主题：天河工程”备受质疑，当事方不能三缄其口

天河工程”备受质疑，当事方不能三缄其口
2018年11月26日 01:05:42
来源：新京报评论

原标题：“天河工程”备受质疑，当事方不能三缄其口丨新京报快评

文| 国华

气象学家实名批“天河工程”，引发的公共讨论依然在持续发展中。日前，澎湃新闻记者联系了“天河工程”当事方清华大学、青海大学、青海省科学技术厅，三家单位均三缄其口。

清华大学负责“天河工程”课题的水沙科学与水利水电工程国家重点实验室表示：科学辩来辩去，实验室对此应该没有回应。青海省科学技术厅称：青海大学是项目责任单位，需与青海大学联系。青海大学科技处则说，科技处是“无关人员，不知情”，需联系三江源国家重点实验室。没能通过公开渠道找到三江源国家重点实验室联系方式的记者再次联系青海大学，办公室工作人员则称没有该实验室的联系方式。

此前，“天河工程”可谓“香饽饽”，相关科研单位四处出击，为拿下项目极力争取，政府部门也高调宣传，花钱力挺毫不手软。但被舆论质疑后，各当事方态度发生了一百八十度大转弯，个个避之唯恐不及，要么“不作回应”，要么以“不知情”为由推给其他单位。

纵观几家当事方的表现，让人感到遗憾。科学研究不是什么商业秘密，任何攸关公众利益的科学研究，应当向公众公开相关过程，接受社会的检验。“科学辩来辩去的”，这其实很正常，所谓真理越辩越明，面对质疑不敢正视，不敢回应，这显然与科学精神相悖。

而“天河工程”有两点特殊之处，更需要当事方必须给社会一个交代。

一来，“天河工程”投入的全是纳税人的血汗钱。一个青海省每年提供的专项经费，就不少于600万元的，再算上其他的，起码已花了几千万元，至于后面的星箭研究和发射，以及大量增雨火箭弹等开支，花费更是无底洞。这些钱花得合不合理，投入和产出是否匹配，显然要给公众详细的解释。

二来，用人工方法干扰环境会带来什么后果，令人担心。此前人工增雨主要是局部的，偶然的，对于环境影响较小。但“天河工程”采取的，却是大范围、高频率地对大气环境进行干扰，如果不对可能造成环境影响充分评估，会不会导致后遗症？打消外界的这一的忧虑，应当用事实，用数据说话。


“天河工程”所代表的科学开拓与探索精神，当然是可贵的。但良好的愿望未必会带来预期的结果。改造大自然，造福人类，这是许多科学家的梦想，但这样做的前提，是正视科学常识和自然规律，是听得进不同意见，尊重专业的声音。否则，一意孤行之下的“人定胜天”，就是拿生态环境，是拿整个社会在冒险。

数据显示，中国目前整体科研投入，已经和美国相当，但是科研的产出，却不如人意。之所以如此，科研浪费是不容易回避的因素。而科研浪费，最大的浪费是决策性浪费。缺乏慎重决策，把宝贵的科研资金，投到本不应该投入的领域，让一些利益团体以创新为幌子，轻易套取国家科研经费。

打破“科研黑箱”，最好的办法就是透明。让决策过程阳光化，让每一分科研资金都花得明明白白。所以，舆论汹涌之下，“天河工程”相关当事方不能再三缄其口，有义务向公众及其他科学家予以说明，全面公开相关论证和数据，如果对于这个工程有十足的信心，又何惧直面外界的质疑？

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作者：匿名用户
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这个系列项目饱受诟病（确实前期准备有很多做的不对的地方），但问题总有两面，我还想结合目前了解到的信息，谈谈一些“合理性”，简述如下：科学网报道的信息时滞、不太公允。现在凡事都得留个心眼，尤其新闻报道，对不对、是否专业、是否是最新进展？最近这件事得到关注，因为科学网上的这篇气象学家实名批“天河工程”不顾质疑仓促上马​mp.weixin.qq.com，朋友圈内的气象方向的师生口诛笔伐。然而，科学网上的报道内容是公开获取的，但也是严重时滞的，其实最新研究对象已经调整。而气象界院士们批判的对象其实是一两年前的方案；如果工作没更新，那么院士们的批判是对的。虽说目前他们组的工作不公开（科学网难以获取），但科学网在这件事上的报道，还是有偏差的。另外，报道称，前期论证时“气象界专家‘集体’缺席”，但现在却又一阵声讨。如果描述属实，那么这是有问题的，不纯洁。2. 目前的研究方案，以基础机理研究为主，小型工程性试验也在进行。那么具体在做什么，有哪些改进呢？昨天做了个梦，梦到近一年来的调整：1）“天河工程”中的“工程”去掉，实操上做成水汽输送监测，利于认识科学规律。侧面说明，意识到原来的想法不合理，没有“搬运水汽”。 2）工程性试验还是在做，但仅限“云水资源利用”。对于三江源地区的云（近地面海拔高，因而云离地仅有几百米），通过在流域分水岭（水文概念），布设声波设备（？），使得云滴增长，降水落于流域内（水文概念），达到“水汽截留”的目的。 针对特定地区（三江源，小范围）的特定条件（云低），工程上做这件事，是可行的。而且试验也做了好几次，只是没有公开报道，我估计是怕引起争议。3）卫星与雷达监测。据说专门准备做卫星，针对三江源地区进行云水相关监测。气象没做，水利来针对三江源做，也没有不可以。4）三江源相关的地球科学机理方面，大气所目前已有至少两位老师参与。3. "机制"与"工程运用"。拜访清华该组的当晚，跟大气所的汪神和他女友一起吃饭。一向“学术上‘傲（清）娇（高）’”的汪神，一顿声讨；他女友却问了“如果前期各种论证持续数年，实操阶段却发现不可行怎么办”或者“论文数年不可行，可实操却可行怎么办”？这个疑问很有意思，也是气象和水利（水利专业包括水文水资源、港口航道、水利水电；广义上还包括农业水利、城市水务。这里的水利，比如水文）的思维区别，气象偏向机制，有时最后成“学究”；水利（比如水文），可能有各种假设，纯理论可能有缺陷，但工程试验做得好，能解决生产实际问题。当然，气象的同学会说，我们可以模式模拟啊，可是这跟实际状态的工程试验仍有区别。4. 部分研究工作，可能确有创新。比如用分布式水文模型汇流思想，研究网格间的水汽输送，这对我水文气候学是创新。毕竟清华，毕竟学科交叉。5.多学科参与（他们招博士后，还有博士）或建议。过多批判也没有解决问题，如果这个项目最终还是上马，不妨多给些建设性意见，帮助他们改进，希望他们做好。目前他们的工作，已经有WRF中尺度模拟参与，除了原有的水文、生态等学科，我想包括但不限如下方向也可积极献策或参与：卫星与雷达气象学、中小尺度模式模拟、青藏高原动力气象学（着重北坡）、云物理与降水、声学物理、大气波动理论等等。如有兴趣，可以直接跟他们课题组 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室、三江源协同创新中心 联系。百度了下，竟然有招聘信息（清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室、三江源协同创新中心招聘 - 博后之家 - 小木虫 - 学术 科研 互动社区）其他： 时间点是2018-11-23，结合我的专业背景（水利（水文水资源）+气象（气候动力学方向）），以及找参与的同学当面了解到的信息，忍不住谈了以上内容，着重分析了“当前工作的合理性”，凡事辩证看。因为胆小+没有得到授权，所以匿了。算是我说了梦话吧，也希望能帮助消除误解。开头不好，但不断总结、修正，也许能做件好事实事呢？（跟清华该组同学交流，工作比较踏实，但仍需要多学科参与。）发布于 2018-11-23

作者：呐呐酷SN
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对话国防科技大学气象海洋学院教授陆汉城新京报：你认为天河工程是不可行的？陆汉城：这是一个非常荒唐的项目，第一没有科学基础，第二技术上不可实施，不知道为什么会被立项。首先，科学基础经不起推敲。天河工程来源于王光谦院士的“天河理论”，所谓“天河理论”，气象学家几十年前已经发现了，有气象学家将大气环流中的水汽分布带称为“atmospheric river”，就是“大气的河”。 王光谦院士把这个变成了自己的“天河理论”，实际上没有区别。“大气的河”理论是大家都知道的理论。大气中的水汽分布，永远与大气运动紧密联系，这与地表水有本质区别，地表水是有边界的，而大气中的水汽分布是三维空间弥漫式分布，而且随时间变化，垂直、水平方向上分布都不均与，有可能形成水汽集中的地方，就是所谓的“大气的河”，这是全球气象工作者都非常清楚的。项目组给出过一张图，表现全球大气中水汽分布的集中带，这个气象专业本科生就做得出来，很小儿科。项目组只是把大气科学中的常识变成了理论基础。最重要的是，形成降水的机理比较复杂，既与大气运动有关，也与大气中的物理过程、动力学过程等都有关系。降水的物理机理，是全球气象工作者攻关几百年的科学目标。我们知道，降水必须要有云，但有云不一定就能降水。怎么把水汽变成云，云变成降水，这是自然规律的现象，不可能就像地面的南水北调一样机械调动。新京报：天河工程计划人工影响天气，有可行性吗？陆汉城：全球气象界都认为，人工影响天气技术是不成熟的技术，只能在局部地区进行少量试验，大规模造福于人类是不现实的。因为我们干预了大气环流，就是干预了地球系统，人类能力还达不到，技术上不可行的。新京报：天河工程即将组建气象观测卫星网。陆汉城：目前全球的气象观测网，包括卫星观测、海基观测、地面观测等，已经可以对全球大气所有变量，包括温度、气压、水汽分布等指标进行深入观测研究，再建新的观测系统系统似乎没有必要。现在高分辨率的观测工具是非常先进的，稍微接触气象领域人士就知道。新京报：你是怎么了解到这个项目的？陆汉城：我最早是通过媒体报道了解的，后来上网搜了这件事的来龙去脉。但这个项目本身是属于大气科学、地球科学，却绕开了大气专家。项目是河道专家组织的，如果是河道工程，我也不懂，但我在气象领域工作了50多年，后来发现问题太严重了，可以明确说，他们敢跟我面对面答辩吗？新京报：气象专家普遍都认为这个项目不可行吗？陆汉城：我与全国气象工作者都有交流，至少跟几十个专家交流过这个工程，没有一个人认为我是不对的。不能不根据国计民生迫切需要而好高骛远，浪费人民的财产。

气象学家实名批“天河工程”不顾质疑仓促上马
原创： 甘晓 科学网 5天前
最近，“天河工程”启动星箭研制的消息引起气象学家们的注意。







我们陆续收到了多位气象学家的意见——



我国大气动力学和气候动力学家、中科院院士吴国雄：

科学争论是正常的。当一个理论还不成熟的时候，科学家有责任去完善理论以更地为决策服务。作为一项工程计划，“天河工程”应组织多学科的专家充分讨论后再启动工程项目。国家的投入要为纳税人负责，要研究这些钱是不是值得花。



国防科技大学气象海洋学院教授陆汉城：

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！



中科院大气物理所研究员孙继明：

科学上对人工影响天气的云降水物理过程的认识还不完善和全面，还没有人工干预晴空大气形成云和降水的理论和技术。苟利国家生死以，岂因祸福避趋之。科学家有责任向公众和决策部门进行科普，让大家作出正确的判断。



一位在人工影响天气领域工作多年的资深院士：

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。



美国国家海洋和大气管理局（NOAA）研究员杜钧：

为了不浪费宝贵的资源和误导公众，在没有得到气象部门的充分论证之前，希望有关部门三思而行，切不可好高骛远！



到底是怎么回事？我们先看看，“天河工程”都干了啥。



我们综合青海大学、清华大学、青海省气象局等官方网站查询到资料，以及采访中获得的信息，整理一份“天河工程”的时间线，供大家参考：



最早的公开信息可追溯至2015年8月，清华大学、青海大学、青海省气象局联合开展“天河工程”人工增雨科学试验进入作业实验阶段。



布设的五个作业点共开展地面作业15次，其中火箭作业4次，耗用火箭弹8枚；燃烧炉作业11次，耗用碘化银1100克。



新闻还明确指出，“天河工程”是我国南水北调西段工程中的的科学实验项目。项目利用三江源区天然的水汽输送格局，采用人工影响天气技术，把一部分天然落入长江流域的降水截留在或诱导到黄河流域，实现空中调水。




可见，最初的计划是人工影响天气技术。



▲ 青海省气象局报道：

http://www.qhqxj.gov.cn/Article/detail/fid/8/id/23295.html







2015年底，科技部和青海省人民政府批准共同建设了“省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室”。



从经费上看，2016-2017年，青海省科技厅投入1200万，青海大学投入3890万配套建设经费（包括中央财政800万，省级财政3090万），清华大学水沙科学和水利水电工程国家重点实验室作为伙伴实验室每年投入100万。



加上整合青海大学相关学科仪器设备资源，仪器设备平台建设资金已超过一亿人民币。

（http://www.qhkj.gov.cn/content-24-10720-1.html）



“天河工程”是该实验室的重头戏。



2016年5月



“天河工程”团队在《中国科学：技术科学》上发表论文《天空河流: 发现、概念及其科学问题》。



论文称，（大气中）通量强度很高的条带构成的网络结构是水汽汇聚、输送最为集中、强度最大的网络，与地表河流具有类似的分级属性，我们可将这种水汽输送的网络结构上称为“天空河流（River in the Sky）”, 或简称“天河（SkyRiver）”。






有了重点实验室，“天河工程”多了个“天河星”。



2016年9月10日



“天河工程与天河星”论证启动会在青海大学召开。



彼时，青海省委、省政府对“天河工程”高度重视，已经将其列入全省的“十三五”规划，确定为青海省的重点创新项目。



▲ 青海大学新闻网报道：

http://news1.qhu.edu.cn/qdyw/22352.htm







就是这次会议后，大气科学家开始质疑“天河工程”的可行性。



微信公号“科学加”的新闻报道指出：



专家们认为，如果跨区域的水汽搬运没办法解决，“天河工程”就无法实施。现在关键的问题是，中国气象学界有专家认为这样的工程在现在的科技水平上根本就做不到。

（https://mp.weixin.qq.com/s/FnBEfb1CuFCTbqSCv9Mt3Q）



当时，“天河”团队表示，未来更多的气候专家将会参与进来。



然而，两年中并没有大气科学家的参与，只有“天河工程”悄悄快速更新着日程。



2017年4月24日



“青海省天河动力学规律及其利用”项目通过论证。



专家组成员一致认为该项目研究目标明确，技术方案可行，研究内容设置合理，技术难点分析准确，创新点突出，进度安排合理，考核指标具有可操作性，能够达到预期目标。



▲ 三江源协同中心官方网站报道：

http://sjy.qhu.edu.cn/xwdt/xzjl/22327.htm



补充一点，这是2015年立项的青海省科技支撑计划，经费300万。







2017年5月17日



“天河工程云雨监测雷达”通过青海大学及青海省财政厅验收。



再次明确“天河工程”的任务，该项目旨在科学分析大气中存在的水汽分布与输送格局，进而采取人工干预手法，实现不同地域间大气、地表水资源再分配。



云雨监测雷达作为“天河工程”监测平台的一部分，与多源卫星等其他监测手段相结合，为“天河工程”作业前期提供试验方案依据、作业期间全程记录，并为后期效果及影响评估提供数据。



▲ 青海大学本科生招生网报道：

http://zsw.qhu.edu.cn//qdjy/29493.htm







2017年8月18日



天河工程第二次专家组会议在上海举行。

（http://sxzz1.qhu.edu.cn/szyw/szywy/34201.htm）







2017年11月9日



青海大学国家实验室承担的两项国家重点研发计划项目启动。



“天河工程”是其中之一，经费1002万元，清华大学为牵头单位，青海大学为第一参与单位，获资助经费300万元。







关于重点研发计划，有一个插曲。



一位从事大气科学研究的专家告诉我们，实际上，2016年，“天河工程”团队申请了国家重点研发计划“水资源高效开发利用”重点专项，也就是原“973项目”。



他作为评审专家曾参与了这一项目的评审，17位专家投票后，“天河工程”并没有通过。对于人工增雨的技术方案，该团队在此次申请中计划采用飞秒激光技术产生硝酸盐促进大云滴形成以及冰晶的形成。



“但是没有任何室外的实验证明这套方案能够行得通。”这名专家告诉我们。



为何青海大学又宣布“天河工程”作为国家重点研发计划启动呢？



清华大学水沙科学和水利水电工程国家重点实验室对国际合作工作的介绍为我们提供了答案。



原来，在冲击“973”没有成功后，“天河工程”团队转而申请了科技部“科技创新国际化环境”类项目。



科普一下，这是“战略性国际科技创新合作”重点专项下的一类项目。



根据2016年项目申请指南，“科技创新国际化环境”项目的任务目标是“促进中方参与单位在相关国际组织中发挥更大作用，提升我国在科技领域参与全球治理层次和水平”。







▲ 来源：科技部网站

http://www.most.gov.cn/mostinfo/xinxifenlei/fgzc/gfxwj/gfxwj2016/201612/t20161230_130026.htm



在这个国际合作项目的支持下，2018年7月，清华大学成立了“天河工程”研究网络，同时召开研讨会。



来自包括中国、美国、英国，澳大利亚、德国、新西兰、希腊、香港、哈萨克斯坦、俄罗斯、以色列等10个国家和地区的约50名专家学者、企业界代表、清华大学水利系师生代表参会。





图为与会专家合影



▲ 来源：

http://www.civil.tsinghua.edu.cn/essay/9/3052.html



与此同时，2018年3月3日



青海省-清华大学-中国航天科技集团三方为“天河工程”项目签订战略协议。

http://sxzz1.qhu.edu.cn/czyz/xygb/37875.htm







2018年9月4日，“水圈探测及天河工程项目合作研讨会”在深圳召开，“天河工程”团队负责人与深圳市、清华深研院开展合作。会后，团队负责人与贵阳市贵山基金公司商议建设地面站相关问题。

（http://sxzz1.qhu.edu.cn/szyw/szywy/49476.htm）







看到这里，可能有人要问，气象学家为什么认为“天河工程”不靠谱？




如有烧脑余力，请阅读以下文字：



1、“天河”并非新概念，且缺乏科学内涵



“天河工程”的科学基础源自一篇论文。



2016年5月，青海大学校长、中科院院士王光谦带领的团队在《中国科学：技术科学》上发表题为《天空河流: 发现、概念及其科学问题》，正式提出“天空河流（River in the Sky）”及其简称“天河(Sky River)”的概念。



论文中，作者根据欧洲中期天气预报中心的再分析数据及进一步基于“统计力学系综”理论绘制了全球冬季和夏季两幅高通量水汽带的分布图。



研究人员结合他们在水利领域的学术背景，称上述水汽含量较高的条带构成的网络“与地表河流具有相同的功能和类似的分级网络属性”。







通过分析上述两组分布图，研究人员还结合他们在水利领域的学术背景，称上述水汽含量较高的条带构成的网络“与地表河流具有相同的功能和类似的分级网络属性”。



这便是“天河”的由来。



对此，气象学家怎么说？



杜钧：



天河，气象上一般称为”大气河流”（atmospheric river），并不是一个新概念，而是一个大家都熟知的大气现象。这个概念最早由麻省理工学院的科学家在上世纪九十年代初提出来，在天气预报中经常应用。



例如美国西海岸的大暴雨往往同大气河流相联。这个概念本身并没有问题，但它完全是一个自然现象，人是没有能力去制造它或控制它流向什么地方，或不流向什么地方的。



陆汉城：



国际上有些气象学家将大气环流中的水汽分布带称为“atmospheric river”，译为“大气河”，或者“tropospheric river”，也译为“对流河”。这是将大气中的水汽分布带形象化的表达。



论文《天空河流: 发现、概念及其科学问题》充其量是对全球大气科学工作者观测和理论研究及数值试验的系列结果的科普式介绍。同时，文中提出“天河”与“大气河”之间的三个不同点，实际上就是大气科学早就有成果的研究。



孙继明：



论文提出的“天河”概念只是创造了一个新名词，没有物理内涵上的创新。



吴国雄：



作为一种科学理论，“天河”概念的提出无可厚非。一个科学理论提出来最终有成功的、也有失败的，这是科学发展的过程。



2、水汽输送属自然现象，难以人工控制



吴国雄：



水汽输送通道和陆地上的河流完全是两个概念。大气中水汽输送通道不固定，也没有边界。多年来，大气科学理论已经达成的共识是，水汽输送的动力来自全球热力驱动。



我们上世纪末研究提出的青藏高原“感热气泵”观点，解释了水汽在喜马拉雅南坡爬升的现象。水汽之所以会输送爬升上青藏高原，依靠的正是热效应。



青藏高原作为地理上的隆起，形成了对周围大气的“感热气泵”——冬季，青藏高原上空的大气下沉并向高原低空四周排放；夏季，高原低空四周的大气则被高原“抽吸”上升在对流层上部向外排放。



这种周而复始的抽吸-排放作用导致的大气上升-下沉，正像一部巨型“气泵”，影响亚洲大气环流和气候季节变化。



“感热气泵”让我们相信，水汽输送并不是简单的物理空间上的“搬运”，而是一个伴随着诸如温度、地表条件、大气环流等等因素的复杂过程。



陆汉城：



大气中的水汽集中可以用“河”来表示，但是它与地球表面的固态水形成的河有着截然不同的概念。地表水的河有边界、有河床，但大气中的水汽是三维空间呈弥漫式分布，而且总是和复杂的大气运动联系在一起。



目前降水物理机理和准确预报仍然是具有挑战性的科学问题，特别是局部强降水（暴雨、暴雪、特大暴雨雪），是属于中尺度的天气现象，不仅涉及不同尺度环流相互作用，还涉及地球系统边界层的作用。



人类对自然现象的认识具有一定的限度，对地球系统（大气圈、生物圈、地球本身等）的任何人工控制措施都是在遵循规律的条件下才可能实现。



杜钧：



“天河工程”要实现空中调水，难点是跨区域的水汽搬运，要让雨下在黄河流域而不要降在长江流域，这超出了人类的能力范围。



我们目前还不可能在空中搬运水汽，也没有能耐让该下雨的云不下雨。



3、人工降雨技术不成熟，无疑杯水车薪



据英国《快报》报道，“天河工程”计划2020年完成“天河一号”卫星首批双星发射开展应用示范，2022年完成六星组网建设。卫星携带的传感器将监测向干旱地区运移的水蒸气，同时，安装在地面的设备将向空中释放能在其周围形成云的银离子。



孙继明：



人工影响天气技术本质上建立在暖云降水、混合云降水等两种物理机制上。无论哪种类型的降水，都要经历从水汽到云滴、再到降水的过程。



仅就水汽凝结生成云滴这一个环节而言，必须要满足大气中的水汽分子达到饱和这个条件，而在自然界大气达到饱和的主要途径就是气流上升伴随的膨胀冷却过程以及冷暖空气的混合过程。



如果没有水汽饱和的大气，自然条件下就无法大范围地将水汽人工直接干预催化生成云滴。



即使在有云的条件下，要达到有效的人工催化降水，条件也很苛刻，并不是所有的云都适合催化，云层厚度、云底的高度以及过冷水含量等都是进行人工催化需要考虑的主要物理参量。



此外，在有限的时空范围内催化形成多少降水，目前科学上对这一物理过程的认识还不完善和全面。



吴国雄：



人工降雨条件很苛刻，除了有云，还必须采取降温、增加凝结核等措施。最重要的是，还需要增强大气的上升运动。如果大气状态稳定，没有上升运动，有云也降不了水。



前述匿名院士：



人工增雨仍处在试验阶段，目前最好的成绩是增加10%～20%的雨量，远无法实现“天河工程”每年在青藏高原的三江源地区增加25亿立方米降水的目标。



杜钧：



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”。



陆汉城：



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。



看完这些，你们觉得“天河工程”的钱值得花吗？我们留言区见！




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李会超：天河工程真能实现“空中调水”吗？
2018-11-20 08:42:28
【文/ 科工力量专栏作者 李会超】

我国是一个水资源相对匮乏的国家，且水资源在国土全境的分布极不均匀。在黄河、海河、淮河流域所在的我国北部地区，水资源量仅占全国总量的7.2%，却承载了全国人口和GDP的约35%。为了缓解这一地区的水资源短缺问题，我国实施了“南水北调”工程，从水量相对充沛的长江流域向这一地区调水。

目前，南水北调的中线和东线工程已经投入运行，源源不断的长江水滋润着包括首都北京在内的北方地区。而在刚刚闭幕的珠海航展上，由青海大学、航天八院等单位提出实施的”天河工程”试图通过空中的水汽输运实现水资源的另一种跨区调配途径，被一些媒体解读为“空中南水北调”。

这一解读给人的印象，仿佛我国已经掌握了控制天气的秘密武器，已经可以实现大范围、大规模的天气气候干预。但实际上，该工程将要准备发射的卫星，其目的是探测大气中水汽的输运情况而不是直接实施干预。而即便该工程的设想最终得以实现，”调水“的幕后推手仍然是大自然，而该工程要做的则是首先搞清水汽的输运路径，进而以某种方式将天空中的“河水”中途截留，转换为降雨。

“天空河流”新概念

降雨，是大气中冷凝的水汽以不同的方式下降到地球表面的天气现象，因此充沛的水汽补给是形成降水的必要条件。在以往的探测研究中，研究者们发现了大气对流层中存在这水汽输送量较高的条带状区域。这些区域就像天空中的河流一样，将水汽源源不断的从一个区域输送到另一个区域中。

然而，之前的研究者们所探测到的这些水汽输运带，其寿命往往较短，最长也不超过40个小时。同时，它们的行踪不定，出现的位置受到局地天气情况影响，有较强的随机性。

2016年，我国学者在《中国科学》上发表论文，提出了“天空河流”的概念。天空河流关注的仍然是大气中的水汽输运带，但与之前无法捕捉水汽输运带行踪的研究和概念所不同的是，我国学者提出使用统计系综的方法，找出水汽输运带的分布概率。

也就是说，他们试图回答的是“水汽输运带最有可能出现在哪里”，而不是“水汽输运带一定在哪里”，进而掌握天空河流出现和变化的规律。基于以往观测数据的再分析，这些学者发现水汽输运带的出现虽然具有随机性，但在长期统计后发现其也所在位置存在规律性。

因此，可以通过探测和研究，搞清最有可能出现水汽输运带的天空河流位置，以及天空河流中的水汽从哪里来、到哪里去、输运强度是多少的问题。而完成这些任务，需要天气学、气象学、水文学、河流动力学等学科的交叉与合作。



（我国学者初步给出的天空河流在全球的分布情况）

卫星能够从天空中俯视地球，获得一定区域的大气情况全貌，因此十分适合用来探测天空河流的演化规律。我国的“风云”系列气象探测卫星具备探测水汽的能力，但运行在距离地面36000公里的地球同步轨道上的风云二号、风云四号，虽然能够对我国国土进行持续监测，图像的分辨率却难以满足精细分析要求。而运行在高度较低的极轨上的风云一号和三号，虽然观测分辨率能够达标，但对某一地区进行一次观测后，再次“重访”该区域所间隔的时间较长，不能有效的解析天空河流随时间变化的情况。



（天河工程卫星系统概况）

从目前公布的新闻看，天河工程将采用重量为20-30公斤的微卫星执行观测任务。微卫星是小卫星家族中重量较小的一类。相对动辄数吨的大型卫星，小卫星具有成本低、部署灵活的优势，特别适合多颗卫星组网运行，形成卫星星座。这些卫星的轨道可以相互配合，使得一颗卫星划过感兴趣的区域不久后，另一颗卫星就接着造访同一地区，从而能减小卫星的重返周期，在保证图像精度的情况下不断获得新鲜数据，从中分析天空河流随时间的变化情况。

截流水汽靠人工增雨

天河工程所使用的卫星只搭载了波温湿度计、降水测量雷达、云水探测仪这些被动探测水汽和降雨情况的仪器，不具备任何主动释放能量干预天气变化的可能。同时，这种微卫星要满足自身工作对电能的需求都要精打细算，更不可能由额外且足够的能量来干预天气。在使用卫星探测数据探明天空河流的变化规律后，还要靠人工增雨将水汽转换成我们实际能够利用的水资源。

目前，人工增雨一般采用向大量的积雨云中撒播盐、干冰或碘化银等物质方式，使这些物质成为云中水滴的凝聚核，让水滴在其周围迅速凝聚，形成降水。在未来，或许还会开发出更有效的人工增雨方式。

从发表的文献看，天河工程并不谋求通过人类的能力在天空中“搬雨”，而是用人工增雨截断已经存在的天空河流。当研究者们搞清天空河流的出现和演化规律后，就能在水汽传输的路径上实施人工降雨，部分截流天空中的水汽输运，使他们以降雨的形式转化为可利用的水资源。据该工程的科研工作者计算，三江源地区的水汽含量约6000亿吨，在水汽在其区域内转化为降水的效率不高，大部分水汽都被输运到了区域之外，因此具有较强的应用潜力。

由于技术难度较大、预计投资较高，南水北调工程规划中的西线工程仍处于论证截断。如果天河工程的构想能够取得成功，通过截流“天空河流”来增加西部地区黄河流域的降雨，则可极大的缓解西北地区的水资源短缺问题。

天河工程基于全新的设想和概念提出，难免会面临科学、技术乃至社会问题层面的不确定性。然而，目前天河工程实际将要实施的建设内容仅仅还是用于探测的卫星和发射卫星的火箭。微卫星的一大优势是制造和发射的成本都比较低，因此目前提出的从两颗星到六颗星的探测计划，相比于一般的空间项目投资并不会十分高昂。

同时，对于三江源地区的卫星探测，即便真的不能使天河计划“更立西山石壁，截断巫山风雨”的构想实现，也能给有关的科学研究带来高时空分辨率的珍贵数据。因此可以说，天河计划的卫星系统将带来确定性的回报。

15级青海大学学生来报告一下

从大二开始启动的工程，然后降雨次数特别频繁，有一阵子是天天下雨持续了一个月了。

自己切身感受到的就是气候真的变的湿润很多了，以前青海气候太干燥了！