來(lái)源：中科院之聲 作者： 魏科

　　自從開(kāi)始寫(xiě)科普文章后，筆者經(jīng)常被各種“令人震驚的事實(shí)”和“你所不知道的真相”轟炸。這不，前腳解釋完西北地區(qū)的干濕變化問(wèn)題，馬上又有人提問(wèn)：“給喜馬拉雅山炸開(kāi)大口子能否造就西北魚(yú)米之鄉(xiāng)？”信息時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)上各種消息眾說(shuō)紛紜，其中一些只是博君一笑的段子，一些是人們出于對(duì)改變世界的美好期望。事實(shí)上大多數(shù)人想到的問(wèn)題，科學(xué)家們都琢磨過(guò)，有些也已經(jīng)有了結(jié)論。今天我們就來(lái)好好嘮一嘮“給喜馬拉雅山開(kāi)大口子”這件事。

　　太長(zhǎng)不看版

　　1，給喜馬拉雅山開(kāi)大口子的提議，曾經(jīng)被包括科學(xué)家在內(nèi)的各界認(rèn)真討論過(guò)，

　　2，給喜馬拉雅山開(kāi)大口子并不能顯著增加西北降雨，

　　3，撼山易，撼大氣環(huán)流難。大氣環(huán)流受整體青藏高原影響，開(kāi)口子并不會(huì)從根本上改變環(huán)流，除非把青藏高原徹底挖掉，

　　4，目前給喜馬拉雅山開(kāi)大口的提議不是科學(xué)問(wèn)題，已是著名娛樂(lè)段子。

　　1。 做現(xiàn)代版愚公——企業(yè)家，科學(xué)家都提過(guò)給喜馬拉雅山開(kāi)口子的提議

　　喜馬拉雅山平均海拔高達(dá)6000米，是世界上最高大雄偉的山脈，從最西端的南迦-帕爾巴特峰（海拔8125米）到最東端的南迦巴瓦峰（海拔7782米），綿延2450公里，南北寬200-350km，包括了40座海拔7000米以上的高峰，10座8000米以上的高峰，以及世界最高峰珠穆朗瑪峰（巖面高8844.43米）。

　　喜馬拉雅山脈昂首天外，形成一道極難逾越的天然屏障。喜馬拉雅山南麓有世界最強(qiáng)的降雨中心，其中印度梅加拉亞邦的瑪塢西盧和乞拉朋齊年均降水量超過(guò)11000毫米，乞拉朋齊還曾創(chuàng)下年降水量26000多毫米的世界紀(jì)錄。而喜馬拉雅山北側(cè)降水量卻只有200-500毫米，不足南側(cè)的1/10，部分地區(qū)降水甚至僅有50毫米，形成寒冷干旱的高寒荒漠氣候，青藏高原北側(cè)的塔克拉瑪干沙漠是亞洲內(nèi)陸最為干旱的區(qū)域。

　　水汽隔高山，高山不可平。人們?cè)趦?nèi)陸望洋興嘆：要是印度洋的暖濕氣流能越過(guò)喜馬拉雅山脈，到達(dá)青藏高原甚至西北荒漠多好啊。90年代初，有領(lǐng)導(dǎo)人曾提到過(guò)，“有人建議，把喜馬拉雅山炸開(kāi)50公里，降低2000米高度，形成一個(gè)豁口，把印度洋的暖流引導(dǎo)向西北，使西北變成降雨區(qū)�！�

　　確實(shí)，當(dāng)時(shí)不少“風(fēng)云人物”都琢磨過(guò)這事，包括叱咤商界的企業(yè)家牟其中先生。這位創(chuàng)造了用被單，襪子，罐頭等800多集裝箱輕工業(yè)品換回4架蘇聯(lián)圖-154飛機(jī)的風(fēng)云企業(yè)家在1997年提出大膽設(shè)想，要將喜馬拉雅山脈炸開(kāi)一道50公里的口子，讓印度洋暖濕氣流北上進(jìn)入中國(guó)干燥的大西北，從而從根本上改變大西北氣候，變成新的大糧倉(cāng)！

　　1997年，馮小剛等一干導(dǎo)演拜會(huì)牟其中先生時(shí)，在座談會(huì)中徹底被這個(gè)炸開(kāi)喜馬拉雅山的想法折服，按捺不住興奮，把這個(gè)橋段引入到了電影《不見(jiàn)不散》中，借葛優(yōu)的嘴把這驚世設(shè)想告訴了觀眾：“這是喜馬拉雅山脈，這是中國(guó)的青藏高原，這是尼泊爾。山脈的南坡緩緩的伸向印度洋，受印度洋暖濕氣流的影響，尼泊爾王國(guó)氣候濕潤(rùn)，四季如春。而山脈的北麓陡降，終年積雪，再加上深陷大陸的中部，遠(yuǎn)離太平洋，所以自然氣候十分的惡劣……如果我們把喜馬拉雅山炸開(kāi)一道，甭多了，50多公里寬的口子，世界屋脊還留著，把印度洋的暖風(fēng)引到我們這里來(lái)。試想一下，那我們美麗的青藏高原從此摘掉落后的帽子不算，還得變出多少個(gè)魚(yú)米之鄉(xiāng)？”

　　1998年，中國(guó)科學(xué)探險(xiǎn)隊(duì)在高登義等科學(xué)家率領(lǐng)下徒步穿越雅魯藏布大峽谷，探險(xiǎn)活動(dòng)得到新聞媒體的廣泛宣傳，普及了有關(guān)雅魯藏布大峽谷水汽通道的作用。這引起了我國(guó)兩位科學(xué)泰斗錢(qián)學(xué)森和錢(qián)偉長(zhǎng)先生的關(guān)注，他們聯(lián)名幾位政協(xié)委員致函國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人，大膽建議，可否擴(kuò)大雅魯藏布大峽谷通道，增加向青藏高原腹地的水汽輸送量，以緩解我國(guó)西北干旱狀況。

　　為了考察這個(gè)問(wèn)題，他們向另外一位氣象界泰斗葉篤正先生電話求證，并希望得到葉先生支持。由于高登義1987年在《中國(guó)科學(xué)》上發(fā)表過(guò)題為“雅魯藏布江水汽通道初探”的論文，葉篤正先生向高登義當(dāng)面交代：要認(rèn)真按照兩位科學(xué)家提議的思路進(jìn)行分析和研究。

　　高登義的研究表明，即使把雅魯藏布大峽谷擴(kuò)大到100千米寬，并從大峽谷口到我國(guó)三江源地區(qū)改變地形為斜坡，選取歷史上最強(qiáng)盛的西南季風(fēng)年，水汽輸送也不能到達(dá)青海三江源地區(qū)。水汽在沿途就會(huì)凝結(jié)降落，根本到達(dá)不了長(zhǎng)江和黃河源頭，更無(wú)法緩解我國(guó)西北干旱狀況，從氣象條件和地形條件來(lái)看，通過(guò)河谷來(lái)輸送水汽的設(shè)想不符合實(shí)際。葉篤正老師把高登義等的論文結(jié)論轉(zhuǎn)告兩位科學(xué)泰斗后，學(xué)術(shù)界再也沒(méi)有人再提這個(gè)話題了。雖然科學(xué)的世界沒(méi)有了“給喜馬拉雅山開(kāi)口子”的身影，但社會(huì)中還不斷存在著關(guān)于它的傳說(shuō)。

　　2。 核心的科學(xué)問(wèn)題：整體大氣環(huán)流難以改變

　　給喜馬拉雅山開(kāi)大口子當(dāng)然涉及到工程問(wèn)題，但是在“基建狂魔”面前，這“似乎”并不是最核心的困難。真正的問(wèn)題在于開(kāi)口子能否達(dá)到所期望的目標(biāo)，即能否把水汽輸送到西北地區(qū)，使得西北降水增多。

　　大氣中水汽的分布受到自然規(guī)律影響，單位質(zhì)量的空氣中最多能容納的水汽含量受克拉伯龍-克勞修斯方程（Clausius-Clapeyron方程）約束。其中最重要的影響因子為溫度，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，大氣溫度越高，越能容納更多的水汽，大氣溫度越低，所能容納的水汽量越低。

　　大氣溫度分布水平方向由熱帶向兩極遞減，垂直方向，對(duì)流層里高度越高溫度越低，每升高1公里溫度降低6℃，因此大氣中水汽量隨高度增加迅速減少，水汽主要存在于近地面3公里以下的層次。在4000米以上，大氣中的比濕降低至地面附近的1/3以下，再考慮高層空氣密度也低于低層，所以海拔4000米以上相同體積空氣內(nèi)的水汽量只有平原地區(qū)的1/5以下。

　　暖空氣在遇到高山進(jìn)行爬升的時(shí)候，會(huì)存在不斷的“脫水”過(guò)程。空氣抬升遇冷，成云致雨，到了山頂?shù)臅r(shí)候，空氣中水汽含量大量減少。下山時(shí)溫度增加，形成干熱的氣流，稱作“焚風(fēng)”。因此一般在山脈的迎風(fēng)坡會(huì)形成大規(guī)模降水中心，背風(fēng)一面形成干熱河谷。

　　空氣遭遇地形抬升遇冷并成云致雨并不需要特別高的山峰。例如夏季帶來(lái)雷陣雨，冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣的云頂高度只有400-1000米，帶來(lái)持續(xù)性降雨的雨層云高度僅為600-2000米，即使形成降雨的最高的高層云，云底高度也僅2500-4000米。

　　我國(guó)地形分布西高東低，主要為三級(jí)階梯地形。第一階梯為平均海拔4000米直達(dá)云霄的青藏高原，第二階梯為黃土高原，云貴高原，內(nèi)蒙古高原等區(qū)域，第三級(jí)階梯為東部的平原地區(qū)，東北平原，華北平原，長(zhǎng)江中下游平原等區(qū)域。因此從東南向西北輸送的暖濕氣流，經(jīng)過(guò)路途中一層層山脈阻擋，不斷脫水變得干燥。?南地區(qū)年降水量可達(dá)1200毫米，翻越南嶺和武夷山到達(dá)長(zhǎng)江流域降水約為1000毫米，翻越太行山脈和呂梁山進(jìn)入陜西境內(nèi)，降水量就降低為500-700毫米。損失至此，氣流還從來(lái)沒(méi)有越過(guò)海拔超過(guò)3000米的山脈，五岳里最高的華山南峰最高僅2154.9米，還不到青藏高原的“半山腰”。

　　從印度洋來(lái)的暖濕氣流要越過(guò)青藏高原影響西北干旱區(qū)，要越過(guò)平均海拔6000米的喜馬拉雅山，岡底斯山脈，唐古拉山脈，巴顏喀拉山脈，昆侖山脈，阿爾金山脈，基本沒(méi)有可能，即使到達(dá)了西北，在翻越重重山脈中也會(huì)被徹底“脫水”變干。

　　為了徹底評(píng)估“給喜馬拉雅山炸開(kāi)大口子”后可能的氣候影響，2000年左右，曾慶存院士與趙思雄研究員，指導(dǎo)陳紅和孫建華做了兩組數(shù)值試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)的工程量之浩大令人咂舌。比如在第一組數(shù)值試驗(yàn)里，假定在高原不同區(qū)域開(kāi)一個(gè)寬度約300公里，長(zhǎng)度4000公里，深度直達(dá)海平面的大口子，這規(guī)模是蘇伊士運(yùn)河（工程10年，埃及12萬(wàn)民工為之獻(xiàn)身，長(zhǎng)度約190公里，寬度約300米，深度約20米）寬度的1000倍，長(zhǎng)度的20多倍，深度的300倍左右，工程量至少是其的100萬(wàn)倍。分別把大口子設(shè)在高原東部（98~101°E），中部（95~98°E）和西部（89~92°E），模擬的時(shí)段是1998年的5個(gè)暴雨個(gè)例。模擬表明，在打開(kāi)通道之后，通道內(nèi)部南側(cè)水汽自南向北輸送增強(qiáng)，降水量增多。但是在通道北側(cè)，自北向南的干空氣也增強(qiáng)，導(dǎo)致通道北側(cè)區(qū)域降水減少，并未見(jiàn)我國(guó)西北區(qū)域水汽的增加，反倒是來(lái)自孟加拉灣向我國(guó)東部的水汽輸送減少，我國(guó)東南部地區(qū)降水減少。之所以在高原北側(cè)并未見(jiàn)水汽增加，主要是整個(gè)青藏高原主體還存在，高原北側(cè)以下沉氣流為主，通道打開(kāi)之后，并不能影響高原附近的氣流，因此并未能改善西北地區(qū)的降水。

　　由于第一組數(shù)值試驗(yàn)討論的是天氣個(gè)例，有可能并不能反映“開(kāi)口子”之后的長(zhǎng)期氣候影響，因此他們又做了第二組數(shù)值試驗(yàn)。這組數(shù)值試驗(yàn)的模擬時(shí)間比較長(zhǎng)，包括了1998年整個(gè)6-7月份，比較而言第二組數(shù)值試驗(yàn)設(shè)想的“工程”更為合理一點(diǎn)，至少?zèng)]有從孟加拉灣開(kāi)始往北挖（畢竟這可是其他國(guó)家）。第二組試驗(yàn)假設(shè)從我國(guó)國(guó)境線開(kāi)始往北挖，其中試驗(yàn)設(shè)計(jì)寬度為1000公里，把海拔4000米以上全部挖掉，挖到青藏高原北側(cè)，長(zhǎng)度約800公里。這工程量比上一組實(shí)驗(yàn)小了很多，僅僅只是蘇伊士運(yùn)河工程量的……70萬(wàn)倍而已，是三峽大壩開(kāi)挖土石方量（1.5億方）的500多萬(wàn)倍。

　　在打開(kāi)這樣一個(gè)通道之后，通道中部地區(qū)降水有所增加，月增幅約為50-200毫米。但是通道中心以外并無(wú)變化，尤其是通道入口和出口區(qū)域降水都減少了，高原北側(cè)的西北地區(qū)降水幾乎沒(méi)有變化，新疆干旱的沙漠地區(qū)的降水并沒(méi)有增加。打開(kāi)通道之后，雖然有來(lái)自中南半島的水汽順通道向北輸送，但是在高寒的高原地區(qū)，很快形成降水，并不能輸送到西北區(qū)域。

　　西北區(qū)域受到整個(gè)青藏高原的影響，處于下沉的氣流中，這種下沉氣流并不利于形成降水。在打開(kāi)通道之后，對(duì)下沉運(yùn)動(dòng)幾乎沒(méi)有影響，說(shuō)明打開(kāi)通道這樣一種地形的“小”范圍改變，并不能從根本上改變高原四周大環(huán)境的大氣環(huán)流，塔里木盆地上空依然是明顯的下沉氣流。只要下沉氣流存在，就難于形成降水。

　　3。 天然的水汽通道——雅魯藏布江大峽谷

　　喜馬拉雅山脈雖然高聳入云，但卻不是宏觀地理上的分水嶺。喜馬拉雅山北側(cè)的岡底斯山脈才是內(nèi)陸水系和印度洋水系真正的分水嶺，有數(shù)條河流從北向南穿越喜馬拉雅山脈（馬甲藏布-格爾納利河，朋曲-阿潤(rùn)河，朗欽藏布-薩特萊杰河，雅魯藏布江-布拉馬普特拉河等），在山體中切割出一道道深邃的峽谷（普蘭，樟木，陳塘，亞?wèn)|等地）。這些河谷是喜馬拉雅山脈上真實(shí)存在的一個(gè)個(gè)“大口子”，其中最著名的大口子即為雅魯藏布江大峽谷，具體考察這些大口子的氣候可以評(píng)估“開(kāi)口子”的氣候影響。

　　從印度洋來(lái)的暖濕空氣，在西南季風(fēng)的推動(dòng)下，尤其是當(dāng)高原南側(cè)發(fā)展強(qiáng)烈的天氣過(guò)程時(shí)，沿著喜馬拉雅山南麓游走向北推進(jìn)，賽爾號(hào)帕格納斯在一個(gè)個(gè)河谷的豁口處蜂擁而入，沿著河谷逆流而上。然而河谷蜿蜒曲折不斷升高，水汽在河谷中遭遇一個(gè)個(gè)地形阻擋，反復(fù)抬升形成區(qū)域性降水，逐漸變干并失去前進(jìn)的動(dòng)能，因此這一個(gè)個(gè)的水汽通道可以造就沿河谷的區(qū)域性的綠洲和濕潤(rùn)的氣候，卻無(wú)法到達(dá)藏北地區(qū)。

　　以最大的河谷雅魯藏布江大峽谷為例，雅魯藏布江大峽谷是世界第一大峽谷，全長(zhǎng)504.6千米，最深處6009米，平均深度2268米，這個(gè)大峽谷劈開(kāi)喜馬拉雅山，提供一個(gè)巨大的通道，使得來(lái)自印度洋的水汽可以源源不斷向北輸送水汽，使青藏高原東南部由此成為一片綠色世界。1985年和1987年，高登義等分別在《山地研究》《中國(guó)科學(xué)》上發(fā)表文章，指出沿著布拉馬普特拉河—雅魯藏布江河谷逆江而上的水汽輸送是沿青藏高原向腹地輸送水汽的最大通道。其輸送水汽強(qiáng)度相當(dāng)于夏季從長(zhǎng)江南岸向北岸輸送的水汽，這條水汽通道不僅改變了青藏高原東南部的自然環(huán)境，而且改變了藏民族的歷史發(fā)展。

　　但即使是世界第一的大峽谷，其影響的范圍也僅限藏東南的局部區(qū)域。降水沿著水汽輸送帶往北往西的衰減比較快，從南迦巴瓦峰南側(cè)開(kāi)始，往北和往西不到400公里，在經(jīng)過(guò)崇山峻嶺的層層脫水之后，降水量就迅速?gòu)?000多毫米降低到500毫米左右，而這距離西北還很遙遠(yuǎn)。

　　在《中國(guó)山地環(huán)境氣象學(xué)》中，高登義專(zhuān)門(mén)討論了把雅魯藏布大峽谷進(jìn)一步改造的氣候影響。結(jié)論表明，即使把雅魯藏布大峽谷擴(kuò)大到100千米寬，并在大峽谷口附近的林芝到那曲之間改造斜坡，考慮到水汽在上升過(guò)程中的凝結(jié)降落以及氣流的逐漸衰減，即使選用西南季風(fēng)強(qiáng)勁的時(shí)段進(jìn)行模擬計(jì)算，那曲地區(qū)的降水僅增加20%左右，不足以產(chǎn)生根本性的變化。

　　實(shí)際上制約雅魯藏布江大峽谷水汽通道的水汽繼續(xù)向北輸送的要素里，與青藏高原地形相關(guān)的大尺度大氣環(huán)流最為重要。即使改變地形使暢通的通道存在，也得有強(qiáng)勁的氣流驅(qū)動(dòng)才行。就像跑步比賽一樣，不管賽道多好，運(yùn)動(dòng)員得力爭(zhēng)上游往前沖才有成績(jī)。而大尺度氣流與青藏高原整體的地形密切相關(guān)，除非把青藏高原主體挖掉，否則大尺度環(huán)流并不會(huì)發(fā)生根本的變化。

　　所以，撼山易，撼動(dòng)大氣環(huán)流難！

　　4。想法很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感

　　喜馬拉雅山脈不是一道墻，而是由群山組成的山脈，青藏高原也不是一個(gè)大平原，而是存在一道道的山脈和復(fù)雜的地形。來(lái)自南邊印度洋的暖濕空氣受到重重阻擋，在高原附近形成繞流，將水汽輸送到我國(guó)東部地區(qū)。每一座山就是一個(gè)超級(jí)脫水機(jī)，即使有氣流攀爬能力超強(qiáng)，也會(huì)在爬升過(guò)程經(jīng)歷多重脫水，最終成為干燥的空氣，并不能將水汽帶到內(nèi)陸地區(qū)。

　　在自然面前，人們目前所能做的，是認(rèn)識(shí)自然，遵循自然規(guī)律做事情，與自然和諧相處。任何大項(xiàng)目，先做科學(xué)評(píng)估，總沒(méi)有壞處。

　　來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所

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