人工加大渤海蒸发量，给京津冀鲁降温

2009年6月下旬，华北平原遭遇历史上罕见的高温，人们采用空调制冷，结果是给环境又额外增加了热量，还浪费了能源，污染了环境。其实，华北平原就守着一个天然大冷库，它就是渤海。只是由于渤海受到污染，海面的浮油阻碍了渤海水汽的蒸发，其天然冷库的作用大为下降。在这种情况下，如果能够在渤海西部沿海地区，人工设置汽化喷泉（需要消耗少量能源），或者设置多孔“上水石”（不消耗能源），人工加大渤海水汽蒸发量，就能使渤海水温下降，渤海表面的低温空气（包含大量水汽）就会与华北平原高温空气形成对流，给京津冀鲁送去大量低温潮湿的冷空气，既能够给京津冀鲁降温，还会增加降雨几率，并有助于掌握大范围人工调节气候的技术，一举多得。
渤海汽化调水工程：环渤海及其周边地区不再缺水！
中国龙的腾飞离不开充足的水资源，目前环渤海的京津冀鲁辽五大省市及我国中西部地区普遍存在严重的缺水问题，水资源短缺已经成为上述地区经济发展的瓶颈。鉴于已有的解决上述地区水资源短缺的办法都存在这样那样的问题，笔者认为有必要进一步解放思想，采用获取水资源的全新技术。根据人造地形气候学原理，一种可行的水资源全新高科技就是渤海汽化调水工程（简称渤海汽化工程）和人造龙王工程，第一期工程实施后即可为环渤海地区增加15亿吨水资源（每吨水成本不超过1元人民币），一举可使京津冀鲁辽及其周边地区从此不再有缺水之忧，为此有必要成立“渤海汽化工程水资源开发有限公司”。
一、已有办法所存在的问题
为了解决环渤海京津冀鲁辽及其周边地区的水资源短缺困境，中央政府和上述地区的地方政府已经采取了一系列的对策，专家学者也提出了许多建议。这些对策和建议主要有如下几个方面，它们或多或少都存在着一些问题。
1、陆路南水北调的问题
为了缓解山东省和天津市缺水困境，目前已经开工建设南水北调东线工程，从长江下游调水经江苏省、山东省北上。该工程主要问题是沿途水污染严重，为了保证调水质量不得不加大工程成本，从而调水成本也随之增加（每吨水10元以上）。
为了缓解北京市、天津市、河北省的缺水困境，目前已经开工建设南水北调中线工程，从长江支流汉水丹江口水库调水，经湖北省、河南省、河北省北上。该工程主要问题是长江和汉水也发生了水资源短缺问题，而且由于路途遥远调水成本非常高（每吨水10元以上）。
此外，拟议中的南水北调西线、大西线工程，实际上是画饼充饥。笔者去过青藏高原，那里自然环境已经恶化，基本无水可调；如果一定要把青藏高原的水调出，无疑将进一步导致当地生态环境的恶化，甚至是不可逆转的恶化。总之，长距离的陆路南水北调不属于创新技术，它的使用价值实际上是非常有限的，它对自然生态环境的破坏却往往是被低估的。
2、海水淡化
山东省、河北省、天津市、辽宁省均拥有相当长的海岸线，有条件进行海水淡化；而且，随着技术不断改进提高，海水淡化的成本也在不断降低，目前已经降低到每吨淡水只需5－10元，低于南水北调成本。问题是，海水淡化只适用于沿海地区，要想把淡化海水输送到远离沿海的地方，由于海拔升高（例如北京市区海拔在30米以上），必须铺设新的专用输水管道（需密闭加压）或者输水渠道（要用水泵分段提升水位），显然会额外增加水价。
3、渤海海水西调
有学者提出，用管道把渤海海水直接输送到内蒙古地区的低洼地，一是可以直接使用，例如灌溉耐盐碱的农作物；二是可以自然蒸发汽化，增加空气湿度，改善当地小气候，并可由西北风吹送到河北省（包括北京市和天津市）、山东省、辽宁省等地转变成降雨。此方法存在的主要问题是，海水很易腐蚀输水管道（这就意味着要大幅度增加成本），而且需要提升水位，运营和维护的成本都比较高。
4、利用渤海冬季海冰淡水资源
有人提出渤海冬季冰块是可以利用的淡水资源。此方法的主要问题是，目前采集冰块和运输冰块的费用成本太高（20世纪北京市冬季在湖泊中采集冰块用于夏季冷藏食品，都是人工用锤子钢锥采集）；而且由于渤海冬季结冰期短，采集冰块的设备装置利用率很低，这又会大大增加成本。
5、节水技术
众所周知，节水技术（包括水循环利用技术和污水处理技术）的成效是显著的。但是，仅仅靠节水是不够的，还需要开源，才能够满足经济发展和民众生活对水的需求。
二、渤海汽化调水工程
1、渤海简况
渤海属于中国的内海，面积77000平方公里，平均海深18米，最大海深78米，与黄海有渤海海峡相通；如果抽取渤海海水，由于太平洋海水可以源源不断进入渤海，因此是取之不尽用之不竭的。以渤海为出海口的主要河流有黄河、海河、滦河、辽河、胶莱河。
环渤海黄金海岸著名的海港有天津新港、秦皇岛港，以及营口港、龙港、京唐港、黄骅港、屺姆角港等。沿渤海的海岸分布的城市有烟台、龙口、莱州、东营（以上属山东省）；天津；唐山、秦皇岛、沧州（以上属河北省）；葫芦岛、锦州、盘锦、营口、瓦房店（以上属辽宁省）。此外，北京、大连、威海，以及潍坊、淄博、滨州、海城、鞍山等城市，也都可以视为环渤海的城市带。北京市、天津市、河北省、山东省、辽宁省，则可以视为环渤海行政经济区，包括一个首都、两个直辖市和三个省，人口2亿5000万，其发展对我国具有重要意义。
由于渤海自然蒸发的水汽量有限，而且因为长期的石油开采和航运产生的漏油已经在渤海海面形成一薄层油膜，从而进一步降低了渤海的水汽蒸发量，使得环渤海地区的空气湿度明显偏低，难以在周边山脉转化为降水，这就是导致环渤海周边的京津冀鲁辽水资源短缺的重要原因（东三省的干旱、森林草场失火亦与此有关）。
2、从海水直接淡化到海水汽化凝结
众所周知，陆地上的降水归根结底都来自海水的汽化，以及陆地大气的温差。具体来说，当暖湿气流与湿冷空气相遇时，降水量最多；当暖干气流与干冷空气相遇时，降水量最少；当暖湿气流与干冷空气相遇，或者暖干气流与湿冷空气相遇时，降水量居中。笔者创建的人造地形气候学，目的就是研究人类活动对地形、地貌、气况的改变（无意或有意），会对气候和降水量产生什么样的影响；并通过适当的人造地形、人造地貌、人造气况来促使气候向着有利于人类的方向变化，详情可参阅《人类活动气候学概论》等文，以及《人造地形气候学暨中国水资源战略》电子版一书。
事实上，2002年笔者在《陆路南水北调需要回答的8个问题》一文里，就根据人造地形气候学原理指出，人工增加渤海蒸发量（相当于人造气况），可以为环渤海地区增加水资源量。本文所说的渤海汽化工程，其主要目的就是通过工程技术手段，大幅度增加渤海的水汽蒸发量，提高环渤海地区的空气湿度，然后由自然风把渤海水汽吹送到环渤海的山脉地区，利用山脉海拔高度自然形成的温差（每升高海拔1000米，气温下降6摄氏度），把水汽转化为降水，变成为可利用的低成本的淡水资源。
我们知道，目前的海水淡化技术是通过渗透膜获取淡水，设备工艺复杂，耗电量高，对于远距离用户来说还需要支付不菲的淡水运输费用。对比之下，渤海汽化工程的海水汽化装置，可以利用纤维毛细管（或者其它多孔材料）的虹吸原理和自然蒸发作用，投资比较低，而且可以长期使用；设置安装后基本不消耗或者很少再消耗电能，因此运营和管理、维修的成本都比较低。当然，也可以开发研制其它形式的海水汽化设备，通过向社会公开进行技术招标，选择成本低、效率高的海水汽化设备。由于渤海水汽可以由自然风吹送到需要水资源的地区，不需要淡水运输费用。笔者估计，渤海汽化工程所获得的水资源，每吨淡水成本有望在1元人民币之内。进一步说，一旦实施渤海汽化工程，就需要在渤海海面上安装大量海水汽化设备，从而形成新的产业，提供新的就业岗位。
有趣的是，苏格兰爱丁堡大学的斯帝芬·索尔特教授，就曾设想要研制一台造雨机器，原理是用巨型涡轮机抽海水，通过喷嘴将海水变成水蒸气，输送到大气层中。据报道，对于该设想，英国政府提供了10万英镑的资金支持。
3、环渤海地形有利于实施渤海汽化工程
众所周知，环渤海四周都有山脉，渤海之南百里有泰山山脉（海拔1000－1500米），渤海之西七百里有太行山脉（海拔1500－2000米），渤海之北百里有燕山山脉（海拔1500－2000米）、七老图山脉（海拔1500－2000米），渤海之东紧邻山东半岛（海拔500－900米）和辽东半岛（海拔500－1000米）。
无庸置疑，环渤海地区的这种地形非常有利于实施渤海汽化工程。这是因为，刮南风的时候，渤海水汽可被吹送到燕山和七老图山地区，给北京市、天津市，以及河北省北部、辽宁省中西部增加水资源。刮东风的时候，渤海水汽可被吹送到太行山地区，给河北省这一带增加水资源。刮北风的时候，渤海水汽可被吹送到泰山地区，给山东省这一带增加水资源。刮西风的时候，渤海水汽可被吹送到山东半岛和辽东半岛，给这一带增加水资源。
也就是说，我们可以根据风向和缺水地区情况，来灵活机动的启动渤海汽化工程，给需要水的地区及时送去宝贵的水资源（按风速每小时20公里计算，一天之内渤海水汽就可抵达周边山区并陆续转化为可利用的水资源）。当然，这里还涉及到许多相关技术问题，例如海水蒸发量的控制，以及风向风速的准确预报，甚至还需要人工控制风向技术。
三、与渤海汽化工程配套的人造龙王工程
为了增加山脉把水汽转化为降水的比率，可以考虑进一步实施人造龙王工程。所谓“人造龙王工程”是笔者对水汽凝结技术工程的形象说法，它是通过工程技术手段（包括物理结构性能和化学冷凝剂等），降低山脉地区或其它适宜地区的温度，从而进一步提高水汽凝结为液态水的速度和效率。众所周知，海南岛不缺水汽，但是有时会因缺水“冷气”而出现干旱，这时如果能够在五指山上实施人造龙王工程，就有望获得降雨。
进一步说，，由于人造龙王工程能够改变一个区域的温度，因此人造龙王工程也就在一定程度上可以形成人造风，在条件充分时这种人造风可以把暖湿气流拉动到山脉低温区，从而形成降水（包括降雨、降雪和露水凝结）。显然，这已经接近“呼风唤雨”的技术水平了。
据此可知，人造龙王工程可以独立使用，渤海汽化工程也可以独立使用，而且两者还可以配套实施。事实上，如果渤海汽化工程能够与人造龙王工程配套实施，在环渤海周边山区建造人造龙王装置，这样由渤海汽化工程提供水汽，再由人造龙王装置提供冷气，水汽与冷气相遇就会形成降水，这无疑将大大提高两者的工作效率。
四、渤海汽化第一期工程可以为京津冀鲁辽增加15亿吨淡水资源
众所周知，海水蒸发量与海面面积、温度、相对湿度、风速和海平面粗糙度等多种因素有关。渤海汽化工程的工作原理，主要是通过物理结构变化大幅度增加海平面粗糙度，从而相应增加海水汽化面积，并提高海面水汽蒸发量（其副产品是海盐，同时在夏季有助于降低附近区域的气温）。必要的时候，还可以使用电风扇（电力由太阳能光电池提供）进一步提高水汽蒸发量。从这个角度来说，由于渤海面积达77000平方公里，每年自然蒸发量在1000亿吨以上；如果通过渤海汽化工程能够增加渤海10％的蒸发量，每年即可获得新增水资源上百亿吨。
如果我们对渤海汽化第一期工程的设计指标是每年增加水汽量30亿吨，其中有50％水汽能够在环渤海周边山区转化为降水，成为可直接利用的水资源，那么就等于每年可为京津冀鲁辽提供15亿吨淡水资源，对上述地区的政治、经济和居民生活具有重大的贡献，并且有助于改善上述区域的生态环境、补充地下水、净化空气。如果按每吨淡水成本1元计算，所需投资仅15亿元人民币，仅仅是南水北调工程的百分之一。与此同时，即使是那些没有转化为降水的水汽，由于它们增加了环渤海地区的空气湿度，从而也就减少了这些地方的蒸发量，因此它们实际上同样是一种有贡献的水资源形式。
有必要指出的是，从国家安全和军事战略角度来看，渤海汽化工程与陆路南水北调工程相比，具有更高的战略安全性，这一点对于国家长治久安是非常重要的。与此同时，随着环渤海地区降水量增加，上述地区也需做好预防冰雪和洪老、泥石流等灾害的应对工作。
五、组建“渤海汽化工程水资源开发有限公司”
关于渤海汽化工程和人造龙王工程的准确投资效益，尚有待进一步的科学论证和实践检验，而这需要相应的前期经费投入。笔者期待着与有关部门和志同道合者合作，早日开展渤海汽化工程和人造龙王工程的实验和论证工作。为此，笔者愿意拍卖42平方米巨画《帝禹山河图》（其科学文化艺术价值可参阅《从清明上河图到帝禹山河图》、《帝禹山河图是这样画成的》等文，以及全彩绘精装本《经典图读山海经》一书），筹集1000万元资金开展专项研究，并组建“渤海汽化工程暨环渤海水资源开发利用有限公司”。与此同时，笔者也期待并欢迎中央政府和环渤海区域的北京市政府、天津市政府、河北省政府、山东省政府、辽宁省政府各出资1000万元入股（以后可追加），统一管理、经营和开展渤海汽化工程研究暨环渤海地区水资源开发利用。
有必要指出的是，渤海汽化工程所开发的水资源，主要以降雨、降雪、露水凝结的形式提供给京津冀鲁辽地区的所有受益人（山西、陕西、内蒙古、吉林、黑龙江、河南、江苏等周边地区3亿人口也或多或少受益），显然这种形式是难以向受益人直接收取“水费”的。有鉴于此，由中央政府和京津冀鲁辽政府应根据实施渤海汽化工程后，环渤海地区增加的降水量和湿度，向渤海汽化工程暨环渤海水资源开发利用有限公司支付水费。此外，渤海汽化工程和人造龙王工程也可以推广到我国和世界其它具有类似情况的地区，形成巨大的新兴产业。
六、附录
2002年笔者在《陆路南水北调需要回答的8个问题》一文里指出：“对比之下，苏格兰爱丁堡大学的斯帝芬·索尔特教授就要幸运的多，他异想天开要研制一台造雨机器，原理是用巨型涡轮机抽海水，通过喷嘴将海水变成水蒸气，输送到大气层中。对于该设想，英国政府提供了10万英镑的资金支持。
“有必要指出的是，这位外国教授的海水汽化人工造雨设想，存在着严重的缺陷，既不完善，也不成熟，因为仅仅把海水汽化是不够的，还需要把汽化的海水转变成有效降雨的条件（所谓有效降雨，指可利用的水资源）。事实上，如果能够把海水人工汽化技术与空中调水技术（所谓空中南水北调，实际上包括各个方向的空中调水）结合起来，非常有希望一举解决华北平原（包括北京、天津等大城市和山东半岛地区）缺水问题。
“这是因为，环渤海圈有着众多海拔足够高、山体足够大的山脉，例如太行山脉、燕山山脉、七老图山脉（南端）、泰山山脉，以及辽东半岛和山东半岛山脉，这些山脉具有相当强的将空中水汽转化成有效降雨的功能（若能在这些山脉上架设人造水汽凝结转化装置，可以进一步提高这种功能），而上述山脉之所以未能发挥应有的水汽转化功能，乃是因为穿越这些山脉的空气里的水汽含量不足。
“在这种情况下，当有南风吹过渤海海面时，启动相应位置的人工海水汽化装置，就会有更多的水汽被输送到燕山山脉（这里是永定河等水系的重要水源地）和七老图山脉（这里是栾河、辽河等水系的源头），其中相当一大部分水汽会被转变成降雨、降雪、雾露，或者被储存在山体及其植被中。同理，当有东风吹过渤海海面时，启动人工海水汽化装置，就会有更多的水汽被输送到太行山脉（这里是滹沱河等水系的源头），并被转变成为有效的水资源，滋润干渴的华北平原（也有可能滋润山西省境内的黄土高原）。上述吹过渤海的南风或东风，既包括日温差所形成的地形风，也包括年温差所形成的季节风（通过改变地形地貌有可能使其加强）。
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