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号称“空中南水北调”的“天河工程”被质疑并不冤
发表时间:2018-11-24 15:52:0202:39   来源:本站    点击:3469513

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通过调节水汽输送来改变降雨分布,中国“首骗”牟其中和《不见不散》中的葛优都有过类似的设想,其由来还可以追溯得更早。但“天河工程”实现了快速推进,其主要做法就是进行“人工增雨”。

气象专家们对“天河工程”发难,是认为这个构想现有技术根本无法实现。更重要的是,“天河工程”明明是气象领域的问题,却没有气象专家参与项目。

近年来,我国出现或设想的富有“雄心壮志”的科研项目、工程项目越来越多,但好些都经不起质疑。在这个时代,“大胆想象,小心求证”依然是科研的重要准则。

 昨日晚间,“科学网”微信公号发了一篇报道,题为《气象学家实名批“天河工程”不顾质疑仓促上马》,文中,多位气象领域的专家对号称“空中南水北调”的“天河工程”提出了强烈的质疑。某位专家甚至言辞激烈地表示“这是一个既没有科学基础也没有技术可行性的荒诞幻想项目,居然得到立项支持,是不可思议的。人民的血汗要珍惜!”这样一场科研领域的PK大戏,吃瓜群众自然不肯错过。究竟该如何看待这个看起来很“科幻”的“天河工程”呢?







通过调节水汽输送来改变降雨分布,其设想由来已久,但只有“天河工程”实现了快速推进



曾被称为中国“首骗”的南德公司总裁牟其中,1997年曾提过一个疯狂的想法。当年,他向中央献策,要将喜马拉雅山脉炸开50公里的口子,让印度洋暖湿气流北上湿润中国干燥的大西北,根本改变气候。在电影《不见不散》中,葛优绘声绘色地描述了这个想法,并畅想“那我们美丽的青藏高原从此摘掉了落后的帽子不算,还得变出多少个鱼米之乡?”







其实,这个想法并不只存在于狂人口中和电影之中。有介绍称,老一辈经济学家乔培新、罗元峥和原青海省省长黄静波等人,早在1984年全国人代会上就联名提出《黄河源增水调水调研方案》的议案,主导思想是设法“把喜马拉雅山南麓的水汽引导到新疆等西部干旱地区”,从而改变西北干旱风沙的生态环境。1996年,我国著名科学家钱伟长在全国政协会议期间又提出了改变西北缺水干旱的宏伟设想,把青藏高原部分山体迎风面用爆破方式改造成缓坡,从而减小山体对气流的阻挡作用。钱伟长将设想的这条宽约700公里的巨大暖湿气流通道,称之为“暖湿气流高速公路”,这个方案也被其称为“改天换地计划”。



被称为“空中南水北调”的“天河工程”,可以说是上述想法最新版本。该项目的领导者,青海大学校长、中科院院士王光谦在2014年提出“天河”猜想:大气水汽通量场中存在着通量相对较高的水汽输送网络结构,形成全球及区域水汽输送的主干通道,称为“天河”。基于对“天河”的认识,提出了“天河工程”,就是通过空中搬运水汽到干旱地区降雨,供给缺水地区以水,满足人们的生活和生产需求。在该工程的构想中,课题组认为可在中国三江源的黄河流域和长江流域的分水岭实行空中调水,改变云水资源在两个流域间的转化,以增加黄河流域的降水量。







与以往停留在空想阶段的“爆破山体”方案不同的是。“天河工程”很快进入了作业实验乃至具体操作的阶段,因为该工程需要做的事情实际上并不特别复杂,就是“人工增雨”。王光谦研究团队认为,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”。简单地说,就是利用黄河上源偏西南的这一地理特性,选择恰当的位置搞人工降雨,把东南用不完的水汽提前转移到黄河流域。(《科技生活》周刊《空中调水,创新构想还是当代神话?》)



最近几年,“天河工程”一直在快速推进。就在本月,中国航天科技集团八院表示,我国目前已正式启动“天河工程”卫星和火箭工程研制,“天河工程”的卫星模型也已经在第十二届珠海航展上首次公开亮相。







而就在这个当口,气象学家对“天河工程”发难了。





质疑的关键:明明是气象领域的问题,却没有气象专家参与项目



为何是气象学家们提出对“天河工程”的质疑呢?在科学网的质疑报道中,理由展示的已经相当清楚。说到底,所谓“空中南水北调”,主要关乎的是大气层面,“人工增雨”也是气象领域的技术。然而,“天河工程”的主要领导者王光谦是来自清华的水利专家,2016年“天河工程”的科学基础论文《天空河流: 发现、概念及其科学问题》,作者清一色来自清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,都是王光谦团队的,一个气象学家都没有参与。







而“天河工程”提出后,大气科学家一直在质疑“天河工程”的可行性。国内的气象专家认为,如果跨区域的水汽搬运没办法解决,“天河工程”就无法实施,而专家认为这样的工程在现在的科技水平上根本就做不到。如北京市气象局研究员吴正华在2016年就表示,“现在的确有人工增雨、人工降雨式的人工影响天气作业,但是都有能够形成降雨的前置条件,就是空中必须要有云,要有大量富含水汽的云,并且一般也只有10%-20%的增量,如果天上没有云和水汽,撒播再多的催化剂也变不出雨水。”



吴正华还称,“人工降雨、人工增雨作业效果一般不可能影响到太远的地方去。”“只能小范围内予以实施,比如在5平方公里、10平方公里的范围进行操作。”“而三江源地区这样跨度达到上万平方公里以上的区域的空中调水构想,更是难上加难。”



当时,“天河”团队表示,未来更多的气候专家将会参与进来。但是到现在为止,参与“天河”团队的气象相关机构只有青海省气象局。



一个气象领域的重大工程,缺乏气象学家的参与,确实让人感到奇怪。在科学网的质疑报道中,一位在人工影响天气领域工作多年的资深院士匿名表示,“在气象学界集体缺席前期论证的情况下,决策部门不顾气象学家的诸多质疑,执意迅速推动’天河工程’。重大工程上马应征询各学科科学家的意见。”有网友则表示,气象学界的集体缺席让人“隐约看见了行业利益的影子”。



网上也有一些声音为“天河工程”辩护,比如说认为该工程被误解,认为该工程所用到的微卫星的一大优势是制造和发射的成本都比较低,认为该工程即便不能实现“截断巫山风雨”的构想,也能给有关的科学研究带来高时空分辨率的珍贵数据。



但是,科学网本次的质疑报道,连带上述辩护也一并反驳了。比如美国国家海洋和大气管理局(NOAA)研究员杜钧认为,6颗卫星、大量源源不断的火箭和导弹以及诸多地面设备将耗资巨大,如果仅用于人工增雨,无异于“杯水车薪”。国防科技大学气象海洋学院教授陆汉城则认为,人工影响天气技术发展100多年来,仍然是一项不成熟的技术。如果仅为监测大气中的水汽含量,目前已有足够的天基、地基、海基系统,因而“天河工程”的建设也是重复、多余的。





无视质疑的背景是,“天河工程”已经出“成果”了



目前尚不清楚,为何“天河工程”要在撇开气象学家的情况下执意推进。但我们知道的是,“天河工程”团队很自信项目能够出成果。“天河工程”考察团在海西蒙古族藏族自治州考察后曾经表示,“柴达木有望实现‘空中调水’,解决柴达木地区干旱少雨的情况,为中国‘聚宝盆’绿色生态发展提速。”



这个说法的依据来自青海省对该项目的规划。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。



科学家冯大诚看到报道后在自己博客上对此进行了质疑,“25亿、2亿和1.2亿立方米,好像是一个很大的数目,350个西湖的蓄水量,也似乎让人感觉是很多的水。但是,仔细一想,这些数目在青海这样的大地上,简直就是微不足道。”“每年在柴达木盆地增加1.2亿立方米降水,以1.2×108m3除以26.5×104×106m2,等于0.00045m,也就是0.45mm,等于每年增加0.45毫米的降水量……翻一番,柴达木盆地至多能够增加每年1毫米的降水。如今那里的降水量是每年不足100毫米,怎么增加了1毫米就有望‘解决柴达木地区干旱少雨的情况’了呢?”


让人疑惑的“成果”不止于这些。前面提到,“天河工程”在“十三五”期间就能年年做贡献了,但“十三五”从2016年就开始了,“天河工程”明明还处在实验阶段,就能每年带来350个西湖的蓄水量了?你想象不到的是,在“天河工程”出现之前,就已经有“成果”了。来自青海省人工影响天气办公室的信息显示,2013年他们在总面积达到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。



三江源地区被称为“中国水塔”
问题在于,增加的300个西湖水体容量真的是人工影响天气的结果吗?前面提到的气象专家吴正华认为,这个根本就没有办法估量,因为人工降雨是效果很不好评价的一个东西,“尽管三江源搞人工降雨有不少年了,但是这个效果,比如西北地区降水增加、湖泊面积扩大等,究竟是人工降雨搞出来的,还是西边气候变暖湿搞出来的,这是个说不清的问题。”



王光谦院士团队的清华大学水利水电工程系副研究员钟德钰,在接受采访时也承认,厘清这个问题当前还是一个世界级的难题,还没有任何一个国家能够做到。



然而,不管有哪些质疑,这些“成果”已经让“天河工程”在青海备受重视,数以千万计的经费源源不断地投入进来了。





富有“雄心壮志”的项目要经得起公开质疑,必须“大胆想象,小心求证”



毫无疑问,气象学家们这次对“天河工程”的公开发难,是有很重要的价值的。



近年来,我国出现或设想的富有“雄心壮志”的科研项目、工程项目越来越多。比如巨型对撞机,比如时速4000公里的高速飞行列车。但很多项目实际上经不起质疑,比如动不了的大铁架子“巴铁一号”,比如拿了大奖之后没了音讯的“透明计算”,又比如韩春雨发明的基因编辑技术——被权威杂志刊登成果后,河北科大投资2.24亿建设基因编辑研究中心——结果被质疑后撤稿了。



按理说,像“天河工程”这样被整个气象学科的专家强烈质疑的项目,不应该强行上马。但结果依然上马了,这表明一些重大科研项目的决策程序可能是存在问题的,国家脸面工程、迎合领导意志、科研团队索要经费、部分科学家想要验证个人的想法,这些因素都可能导致本应发挥作用的论证机制失灵。



而现在,气象科学家们选择公开质疑,把学术矛盾暴露给公众,这可以说是最后一道阀门。这道阀门是非常重要的,毕竟,科研经费很大一部分来自于国家,来自于民众。虽然科研方面的具体事务一般人没有办法看懂,但科学家是可以想办法转化为民众理解得了的语言把问题说清楚的。这方面,杨振宁撰写的《中国今天不宜建造超大对撞机》堪为表率。比如他说,“但是找超对称粒子已经有很多年了,完全落空。今天希望用超大对撞机来找到超对称粒子,只是一部份高能物理学家的一个猜想。多数物理学家,包括我在内,认为超对称粒子的存在只是一个猜想,没有任何实验根据,希望用极大对撞机发现此猜想中的粒子更只是猜想加猜想。”这个说法如果无法驳倒的话,对于民众来说,是个很好的不支持建超大对撞机的理由。

对于“天河工程”团队来说,现在要做的,就是公开回应质疑。如果不回应,恐怕不会有多少人继续支持这个项目。

这并不是有意要打击那些富有雄心的科研团队。但是,再怎么有雄心,也一样是要“大胆想象,小心求证”。这方面,“钢铁侠”马斯克堪为表率。2013年马斯克提出“Hyperloop”超回路列车)设想时,也一样被认为是太过异想天开,认为是“科幻工程”。但是,马斯克发布设想的时候,并不是空话,而是附带了一份57页的技术文档,是来自特斯拉、SpaceX的十多个专家共同帮助马斯克完成的,设想的每一部分都经过了检验。要是不服他的设想,完全可以根据文档来进行质疑。结果,这个设想可以说是经得起检验,Hyperloop已经在全球各地稳步推进了

Hyperloop设想发布时,有一份57页的文档对各方面进行了详细介绍

如果科研团队做不到这个程度,那还是反复去做实验室验证或计算机建模推演吧。当今中国,需要的是经得起质疑的科研和工程项目。
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