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借助人工增雨雪 解決世界大難題
中國網 china.com.cn  時間: 2009-09-18  發表評論>>

當今世界正面臨五大難題:一是沙塵暴,被人們稱為“無法根本解決的問題”;二是荒漠化,被稱為“地球的癌症”;三是水資源短缺或遭污染,引起農業歉收、生態環境惡化甚至衝突與戰爭;四是氣候變暖,海平面升高,冰川消失,疾病傳播;五是糧食危機,引發糧價上漲,一些國家因此而發生騷亂。這五大難題有時彼此相關,相互影響,甚至出現惡性迴圈。

迄今,世界各國似乎還沒有找到真正有效並可以驗證的解決辦法。例如,對於防治沙塵暴、荒漠化,傳統的方法是依靠植樹種草,但在持續乾旱情況下,既難以確保草木的存活,也無法阻止塵暴的出現和荒漠化的蔓延。又如,有關氣候變化問題,儘管各國為解決這一問題投入大量資金,舉行了一系列高峰會議,但仍莫衷一是,甚至彼此指責。針對這些全球治理方面的重大挑戰,筆者嘗試做了一些研究。結論是借助人工增雨雪有助於解決上述五大世界難題。

一、為什麼北京的秋天最美好?

2000年冬天,嚴重的沙塵暴多次襲擊北京。為解決這一問題,一些人提出加強植樹造林,認為通過種植防風林、灌木、草場等可以阻擋風沙和揚塵前行。

然而,問題在於,這種做法已經持續了幾十年,卻似乎並不見效。從2000年到2006年中國荒漠化增加的面積呈下降趨勢,而沙塵暴次數卻呈上升趨勢。這是因為,中國北方地區持續乾旱,一些濕地乾枯,成為寸草不生的鹽鹼地,地表幹土層加厚,大風很容易把較深的地下粉塵卷上高空。沙塵隨風漂浮高度可達3000米,再高的樹也擋不住,所以光靠植樹造林種草是不可能抑制沙塵暴的(見圖1)。因此,依靠種草植樹防治沙塵暴這種基於傳統的“平面橫向”思維的治理模式,似乎已經走到了盡頭。

2001年北京主辦世界大學生運動會日期臨近,如何在短期內成功防治沙塵暴、改善空氣品質已成為迫在眉睫的課題。我雖然是個外行,也不得不開始認真思考這個問題。思考的邏輯起點是:為什麼北京的秋天最美好。結論是,北京秋高氣爽,有風無塵,主要原因是中國北方地區經歷了一個夏天的雨季。由於旱情緩解,幹土層被充分的雨水“固定”起來,所以不會被大風吹到空中飄向遠方(見圖2)。

在研究中筆者發現,沙塵暴的形成,與“金、木、水、火、土、風、人”七大要素相關。其中,“水”(雨雪)是“土”(沙塵暴)的剋星,如果“人”能把“金”(資金)與“木”(植樹)、“水”(人工增雨雪)結合起來,就可以防止“風”引起“火”(森林火災)與“土”(沙塵暴)的困擾。要解決這一難題,人的因素很重要。作為人,只有正確認識事物的客觀規律,才能利用這種規律去改造世界。沙塵暴是在從地球表面到高空的巨大立體空間中處於乾旱狀態下生成的。因此,首先必須打破傳統的“平面橫向”思維模式,從立體空間的大系統出發,形成依靠人工增雨雪,從高空到地表再到地下,以水治塵的“立體縱向”思維模式。從而産生“縱橫交錯”的最佳治理模式,即把“縱向立體”的人工增雨雪與“橫向平面”的植樹種草相結合(見圖3)。

中國北方的森林、牧場、農田等在條件具備的情況下,都應建立人工增雨雪作業點。與此同時,中國仍需加強防風林、防沙林建設,擴大森林面積。人工增雨還可以和飛播造林同時進行。它具有森林防火作用,是林業發展的“保護神”與“增長劑”。於是,我專門給中國林業部防沙治沙辦公室寫了一封信,建議通過在中國北方地區實施人工增雨的方法防治冬春的沙塵暴和荒漠化,並指出這可以起到立竿見影的效果。遺憾的是,人工增雨並不是林業部主管的業務,我的建議似乎也沒有得到及時的採納。

此後,北京政府為申辦2008年奧運會,在改善空氣品質方面有做出極大的努力。包括搬遷一些工廠,對汽車排氣系統的改善等。但是,最令人擔心的還是每年冬春季節照樣頻繁出現沙塵暴或局部揚塵天氣。為真正有效地解決這個問題,筆者在從事國際問題教學和研究之餘,把人工增雨雪防治沙塵暴作為長期關注的課題進行研究。我利用居住在高層樓房居室的有利觀測條件,通過對風向、雲層、空氣品質記日記的大量觀察法,繼續論證人工增雨的必要性、有效性與可行性。

二、溫家寶總理從善如流帶來希望

由於持續乾旱和強風,2006年4月16日一場十分嚴重的沙塵暴(化學塵暴)襲擊北京。人們驚呼:“北京下土啦!”也許是由於還有兩年奧運會就要在北京舉行的緣故,有人在網路上寫到:“如果誰能治理沙塵暴給多少錢都可以。”作為一個北京市民我再也坐不住了,於是直接給溫家寶總理寄出了我的研究報告和建議,並在中國中央黨校的《學習時報》上發表了自己的看法。

真沒想到,沒過多久溫總理就我呈送的報告批了字,要求有關政府部門進行研究。2006年6月12日,溫家寶總理還在中南海國務院會議室親自主持召開了沙塵暴防治工作專家座談會。筆者很榮幸地應邀出席會議並做了發言。溫總理在會議結束前講話指出,對荒漠化和沙塵暴要進行綜合治理,關鍵是思路要正確,路子要走對。儘管利用人工增雨防治沙塵暴在當時還沒有得到廣泛的認可,但那次會議使我感到深受鼓舞,更加堅定了自己的信心。會上我認識了一些相關方面的專家,其中有的專家非常明確地肯定了我的想法。會後,我一面繼續加強論證研究,一面向有關專家請教,並與北京市人工影響天氣辦公室副主任張薔等專業人員取得聯繫,直接開展交流與合作。

其實,中國從20世紀60年代就開始進行人工增雨作業。在國家氣象局和各地政府主管部門領導下,建立起省市一級的“人工影響天氣辦公室”,形成了全國性的作業系統。2005年,國務院辦公廳還發出過《關於加強人工影響天氣工作的通知》。然而問題在於,過去人工增雨的主要目的是為抗旱減災和水庫增容,每年的作業時間為5月到9月,而其他時間則保養設備,停止人工增雨作業。通過長期觀察,我發現北京地區沙塵暴的起因主要是中國北方地區冬春長期乾旱造成的。冬春長達半年根本不進行人工增雨作業無疑是一大損失。因此,我建議,全國人工影響天氣部門把防治沙塵暴、揚塵天氣和荒漠化也作為的本職工作和任務,在中國北方地區實行科學的人工增雨,制定全年人工增雨作業規劃,尤其要加強中國北方地區每年10月至第二年5月的人工增雨、增雪作業。這些建議已被有關部門採納,從2007年末起冬春開始實施人工增雨雪作業,國家氣象局新成立了人工影響天氣中心,負責這方面的工作。

我年輕時曾在黑龍江省生活工作過6年,深知只要冬天那裏下一場大雪,一直到第二年4月都不會融化,完全可以起到冬季防治沙塵暴的作用。北京附近的內蒙、華北、華中地區冬春之交的小雨雪,對凈化空氣更是至關重要。2007年2月末在中國的元宵節期間,我把自己觀察到當年最佳的增雨防塵的天氣狀況預測打電話告訴了他們。不久,他們就成功地進行了一場大範圍的人工增雨,有效地防治了當年沙塵暴和揚塵天氣的出現。同年11月,我們又共同召開了如何確保北京奧運期間空氣品質的專題研討會。會上,筆者詳細介紹了在中國北方地區科學實施人工增雨的作業方案。

筆者指出,由於每年中國內陸的風向會從冬春的西北風變為春夏的東南風和西南風,要防止冬春中國華北、華中地區發生沙塵暴或揚塵天,就須做好新疆、內蒙、甘肅、寧夏和東北地區的人工增雨雪。要防止春夏北京地區發生揚塵和陰霾,就要在冬春加強在寧夏、陜西、山西、河南、河北、山東一帶的人工增雨雪。要確保2008年北京奧運會期間的空氣品質,就要在春夏重點加強北京以南臨近地區的人工增雨作業。令人高興的是這些建議得到了有關部門採納。

三、實踐證明人工增雨雪功效顯著

人工增雨雪需要一定的天氣條件,因為人類是不能憑空造雨的。只有在空中出現積雨雲等有利條件下,利用飛機、火箭或高射炮等發射裝置,把碘化銀等催化劑釋放到空中,才能起到增加降雨、降雪量的作用。在陰天無雨的情況下,人工增雨作業還可促其下雨,從而使天空中可能漂走的水資源得到利用。據有關專家介紹,碘化銀在空中受熱後就會在空氣中形成大量極小的碘化銀粒子,其直徑只有頭髮絲的千分之一。1克碘化銀可形成幾十萬億個微粒。這些微粒會隨氣流運動進入雲層就會在冷雲中産生無數的冰晶。增雨作業使用的火箭彈,每枚含碘化銀10.5克,發射到雲端播撒後,可以在五六平方公里範圍內,有時可以催降幾十萬噸的雨水。

據有關專家稱,碘化銀毒性很低,在人工增雨過程中用量極小,效果極大,不會産生污染問題。迄今在中國尚無證據表明人工增雨會對環境造成危害。以北京為例,從20世紀60年代起,北京地區的主要水庫一直通過夏季人工增雨增加水庫蓄水容量,至今沒有發現污染,人們的飲用水都是安全的。另外,人工增雨的彈片在高空爆炸後通常只有兩三克重的碎屑降落地面,最大的碎屑也不足30克,所以不會對人體造成傷害。

2007年以來,中國北方地區切實加強了人工增雨雪,成功地抑制了近年來猖獗的沙塵暴與揚塵天氣的出現,北京的藍天增多了,在冬季、春季、夏季也都能感受到秋天般的藍天啦!據北京市環保監測中心統計分析,2008年被評為一級空氣品質的天氣達到56天,比上年增加了24天。在256個達標天數中,可吸入顆粒物濃度平均每天下降了16%。實踐證明,在北京周邊地區實施人工增雨作業,不僅確保了2008年北京奧運會主會場開幕式和閉幕式沒有遭到雨淋,而且使整個奧運會、殘奧會期間北京的空氣品質明顯改善。這受到國際社會一致好評。在2009年3月,在國際奧會和聯合國第八屆世界體育與環境大會上,北京獲得了國際奧會首次頒發的體育與環境獎。一些人擔心奧運會後北京空氣品質會退步。然而,由於北京市加強了人工增雨雪作業,2009年上半年北京空氣品質比上年又有改善,創2000年以來最好水準。

從成本角度看,人工增雨需也是切實可行的。一顆增雨火箭彈約3000多元人民幣。據有關專家比較保守的估算,人工增雨效益相當於所需成本的20倍以上。其實,除了防治沙塵暴以外,人工增雨的其他社會效益也是難以估量的。例如,2008年至2009年冬春,包括北京在內的中國華北、華中地區持續100多天干旱,沒下一場雪。罕見的旱情不僅會造成嚴重的揚塵天氣,還有導致中國北方地區夏糧絕産的危險。中國政府高度重視農業、農村和農民問題,2009年初又為此發出了中共中央1號文件。在世界經濟受到美國金融危機影響步入衰退,中國出口萎縮,就業形勢嚴峻。在這種情況,回鄉的農民工如果遇到大旱絕産該如何生活呢?於是,筆者立即在“新華網”等網站連續發出緊急呼籲:今年中央1號文件能否落實的關鍵是抗大旱,抗旱的關鍵是立即實施人工增雨。這些建議又得到有關決策部門的採納,2月份在中國北方地區普遍實施了大面積有效的人工增雨,使嚴重的旱情頓時得到緩解。飛機增雨效果尤其顯著。正是這場“救命雨”,確保了今年中國北方地區連續6年獲得夏季糧食豐收。農業穩定、農民增收,有利於中國擴大內需,維護社會政治穩定,促進中國股市穩步上行。由此可見,人工增雨所産生的這些直接和間接的社會經濟效益,是很難用金錢來衡量的。

近年來的實踐證明,人工增雨雪至少有六大功效:第一,可以增加北方乾旱、半乾旱地區的地下水和土地墑情,從根本上確保農作物和林草的生長。第二,可以保持北方河流、湖泊、濕地的良好自然生態,防止土地沙化、鹽鹼化,而地表水面和濕地面積的擴大又可使蒸發到空中的水分增加,從而較易形成新的積雨雲等人工增雨條件。第三,可以降低地表幹土層的厚度,減少強風低層垂直對流所捲起的沙塵總量,從而有效降低沙塵暴的強度。第四,可以增加空氣中的水分子,起到從高空到地表全面攔截沙塵的功能,從而縮小沙塵暴危害的範圍,立竿見影地收到防治沙塵危害的效果。第五,可以有效防止森林火災和增加植被,為緩解氣候變暖做出直接的重要貢獻。第六,而只有風調雨順,農牧業才能有較大發展,農民才能增收。而只有農民以農為主,大力發展綠色農業,才從根本上減少農村污染企業排放對中國內陸水系和土地的污染,確保中國的食品安全。

有鋻於此,筆者進一步提出,中國政府可根據科學發展觀制定一項21世紀人工增雨雪戰略,確保中國的可持續發展。其要點是,針對中國長江、黃河、瀾滄江等三江源頭已有枯水之虞。中國在三江源頭實施全年人工增雨雪,冬春人工增雪尤其重要。此外,還可在大小興安嶺、天山、崑崙山等三山地帶以冬春為重點實施人工增雨雪作業。這有利於森林防火和擴大再生林。從理論上講,中國北方內陸地區科學的人工增雨有利於減少同期南方的降雨量及水災的形成,長期堅持下去有利於改變中國南澇北旱的生態格局。去年,筆者收到中國國家氣象局鄭國光局長的來信,證明上述部分建議也已得到採納並開始付諸實施。

四、未來的理想:通過人工增雨雪緩解氣候變暖

迄今,國際社會的主流看法一直是試圖通過減少二氧化碳排放量來減緩或解決氣候變暖,但依靠這種做法到2050年以後全球氣候降低0.5℃的目標能否實現,如何驗證等,並沒有可靠的答案。怎樣才能實現經濟發展與防治氣候變暖兩立的課題引起的爭論還在持續。人類社會為解決氣候變暖難題而付出的成本和代價是否有效,是否值得,也受到一些人的質疑。

筆者並不反對節能減排,建立低碳社會的努力,同時認為,在解決氣候變暖問題上可採取多種方法。人工增雨雪就有最有效並且可以驗證的手段之一。夏季人工增雨可以起到直接降低地表溫度的作用,使城市降溫5~10℃,避免出現城市“熱島”現象。夏季雨後氣溫的下降還可節省大量空調用電,節約能源。因此,在不會造成澇災的前提下,中國大城市夏天只要有條件每天都進行人工增雨作業。冬季在中國新疆、內蒙、東北等地進行有效的人工增雪,可以使4月份之前東北地區的大地被白雪覆蓋,冷空氣伴隨北風南下便可防止“暖冬”出現。據美國氣候數據中心指出,2008年是有紀錄以來全球氣溫第8高的年份,較20世紀平均氣溫的攝氏13.9℃高出0.49℃。而中國自冬季開始實施人工增雪後,2008年1月全國平均氣溫為-6.6℃,較常年同期偏低0.7℃,為1986年以來最低值。2009年6月下旬,北京等地持續高溫,一度達到近零上40℃。筆者再次提醒有關部門,在中國北方地區人工增雨可為降溫節能做出貢獻。7月5日北京一場較大雷陣雨過後,最高氣溫降至30℃。據報道,莫斯科當天也下大雨,出現罕見的冷夏。不僅如此,人工增雨雪還有利於再生林的生長和森林防火,從而可以實現二氧化碳的間接減排。

中國面臨的課題是,在完善相關機制的基礎上繼續提高人工增雨雪的技術水準與實效。中國北方土壤偏鹼性,不易形成酸雨;南方土壤偏酸性,加之工業污染會促進酸雨生成。因此,需加大這方面的治理力度,減少二氧化硫的排放。另外,中國容易出現北旱南澇,雨季人工增雨應考慮時機、地點、風向等選擇,注意趨利避害。再有,中國城鄉的雨水排水系統還很不完善,造成雨過天晴後路面的揚塵不能隨著雨水被沖走而是繼續污染空氣。在排水系統的整體設計和建設方面,中國應該向日本學習。

無論是沙塵暴還是氣候變暖問題都是跨國問題,只靠中國自身努力是不夠的。如果蒙古、哈薩克若發生嚴重乾旱,外來的沙塵暴也會危害到中國。近年來,美國的加利福尼亞地區和澳大利亞南部的山林大火都與持續的嚴重乾旱直接有關。因而在這方面達成國際共識,加強國際合作,已刻不容緩。今後,如果能把人工增雨緩解氣候變暖的指標體系納入國際減排指標,有利於從國際規則上推動這項事業的國發展。這對非洲等發展中國家來説顯得尤其重要,是件一舉多得的好事。

作為未來的理想,筆者希望中國能在技術條件比較成熟的情況下,把人工增雨雪防治沙塵暴、緩解全球氣候變暖的做法推廣到全球。聯合國可以成立“人工增雨雪聯盟”,重點在非洲、西亞(伊拉克)、中亞、蒙古、俄羅斯、加拿大、澳大利亞、冰島等地實施人工增雨雪作業。然後,有關各國可以在北極和南極展開持久的人工增雪國際合作,以此緩解全球氣候變暖,並把它作為人類科學利用北極和南極的首要任務。總之,人工增雨雪有可能從根本上解決人類面臨的經濟社會發展與氣候變暖之間的矛盾及困境,為可持續發展探索出一條新路。為鼓勵更多的國家積極參與這一行動,筆者建議今後對那些借助人工增雨雪有效緩解了氣候變暖的國家,可就該國溫室氣體減排指標做部分或全部扣除。筆者相信,中國應當而且有可能在這方面為人類做出較大貢獻。

 

文:劉江永  來源:《人民中國》(2009年第九期)

文章來源: 中國網 責任編輯: 雨悅
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