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大河之水天上来!东水西调,空中传送,中国天河工程举世瞩目


原创2021-09-01 17:18·博士考究官

中国对科研活动一直投入很大,在载人航天、新能源、智能制造等多个领域实现伟大跨步。对于有利于未来生存发展的事情国家一直很支持,南水北调工程也已持续多年,也获得了很大效益。现在中国在调水领域又有一大突破,这个突破不是开挖河道,电泵抽水;而是利用大气层运水,将水资源从空中输送到干旱地区,真正实现大河之水天上来,这就是中国的“天河计划”。值得一提的是,天河计划的意义不仅仅在于输送水源,更是人类对自然的充分利用,甚至能改变全球异常天气。那么,这个天河计划到底是什么意思?又是什么原理?下面将详细给大家介绍介绍。

从南水北调到东水西调

早在1952年,毛主席就提出了南水北调的构想。南方水多,北方水少,可以把南方的水调到北方。这个世纪伟大工程就从这种构想中启动,实施开展了半个多世纪,三条调水线路均改善了北方缺水的局面。其中中线一期工程已经安全输水2000天,累计向北输水300亿立方米,6000万人民群众受益。

这个工程就是从构想到现实的实现,南水北调改变了北方水源缺乏状况,也带动了北方重工业,制造业的发展。但是中国更加缺水的是中国的大西北地区,居民生活,工业生产都是需要大量水资源的,有水,西部大开发就能顺利建设。水从哪里来呢?目前水资源的获取方式主要还是抽取地下水,或者大气降水;其中大气降水,是极为关键的。但是西部纵深长,且整个板块三面都有巨大的山脉阻挡,特殊的地理环境挡住了大量水汽。能获取的水,都是从我国东部沿海吹过来的。而从东部沿海吹来的季风虽然含有大量的水汽,可还没到西部地区,水汽就消耗完了。不是季风不给力,而是要浇灌的地方太多了。

历史上,黄河中上游流经区域都是容易发生干旱的,更别提西部新疆地区塔克拉玛干沙漠了。就是没水,只能一桶一桶地运水了。没错,现在西部缺水只能这样解决。成本高不见效,根治的方法就是东水西调。

怎么能实现“东水西调”呢?我国的科研工作者一直有个构想:将东部大量的水汽,通过大气上空运送到西部,并且提出大气环流导向工程的理论概念。现在这一工程,这一理论概念在验证中,实现了突破性进展。

正常来讲,我国地势西部高东部低,河流都是自西往东流向大海。要从陆地上,逆流引水是不可能的,成本太高。但是我们头顶的大气层,却是可以利用的。我们头顶的大气分为好几层,分别有不同的名字和作用。比如平流层可以跑飞机,对流层充满含水云层。我们通过空中的“东水西调”就是对大气层“对流层”的充分利用。

大气环流形成的原因大体有三种:太阳辐射,地球自转,还有海洋与陆地的热量交换。这些共同作用是一个很复杂的机制,想对大气环流利用好,需要多方面配合。比如气象观测的突破、大气运动的观测、人工降雨的进步。能真正实现东水西调是很难的。那么这个工程就不是一个水利部门能搞定的了。随着航天、气象、军队、水利等各个科研组织的合作,如此大规模推动,这项工程也被人称为“天河工程”。

什么是天河工程?

天河工程,顾名思义,就是以天空为河道,将东部的水输送到西部,助力西部经济大发展。既然要把天空当河道,那就需要勘察天空,看大气中哪条通道适合运送水汽。所以,中国航天很早就发射多颗气象卫星,一方面给我们做天气预报,另一方面也是了解专门的大气环流方向。特别是2008年之后,中国陆续发射过多颗卫星,用来专门绘制大气环流的通道,为我们的东水西流积累了大量观测数据。

大气环流是一个复杂的动力学,热力学计算体系,像大气系统角动量,热量变化,水分变化,风力地形等变化,它牵扯到一系列的计算。观测到的数据要放到设计好的计算模型里计算,才能做预测和推演,可以说,目前天气预报不准也是由于模型数据计算不足导致的。

换个说法,简单来说天河工程就是要在天空上打开一个河道,打开这个河道需要做很多很多数学计算。像这种程度的计算,我们普通笔记本电脑是不行的。这种需要建立数学模型的计算,就需要用到专门的超算计算机了。中国已经在超算领域实现突破,中国自主研发的银河系列超级计算机,一直处于世界领先的地位,同时也在这样的领域发挥了巨大的作用。

通过计算,在天空中挖好河道之后,还需要将天上的水汽引导到地面上来。而这个技术,在中国是相当成熟的,这就是经常在新闻里听到的——某某部队奉命向天空开炮,发射降雨剂,实现人工降雨。

人工降雨技术早在几十年前就开展了,实现一次人工降雨的过程也很简单,用大炮或者飞机向云层发射降雨材料。降雨材料也比较常见,干冰,碘化银等。通过找到天空河道,将东部水汽引向北方,再通过人工降雨方式,这几步就实现了东水西调。这就是我们构想的天河工程。

听起来虽然有些科幻,但这个路径是完全可行的。中国拥有广大的领土纵深,东部拥有海洋,在中国大陆上,自己的卫星气象可以充分监测,并且不断试验,验证。依赖于中国基建能力,建设并部署调整“空中河道”的基础设施也是迅速的。这些优势和能力都是其他国家没法比的。而且这项工程一旦应用,中国每年可以向西部干旱地区补充相当于300多个西湖的水量,可以大大缓解西部缺水的状态。

虽然这项工程应用到的技术比较多,但是中国人民靠自身智慧,在各个科研领域均有突破,相信很快会实现。正如建国初期主席的构想,当时认为也是难度很大的;但经过了半个世纪,这项工程已经造福北方人民了。天河工程可以算是新时代的“南水北调”工程,它代表的是技术的革新,科技带来的变革,同时也是人对自然的充分利用。

老一辈人靠自己的双手,用自己的体力开挖河道,修建蓄水池,用一代人的努力建立的伟大的南水北调工程,造福的是整个后代;而如今的中国,将用新的方式,实现伟大变革。因为,天河工程造福的,可能是未来整个人类。

人类文明的发展,离不开合理改造自然

人类文明发展的历程就是利用自然改造自然的过程。中国天河计划的直接目的是东水西调,解决发展问题,但这个工程有着更深远的影响。试想一下,同时调用航天技术,超算工程,水利工程,气象工程多种领域领先的成就共同打造一个“天河计划”这是人类对自然最充足的利用。

如果天河计划顺利进行,所建立的数据计算模型将精准地预测天气变化。就拿前不久给中原大地带来的暴雨灾害来讲。如果这种模型建立,我们将有充足的准备,将水汽提前用人工降雨方式释放掉,这样就不会造成河南持续的暴雨。可以说,如果这一计划如果积累足够的数据,那么地球上大部分异常极端天气,人类都可以避免了。

正如科幻电影里的那样,人类可以控制天气,控制风雨,温度。在利用自然规律上,实现文明等级的跨度。当然,我们离科幻电影里的发展程度还差很多,同时在天河计划里,还有很多技术需要突破。可我们相信,随着中国国力的提升,随着中国科研的进步,也随着世界技术的进步,人类终将突破自然规律的限制。掌握自然规律,利用自然规律。

现阶段,类似于天河计划这样的控制体系,不仅仅是中国在做验证试验,其他国家也同时在进行相应的研究。可中国在组织力,凝聚力上是其他国家所无法比拟的。天河计划这样的工程,需要的就是各种前沿技术通力合作。在这方面中国是有优势的。而且中国5000年朝代更迭史,也是一部气象演变史。历史上的中国,一直是以种植业为主的国家,小农经济占据主流,而王朝的更迭和气象联系紧密,比如明朝崇祯年间,正值气象学中的小冰期,粮食歉收,爆发农民起义,再加上清兵的侵略,匆匆覆灭。

中国人

与自然抗争的历史,给中华民族最大的启迪是,合理利用自然。天河计划的实现,也是民族潜意识里的东西。当然,这个天河计划要调用如此多资源,也引起专家的质疑,毕竟如此巨大的工程真正推进起来,需要解决很多领域的短板。可像天河计划这样推动人类文明进步的工程,是每个人类个体都需要思考的问题。

结语

自然在演变,文明也在进步。人类的发展从来都是向着文明延续的方向在进行,正如中国的科幻电影《流浪地球》所传达的理念:在文明受到威胁时,人想的不是逃离,而是用推动地球的方式,延续传承文明。现在全球变暖,全球极端天气,异常天气越来越多。如何在这种自然无情的演变中,发展人类文明,这才是我们该思考的问题。

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