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来自 数理科学 2020-03-24 07:08 的文章
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说说云端“活水”如何解水资源短缺之困

盛夏未过,北方很渴。一场大旱自今年入夏以来席卷我国东北、华北等地区,地下水超采、河流断流、水库蓄水量持续不足甚至干涸,水资源的严重短缺迫使人们将目光投向了天空中的云朵。作为重要的气候资源,云水资源经过多年的开发利用,对于缓解干旱,补充陆地水资源发挥着怎样的作用?它能否成为我国未来解决水资源短缺之困的重要力量?

我国是一个水资源严重短缺的国家,人均水资源占有量不足世界平均的1/4,人均淡水资源占有量约2100立方米,仅为世界平均水平的28%。对于缺水的地方,常利用云水转换为地面降水,去解决...

云水资源储量超过7个三峡水库

我国是一个水资源严重短缺的国家,人均水资源占有量不足世界平均的1/4,人均淡水资源占有量约2100立方米,仅为世界平均水平的28%。

所谓空中云水资源,是指存于大气中的液态水和固态水总量,是通过人工干预可以直接开发利用的水资源。中国气象局人工影响天气中心研究员姚展予表示。1946年,美国科学家文森特谢弗通过实验证明,如果在低于0℃的云层里人为地使用少量催化剂,就能使云中增加许多冰晶,合并增大后掉出成为雨滴。由此,利用云水资源的人工增雨活动在世界各地陆续开展。

对于缺水的地方,常利用云水转换为地面降水,去解决地面缺水的状况,这里的云水便可以称作资源。作为重要气候资源之一,空中云水资源可以成为解决水资源短缺之困的云端活水。

云水资源主要集中在对流层大气的中低层的云中。中国气象局人工影响天气中心研究员周毓荃告诉记者,在地域上我国云水资源分布不平衡,初步研究表明,我国西南、东南等区域云水资源较为集中,北方特别是新疆、内蒙古等地区云水资源总量相对较少;在时间分布上,各区域云水资源总量均有明显的季节差异,但从现有技术手段评估而言,储量依然十分巨大。

空中云水资源是指存在于大气中的液态水和固态水总量。云含水量的多少因云的种类、发展阶段和在云中所处部位的不同有很大差异。由于降水的形成受很多因子制约,云水凝结不能全部转化成自然降水,不同云体中转化成自然降水的水量约占凝结水量的20%至80%。

中国气象局相关统计数据表明,我国平均年云水资源约为22万亿吨,是年平均降水量的近4倍,降水效率仅28%左右,而87%的云水资源却最终流出我国上空。目前,我国年均人工增雨量约为500亿吨左右,不足年降水量的1%,一次人工增雨作业一般能增加10%~20%雨量。按照目前技术水平,如果能够充分开发全国的空中云水资源,人工增雨潜力约超过每年2800亿吨。

作为淡水资源最重要的来源,大气降水实际上来自海洋和陆地水的蒸发;水汽上升,在天空冷却凝结成云,再以雨、雪等形式降落到地面,渗入土壤,或形成径流汇入江河湖海;水再次蒸发,补给大气水汽,循环不已。因此地球上的水循环系统是周而复始的,空中云水资源亦是一种可再生资源。

曾有媒体做过这样的计算,三峡水库175米蓄水位的总库容近400亿立方米,2800亿吨空中云水资源竟相当于7个三峡水库。

科学家用不同的方法计算了云水资源量,有结果表明,我国平均年云水资源约为22万亿吨,为年平均降水量的近4倍,其中可开发的云水资源每年达2800亿吨。对比发现,三峡水库175米蓄水位的总库容近400亿立方米,而2800亿吨空中云水资源竟相当于7个三峡水库。虽然计算云水资源量的方法目前还没有定论,不过可以确定的是,目前云水资源的利用率仍比较低,空中云水资源开发潜力巨大。

云水资源可有条件地开发

水工业

人类向空中的云朵索取水资源,是否违背了自然规律?科学家经过多年研判,给出了否定的答案。

作为开发利用空中云水资源的主力军,气象部门近年来积极开展人工增雨(雪)作业,成为防灾减灾、保障国家粮食安全、缓解水资源短缺、促进生态建设与保护的好帮手。

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