掌握了大规模地找出我国造水构造的空间数据和密码转译等技术,可以找出分布在全国各地的成千上万个造水结构位置;可以画出山谷里微气候中海洋蒸汽输送通道的详细空间分布位置及其与生态造水的衔接位置的技术,这是生态造水结构的关键技术,因为海洋水蒸汽是生态造水结构的原料。通过研究,掌握了生态造水山体结构所需特点,最佳空间位置和编织各不同功能区的植被覆盖层所需不同功能特性的植物品种及科学分布的位置。蔡教授曾对京津水源地太行山、吕梁山植被等情况进行周密调查,他认为,只要根据这些地区造水和储水的不同功能,种植和恢复适宜的草、灌木丛和树木,3年左右时间即可形成致冷造水结构。根据他的长期观察研究,草和灌木丛的根系较树的根系更为致密,所吸收和储存水分更为充分,由于其贴近地表面,储存的水分更容易被太阳蒸发,形成冷凝层。而根据卫星遥感等高精密仪器和技术进行生态观测,科学划分不同的造水功能区,进行合理种植和恢复植被,并长期严密跟踪管理,具有见效快、造价低、节省人、物力的巨大优势。
蔡教授指出,低空空间理论和技术将产生致冷生产水资源这一全新经济产业,如果再建立致冷造水与新能源(如氢能)之间的良性循环圈,就能够大大推动21世纪能源和环境革命。
谁占有丰富的水资源,谁就是21世纪的世界强国
世界性水危机问题已显露端倪。美国是世界上最大的能源消耗国,其上空热岛问题也很突出,近年经常发生的森林大火就是证明。其农牧区旱情发展得也很快,据美国海洋和大气管理局公布的数据,美国五大湖泊已降至140年来最低水位。航船在湖中航行不敢满载,否则开不动。日本的干旱问题也很严重,美国从加拿大买饮用水,然后再卖给日本。其次是世界石油资源危机,最有希望的新能源是通过水力发电或电解海水获取液态氢,日本已成功将氢作为燃料,应用做汽车动力。氢能源全面取代石油作为工业动力燃料,已指日可待。因此,今天水资源比石油更宝贵,水价也会越来越高。进入21世纪,谁占有丰富的水资源,谁就是世界经济强国。为此,美国前国务卿奥尔布赖特提议政府出巨资建世界水联盟,并由它来主持。美国的《财富》杂志预测:全球70%的水资源在南美洲,21世纪,南美洲的水利发电将成为最赚钱的产业。中国和南美洲在技术、生态、资源和经济等方面具有很强的互补性,中国的生态造水技术如果能够捷足先登,无疑对本国的经济腾飞,具有极为重要的战略意义。
中国环境报
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