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魏科:給「喜馬拉雅山炸個大口子」真能行?

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在高原中部區域開一個大口子,在口子內部南側有降水增加,北側降水減少。圖片來自於陳紅等(2001)

在高原中部區域開一個大口子所對應的大氣低層(850hPa)風場變化,在口子內部南側有向北的風矢量,在通道北側有向南的風矢量。圖片來自於陳紅等(2001)

由於第一組數值試驗討論的是天氣個例,有可能並不能反映「開口子」之後的長期氣候影響,因此他們又做了第二組數值試驗。這組數值試驗的模擬時間比較長,包括了1998年整個6-7月份,比較而言第二組數值試驗設想的「工程」更為合理一點,至少沒有從孟加拉灣開始往北挖(畢竟這可是其他國家)。第二組試驗假設從我國國境線開始往北挖,其中試驗設計寬度為1000公里,把海拔4000米以上全部挖掉,挖到青藏高原北側,長度約800公里。這工程量比上一組實驗小了很多,僅僅只是蘇伊士運河工程量的……70萬倍而已,是三峽大壩開挖土石方量(1.5億方)的500多萬倍。

在打開這樣一個通道之後,通道中部地區降水有所增加,月增幅約為50-200毫米。但是通道中心以外並無變化,尤其是通道入口和出口區域降水都減少了,高原北側的西北地區降水幾乎沒有變化,新疆乾旱的沙漠地區的降水並沒有增加。打開通道之後,雖然有來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,很快形成降水,並不能輸送到西北區域。

西北區域受到整個青藏高原的影響,處於下沉的氣流中,這種下沉氣流並不利於形成降水。在打開通道之後,對下沉運動幾乎沒有影響,說明打開通道這樣一種地形的「小」範圍改變,並不能從根本上改變高原四周大環境的大氣環流,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,就難於形成降水。

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雲,但卻不是宏觀地理上的分水嶺。喜馬拉雅山北側的岡底斯山脈才是內陸水系和印度洋水系真正的分水嶺,有數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-阿潤河、朗欽藏布-薩特萊傑河、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、亞東等地)。這些河谷是喜馬拉雅山脈上真實存在的一個個「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估「開口子」的氣候影響。

有數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-阿潤河、朗欽藏布-薩特累季河、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、亞東等地)

從印度洋來的暖濕空氣,在西南季風的推動下,尤其是當高原南側發展強烈的天氣過程時,沿着喜馬拉雅山南麓遊走向北推進,在一個個河谷的豁口處蜂擁而入,沿着河谷逆流而上。然而河谷蜿蜒曲折不斷升高,水汽在河谷中遭遇一個個地形阻擋,反覆抬升形成區域性降水,逐漸變干並失去前進的動能,因此這一個個的水汽通道可以造就沿河谷的區域性的綠洲和濕潤的氣候,卻無法到達藏北地區。

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504.6千米,最深處6009米,平均深度2268米,這個大峽谷劈開喜馬拉雅山,提供一個巨大的通道,使得來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》《中國科學》上發表文章,指出沿着布拉馬普特拉河—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。其輸送水汽強度相當於夏季從長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境,而且改變了藏民族的歷史發展。

但即使是世界第一的大峽谷,其影響的範圍也僅限藏東南的局部區域。降水沿着水汽輸送帶往北往西的衰減比較快,從南迦巴瓦峰南側開始,往北和往西不到400公里,在經過崇山峻岭的層層脫水之後,降水量就迅速從4000多毫米降低到500毫米左右,而這距離西北還很遙遠。

青藏高原四周向高原腹地水汽輸送示意圖,在雅魯藏布江大拐彎處有向西北方向的強勁的水汽輸送,但依然無法突破高原的崇山峻岭。圖片來源高登義等(1985)

雄偉壯麗的雅魯藏布大峽谷

沿雅魯藏布大峽谷形成一條濕舌向西北伸展,圖片來源高登義等(1985)

在《中國山地環境氣象學》中,高登義專門討論了把雅魯藏布大峽谷進一步改造的氣候影響。結論表明,即使把雅魯藏布大峽谷擴大到100千米寬,並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程中的凝結降落以及氣流的逐漸衰減,即使選用西南季風強勁的時段進行模擬計算,那曲地區的降水僅增加20%左右,不足以產生根本性的變化。

實際上制約雅魯藏布江大峽谷水汽通道的水汽繼續向北輸送的要素里,與青藏高原地形相關的大尺度大氣環流最為重要。即使改變地形使暢通的通道存在,也得有強勁的氣流驅動才行。就像跑步比賽一樣,不管賽道多好,運動員得力爭上遊往前沖才有成績。而大尺度氣流與青藏高原整體的地形密切相關,除非把青藏高原主體挖掉,否則大尺度環流並不會發生根本的變化。

所以,撼山易,撼動大氣環流難!

4.想法很豐滿,現實很骨感

喜馬拉雅山脈不是一道牆,而是由群山組成的山脈,青藏高原也不是一個大平原,而是存在一道道的山脈和複雜的地形。來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,將水汽輸送到我國東部地區。每一座山就是一個超級脫水機,即使有氣流攀爬能力超強,也會在爬升過程經歷多重脫水,最終成為乾燥的空氣,並不能將水汽帶到內陸地區。

在自然面前,人們目前所能做的,是認識自然,遵循自然規律做事情,與自然和諧相處。任何大項目,先做科學評估,總沒有壞處。

來源:中國科學院大氣物理研究所

責任編輯: 李廣松  來源:中科院之聲 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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