一场扬尘送给北京33万吨尘土(zt) |
送交者: 一叶扁舟 2006年04月19日09:45:42 于 [史地人物] 发送悄悄话 |
一场扬尘送给北京33万吨尘土(zt) 重构(王红旗) 2006年4月17日晨,从窗外看到地面一夜落下一层黄尘,黑色小汽车穿上了黄土甲,心想这该落下多少沙尘?由于上午有两件事要做,一是把《进化论不是达尔文的专利,进化论也需要进化,从达氏随机进化论到智因设计进化论》一文发给相关报刊并同时上贴在有关互联网论坛(附件1),二是给《中国当代思想经典》编委会填写“入选者个人简历及主要成就”和“入编者思想精要”并通过电子信和挂号信同时发给编委会(附件2)。 因此,一直忙到中午饭后,才有时间去莲花池(北京西客站西南)采集落尘。我选择的地方是紧靠池水的一处平台,四野开阔,地面材料光洁。拿出卷尺,量出1平方米的范围,小心翼翼地把尘土聚拢起来,用薄金属片将尘土放入小塑料袋里。然后去一家中药店,称得重量21克,除去小塑料袋1克重,得出每平方米降尘20克(误差正负1克),亦即每平方公里降尘20吨。 据此可知,北京市面积16800平方公里,一夜之间扬尘给北京市送来33·6万吨沙尘。这场刚刚发生在我国北方的沙尘暴(不同地方或为扬尘,或为浮尘),总面积约有300万平方公里,如果按北京市的降尘量计算,这场沙尘暴大约扬起6000万吨沙尘。有必要指出的是,目前我国气象部门对沙尘暴、扬尘、浮尘的技术参数是能见度,并不能准确反映沙尘暴的性质,应该增加“降尘量”的参数,类似降水量。 关于中国北方频频发生沙尘暴的问题(气象部门有人说近年沙尘暴还不如几十年前多,其实当年的城市气象资料,与当时城市多为土路、裸露地面有关,不能简单地引用)。笔者多次撰文指出(附件3),主要原因是我国北方降水量持续减少,而造成降水量持续减少的主要因素与人类活动密切相关,例如水库大坝对下游水汽(主要来自印度洋、南太平洋)向上游输送的阻力,沿海城市带(包括日本列岛和朝鲜半岛)的热岛效应对海洋(东海、太平洋)水汽向内陆输送的阻力,以及沿海城市带热岛对西伯利亚冷空气的拉动效应(上述两个地区之间温差越大,我国北方西风就越强)。 有鉴于此,笔者提出空中南水北调科学设想,建议通过人工改变地形、地貌的技术手段,引导印度洋和太平洋水汽更多地输送到黄河上游和黄土高原地区,只有增加北方降水量才有可能从根本上遏制沙尘暴以及荒漠化、沙漠化。这是因为,单纯地植树造林,特别是在半干旱地区和干旱地区盲目扩大植被面积,会大幅度增加当地的蒸发量,反而进一步加剧荒漠化扩张速度。与此同时,我国城市布局和居民生活方式(大面积住宅、高能量消耗)都有必要进行相应的改变。 如今沙尘暴一次又一次地给北京的决策者发出“我来了”的信号,何去何从,该有创新了。
20世纪50年代,黄河几度要决口;60年代,华北平原七天七夜大雨,天津市险些被毁;70年代,河南暴雨,两座水库溃坝。到了80年代,黄河频频断流,北方大面积地区旱情愈演愈烈;进入90年代,南方几度洪水告急,北方干旱、荒漠化、沙尘暴有增无减。迈入新世纪后,南涝北旱的格局几成定论,长此以往,我国北方的城市和农村将一个个地沦为记忆中的楼兰。 对此,气象学界有几种主要的解释,一是北方的人为活动破坏了地表植被,加剧了荒漠化;二是全球气候变暖改变了中国的气候和降雨分布;三是季风惹得祸,使得降雨带滞留在长江流域不肯继续北上;四是周期性变化,北方30年水多,30年水少,自20世纪70年代后,我国北方进入了水少周期。 稍加分析就可看出,上述解释,除了第一条之外,其它三条都是在描述事件的结果,而不是在揭示其原因。那么,导致中国北方水资源持续性萎缩的真正原因是什么呢?笔者认为主要有三大因素,即地表色、水库坝和城市山;由于它们都具有对北方水资源的杀伤力,并且在事实上改变着中国水资源的分布,因此也可以形象地称之为三大杀手。 第一个杀手地表色,是指北方地表结构的色彩变化,导致了北方的日照热增加、蓄水能力减弱,并遏制了富含水汽的季风北上,从而减少了北方水资源的来量,促生了干旱和荒漠化,以及频频发生的沙尘暴。事实上,地表色主要是由植被、裸露的土地和地表水构成的,其中植被既能够把太阳能转化为生物能,同时也是水汽凝结为液态水的冷凝器。当森林被大面积砍伐、草原的草场由于过度放牧而衰退,荒漠、荒原上的野生植被受到破坏(搂发菜、剜甘草等),北方的池塘和众多湖泊被填平(与平整土地、旱涝保收的农业政策有关),这些地区的地表色(包括地貌和地表物质结构)也就发生了根本性的变化。 从这个角度来说,在北方除了实施退耕还林还草、保护森林和野生植被等恢复北方良性地表色的措施之外,还可以考虑采取其它的人工构成地表色的高新技术手段。例如,在适当的地区大面积人工铺设银白色的材料(颜料或薄膜),以增加日照的反射率,从而降低该地区的气温,增加该地区与赤道的温度差,这样就可以增加南方水汽北上的动力,达到增加北方降雨量的目的(需要配合水汽转化为降雨的条件)。 第二个杀手水库坝,是指我国自20世纪50年代以来,陆陆续续修建的86000座水库大坝。由于它们几乎全部修建在南北水汽通道或东西水汽通道的峡谷之间,因此它们明显地减少了南方水汽向北方特别是西北地区的输送量。事实上,这是中国历史上从来没有过的地形突变,它们当然会影响中国的气候。 众所周知,大山脉是水汽输送的天然屏障,也是大江大河的分水岭。但是,仍然有一定量的水汽能够越过大山脉(例如太行山、秦岭、巴颜客拉山)输送到我国的黄土高原和西北地区。这些水汽主要是通过大山脉的峡谷输送的(估计占70%),也有一部分是从山脉上空输送的(估计占30%,因为海拔越高空气中的水汽含量也就越低)。在这种情况下,水库大坝就成了一堵堵阻挡水汽输送的墙;反过来说,既然水库大坝具有风阻效应,那么人工开凿的新的水汽通道,也就应当能够增加水汽输送量,而这正是空中南水北调的科学原理所在。 如果峡谷的相对深度为500米,水库大坝的平均高度为50米,那么水库大坝对水汽输送量的减少作用将达到10%。由于,大坝的风阻效应可以影响到大坝高度四倍的空气流通,因此水库大坝对水汽输送的影响可能要高于10%。也就是说,中国修建的86000座水库大坝,直接减少了北方或西北地区的水汽资源来量的5~10%。当然,更精确的数字,需要通过立项进行科学研究后才能获得。 第三个杀手城市高楼山脉,是指我国自20世纪的城市发展,特别是改革开放(20世纪70年代末、80年代初,正好与我国北方干旱期同时,似乎不是巧合)以来的城市化进程,使中国出现了一座座城市山(称之为水泥森林实在是太轻描淡写了),这种地形的大改变减少了水汽从南方向北方的输送量。 我国古代的城市建筑物,除了极少的寺塔外,几乎全都在10米的高度以下(这也就是普通树木的高度);一般来说,它们对地形的改变可以忽略不计。但是,现代的城市建筑物,普遍都高于10米,大量的都在20~100米之间,还有一些则高达数百米,显然它们对地形的改变就不能再忽略不计了。与此同时,城市的规模也在不断扩张,少则数十平方公里,多则上百平方公里――在季风的眼里,这些城市及其城市带就是一座座山或一道道高低起伏的丘陵或山脉。 事实上,城市山的风阻要比自然山更大。这是因为,其一、城市的建筑物非常的“破碎”(下垫面太粗糙了,这是从风的角度来说),因此摩擦力也就相对要大一些(经常看天气预报,就会发现海平面的风速通常要比陆地的风速高1至2级,因为海平面的风阻要比陆地的风阻小许多),消耗的风能也就要更多;对比之下,自然的山为实体,而且通常都具有流线型或接近流线型的外观,因此风阻要比城市山小许多。其二、城市山同时又是火焰山,城市消耗的大量能源使城市变成了热岛,这些热空气笼罩在城市上空,形成了一座座更高更大的无形的山,并成为季风移动的一道道屏障。 由于我国近年大规模的城市发展,更多地发生在沿海地区或东部、南部和中部地区,而这些地方正是太平洋水汽向我国北方输送的必经之路。因此我们有理由说上述城市的风阻效应,已经减少了北方原来所能获得的水资源总量,其主要标志之一就是热带风暴(台风)越来越难以深入或影响到我国的内陆地区和北方地区。至于北方地区由此而减少的水资源总量,我们目前还没有准确的数字(需要科研立项),估计能达到5~10%。此外,日本和韩国的城市化进程所形成的水汽屏障,可能也是我国华北地区水资源总量减少的一个重要的因素(古人所说的东风化雨,在今天已经越来越见不到了)。 在这种情况下,笔者认为我国的城市规划法有必要进行修定,并且要引入城市地形宏观生态学的概念,用立法的形式限制城市建筑物的高度,以及城市建筑物的整体造型(使其具有流线型的整体结构),同时提倡城市减少能源消耗,以便尽可能地减少城市的风阻效应。与此同时,在城市带的兴建中,也要进行地形规划,要求这些城市的布局尽可能采取东南至西北走向,以便尽可能地减少城市带对东南水汽向西北输送的风阻效应(具体走向,与当地的自然水汽通道的流向有关)。事实上,在未来的几十年间,我国仍然将处于城市化的高峰期(需要把7~8亿农民吸纳到城市中,这也是保护农村生态环境的必经之路),因此制定宏观城市规划就显得更紧迫了。 综上所述,我国北方地区水资源在近二三十年发生的持续性萎缩,除了世界范围的环境变化和人为变化因素之外,主要是国内的三大水汽输送杀手在起作用。地表色、水库坝和城市山这三大杀手对北方水资源总量的减少,大约在15~30%之间。而这种规模的水资源总量减少,又在进一步加速着我国北方特别是西北地区的荒漠化进程(今年东北地区也出现了严重干旱,表明问题已经非常的急迫)。再加上水污染和用水量不断增加,更加剧了水资源枯竭的危机。 有鉴于此,笔者建议我国政府组织有关方面和有关人员,立即开展遏制北方水资源持续萎缩的战略对策研究,并提出遏制北方水资源持续萎缩的战略工程手段(主要涉及到南汽北送的空气动力学研究及其工程实施)。在这个影响到中国半壁江山生死存亡的环境危机中,我们不应当再迟疑,不应当再保守,不应当继续墨守那些没有效果的常规方法(没有足够的水汽资源,树也不活,草也不长),只有采纳创新的思维和创造性的举措才能够救中国! |
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