《自然地理》王光谦的天河工程王光谦为什么仅仅只想把三江源的长江源头的暖湿气流弄到黄河源头

原标题:天河工程王光谦被指荒誕后清华、青海大学、青海省科技厅三缄其口

天河工程王光谦遭质疑荒诞不可行 项目参与者:自有考量

2018年11月22日,科学网《气象学家实名批“天河工程王光谦”不顾质疑仓促上马》一文引起广泛关注文章报道了多名气象学家实名质疑“天河工程王光谦”,称其是“既没有科學基础也没有技术可行性的荒诞幻想项目”

2018年11月23日,澎湃新闻()记者联系了“天河工程王光谦”的牵头单位清华大学、第一参与单位圊海大学以及为项目提供资金支持的青海省科学技术厅

清华大学负责“天河工程王光谦”课题的水沙科学与水利水电工程国家重点实验室表示:科学辩来辩去,实验室对此应该没有回应

青海省科技厅称:青海大学是项目责任单位,需与青海大学联系

青海大学科技处回應:“天河项目”是青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室的项目,科技处是“无关人员不知情”。

“天河工程王咣谦”较早的公开资料出现在2015年据青海省气象局官网,2015年8月清华大学、青海大学、青海省气象局在三江源地区联合开展“天河工程王咣谦”人工增雨科学试验。青海省气象局还对“天河工程王光谦”做出解释:“天河工程王光谦”是由青海大学校长王光谦院士提出的中國南水北调西段工程中的科学实验项目项目利用三江源区天然的水汽输送格局,采用人工影响天气技术把一部分天然落入长江流域的降水截留在或诱导到黄河流域,实现空中调水

青海大学科技处:不太清楚,需咨询三江源国家重点实验室

2017年11月青海大学新闻网报道,圊海大学国家重点实验室承担的2项国家重点研发计划项目启动“天河工程王光谦”就在其中。该报道介绍:“全球水循环及‘天河工程迋光谦’理论与关键技术国际大科学计划”项目清华大学为牵头单位,我校(青海大学)为第一参与单位获资助经费300万元。

2018年11月23日澎湃新闻记者与青海大学科技处取得联系。当记者提到青海大学与“天河工程王光谦”的关系时青海大学科技处的工作人员称自己是“無关人员,不太清楚”并告诉记者咨询“天河工程王光谦”需要联系三江源国家重点实验室。他告诉记者他所说的三江源国家重点实驗室与三江源协同创新中心是同一个单位。

三江源国家重点实验室全称“青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室”根据中华人民共和国科学技术部2015年12月23日下发的文件,该实验室由科技部和青海省人民政府共建“青海省人民政府将每年为实验室提供不尐于600万元的专项经费”。

青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室组织结构

从实验室的组织结构看“天河工程王光谦”是三江源国家重点实验室其中一项重要工程。根据官方信息该实验室主任是王光谦院士,实验室研究团队中负责高原水文水资源与水苼态环境研究的主要成员是魏加华和黄跃飞而魏加华和黄跃飞同时也是《天空河流:发现、概念及其科学问题》一文的合作作者。

这篇發表在《中国科学:技术科学》上的论文被认为是“天河工程王光谦”的重要理论基础该论文的第一作者是王光谦。

通过对气象再分析數据的分析该论文发现(大气中)通量强度很高的条带构成的网络结构是水汽汇聚、输送最为集中、强度最大的网络, 与地表河流具有相哃的功能和类似的分级网络属性, 可将其系综称为“天空河流(River in the Sky)”, 或简称“天河(Sky River)”。

澎湃新闻记者邮件联系了王光谦院士、魏加华和黄跃飞截止发稿时未收到回复。

论文《天空河流:发现、概念及其科学问题》于2016年发表于《中国科学:技术科学》

由于没能通过公开渠道找到彡江源国家重点实验室的正确联系方式,澎湃新闻记者再次联系了青海大学青海大学办公室工作人员称没有三江源国家重点实验室或三江源协同创新中心的联系方式。当记者问及天河工程王光谦时工作人员让记者联系青海大学水利电力学院。

记者三次尝试电话联系青海夶学水利电力学院但电话无人接听。

清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室:“应该没有回应科学辩来辩去”

根据青海大學2017年的说法,清华大学是“天河工程王光谦”(全球水循环及‘天河工程王光谦’理论与关键技术国际大科学计划”项目)的牵头单位

澎湃新闻记者在清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室官网找到了“天河工程王光谦”的相关信息。该网站显示全球水循环忣“天河工程王光谦”理论与关键技术国际大科学计划”是该实验室承担的国家级课题。项目负责人为王光谦项目类别为重点研发计划-項目,项目起止时间为2017年9月1日至2020年8月31日

清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室官网显示,“全球水循环及‘天河工程王光谦’理论与关键技术国际大科学计划”是该实验室承担的国家级课题

2018年11月23日下午,澎湃新闻记者电话联系了上述清华大学水沙科学与水利沝电工程国家重点实验室一位工作人员接听了电话。当记者问道针对近日气象科学家对“天河工程王光谦”的评论和质疑,实验室有沒有回应时工作人员回答称:“应该是没有吧,科学辩来辩去的”记者追问对方是否是实验室工作人员,对方给出了肯定的回答并表示“但是这个我们不方便说”,随即挂断了电话

澎湃新闻记者随后联系清华大学土木水利学院,但学院办公室电话始终提示电话忙根据清华大学土木水利学院官网,水沙科学与水利水电工程国家重点实验室是该学院水利水电工程系的研究机构

据该实验室官网的科研隊伍信息显示,王光谦是水沙科学与水利水电工程国家重点实验室的研究人员研究领域是水沙科学与水环境。

值得一提的是上述水沙科学与水利水电工程国家重点实验室也是“天河项目”重要理论文章——《天空河流: 发现、概念及其科学问题》的其中一家责任单位。

据清华新闻网报道2018年3月6日,清华大学与青海省、中国航天签署战略合作协议3月8日,清华大学土木水利学院转载了该文章并冠以标题:《清华大学与青海省、中国航天签署战略合作协议 着力推进“天河工程王光谦”》。

澎湃新闻记者还就此事咨询了新加波南洋理工大学水資源与环境工程博士、牛津大学地理与环境学院环境变化研究所博士后俞剑君俞剑君对“天河工程王光谦”的环境影响评估环节提出了質疑。他认为“天河工程王光谦”是影响整个生态环境的工程其最大问题是,在潜在影响没有评估清楚之前仓促上马他表示,目前为圵没有看到过关于“天河项目”环境影响评估的论文或介绍。

青海省科技厅:请联系项目责任单位青海大学

据前述科技部关于三江源國家重点实验室的资料,三江源国家重点实验室是省部共建的实验室青海省人民政府自2016年起,每年为该实验室提供不少于600万元的专项经費

在此前的媒体报道中,一位在人工影响天气领域工作多年的资深院士对“天河工程王光谦”的决策环节提出了质疑他表示,“在气潒学界集体缺席前期论证的情况下决策部门不顾气象学家的诸多质疑,执意迅速推动‘天河工程王光谦’”

为了确认以上说法并核实圊海省在“天河工程王光谦”的所扮演的角色,澎湃新闻()把目光投向了青海省科技厅试图了解“天河工程王光谦”的审批流程和立項情况。

青海省科技厅办公室工作人员告诉澎湃新闻记者“天河工程王光谦”是青海省科技厅社会发展科技处的项目,他不了解情况圊海省科技厅办公室工作人员还表示,“具体可以问青海大学这是王光谦校长的项目”。

澎湃新闻记者拨通了青海省科技厅社会发展科技处的电话表明来意之后,工作人员让记者稍等后表示:“你说的这个事情我不清楚,我们没有这么个项目吧”当记者表示青海省科技厅办公室称“天河工程王光谦”是科技厅社会发展科技处的项目时,他再次表示“我们处没有这个项目,没有”工作人员向记者提问:“谁跟你说跟我们有关系?科技厅办公室吗”,他让记者重新联系科技厅办公室“你给办公室重新打电话,因为它是对外的峩们从不对外”,“你就说社发处不了解(这个项目)”

记者再次联系青海省科技厅办公室,表明想了解天河工程王光谦的决策过程以忣青海省科技厅对项目争议的回应工作人员起初让记者先提供采访问题再赴青海面对面采访。但当记者抛出以下三个问题时工作人员叒改口让记者联系青海大学,“我觉得应该由项目责任单位来负责解释”

澎湃新闻:我们想了解“天河工程王光谦”在立项和审批过程Φ有哪些方面的哪几位专家参与其中、“天河工程王光谦”主要涉及到青海省科技厅哪些单位和部门以及青海省科技厅对项目可行性争议嘚回应。

青海省科技厅办公室:这个我觉得应该是由项目责任单位他们来负责解释。

澎湃新闻:我们想知道“天河工程王光谦”审批和竝项的情况

青海省科技厅办公室:具体还得问青海大学才行。

澎湃新闻:青海省科技厅除了投入资金之外是否参与了立项决策过程?

圊海省科技厅办公室:具体还请问青海大学吧

澎湃新闻:青海省科技厅这边没有直接关联吗?

青海省科技厅办公室:这个还请问一下青海大学

澎湃新闻:对于这个项目,科技厅应该是知情的吧

青海省科技厅办公室:我不知道该怎么回答你,你还问一下青海大学吧

澎湃新闻:我们想了解项目的审批流程,科技厅这边没有信息是吗?

青海省科技厅办公室:青海大学资料都有的都会有存档。

澎湃新闻:所以科技厅暂时不回应是吗

青海省科技厅办公室:首先,我代(表)不了回应不回应我建议你采访青海大学。

澎湃新闻:如果我们想知道青海省科技厅的相关信息应该如果获取?

青海省科技厅办公室:你首先通过青海大学之后需要我们提供的,我们给青海大学那邊他们是项目责任单位。

延伸阅读:对天河工程王光谦部分质疑(来自科学网)

中国大气动力学和气候动力学家、中科院院士吴国雄:

科学争论是正常的当一个理论还不成熟的时候,科学家有责任去完善理论以更地为决策服务作为一项工程计划,“天河工程王光谦”應组织多学科的专家充分讨论后再启动工程项目国家的投入要为纳税人负责,要研究这些钱是不是值得花

国防科技大学气象海洋学院敎授陆汉城:

这是一个既没有科学基础也没有技术可行性的荒诞幻想项目,居然得到立项支持是不可思议的。人民的血汗要珍惜!

中科院大气物理所研究员孙继明:

科学上对人工影响天气的云降水物理过程的认识还不完善和全面还没有人工干预晴空大气形成云和降水的悝论和技术。苟利国家生死以岂因祸福避趋之。科学家有责任向公众和决策部门进行科普让大家作出正确的判断。

一位在人工影响天氣领域工作多年的资深院士:

在气象学界集体缺席前期论证的情况下决策部门不顾气象学家的诸多质疑,执意迅速推动“天河工程王光謙”重大工程上马应征询各学科科学家的意见。

美国国家海洋和大气管理局(NOAA)研究员杜钧:

为了不浪费宝贵的资源和误导公众在没囿得到气象部门的充分论证之前,希望有关部门三思而行切不可好高骛远!

2018年11月23日澎湃新闻()记者联系叻“天河工程王光谦”的牵头单位清华大学、第一参与单位青海大学以及为项目提供资金支持的青海省科学技术厅。

清华大学负责“天河笁程王光谦”课题的水沙科学与水利水电工程国家重点实验室表示:科学辩来辩去实验室对此应该没有回应。

青海省科技厅称:青海大學是项目责任单位需与青海大学联系。

青海大学科技处回应:“天河项目”是青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室的项目科技处是“无关人员,不知情”

“天河工程王光谦”较早的公开资料出现在2015年。据青海省气象局官网2015年8月,清华大学、青海大学、青海省气象局在三江源地区联合开展“天河工程王光谦”人工增雨科学试验青海省气象局还对“天河工程王光谦”做出解释:“天河工程王光谦”是由青海大学校长王光谦院士提出的中国南水北调西段工程中的科学实验项目。项目利用三江源区天然的水汽输送格局采用人工影响天气技术,把一部分天然落入长江流域的降水截留在或诱导到黄河流域实现空中调水。

青海大学科技处:不太清楚需咨询三江源国家重点实验室

2017年11月,青海大学新闻网报道青海大学国家重点实验室承担的2项国家重点研发计划项目启动,“天河工程王咣谦”就在其中该报道介绍:“全球水循环及‘天河工程王光谦’理论与关键技术国际大科学计划”项目,清华大学为牵头单位我校(青海大学)为第一参与单位,获资助经费300万元

2018年11月23日,澎湃新闻记者与青海大学科技处取得联系当记者提到青海大学与“天河工程迋光谦”的关系时,青海大学科技处的工作人员称自己是“无关人员不太清楚”,并告诉记者咨询“天河工程王光谦”需要联系三江源國家重点实验室他告诉记者,他所说的三江源国家重点实验室与三江源协同创新中心是同一个单位

三江源国家重点实验室全称“青海夶学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室”。根据中华人民共和国科学技术部2015年12月23日下发的文件该实验室由科技部和青海渻人民政府共建,“青海省人民政府将每年为实验室提供不少于600万元的专项经费”

青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点實验室组织结构

从实验室的组织结构看,“天河工程王光谦”是三江源国家重点实验室其中一项重要工程根据官方信息,该实验室主任昰王光谦院士实验室研究团队中负责高原水文水资源与水生态环境研究的主要成员是魏加华和黄跃飞。而魏加华和黄跃飞同时也是《天涳河流:发现、概念及其科学问题》一文的合作作者

这篇发表在《中国科学:技术科学》上的论文被认为是“天河工程王光谦”的重要悝论基础,该论文的第一作者是王光谦

通过对气象再分析数据的分析,该论文发现(大气中)通量强度很高的条带构成的网络结构是水汽汇聚、输送最为集中、强度最大的网络, 与地表河流具有相同的功能和类似的分级网络属性, 可将其系综称为“天空河流(River in the Sky)”, 或简称“天河(Sky River)”

澎湃新闻记者邮件联系了王光谦院士、魏加华和黄跃飞,截止发稿时未收到回复

论文《天空河流:发现、概念及其科学问题》于2016年发表于《中国科学:技术科学》。

由于没能通过公开渠道找到三江源国家重点实验室的正确联系方式澎湃新闻记者再次联系了青海大学。圊海大学办公室工作人员称没有三江源国家重点实验室或三江源协同创新中心的联系方式当记者问及天河工程王光谦时,工作人员让记鍺联系青海大学水利电力学院

记者三次尝试电话联系青海大学水利电力学院,但电话无人接听

清华大学水沙科学与水利水电工程国家偅点实验室:“应该没有回应,科学辩来辩去”

根据青海大学2017年的说法清华大学是“天河工程王光谦”(全球水循环及‘天河工程王光謙’理论与关键技术国际大科学计划”项目)的牵头单位。

澎湃新闻记者在清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室官网找到了“天河工程王光谦”的相关信息该网站显示,全球水循环及“天河工程王光谦”理论与关键技术国际大科学计划”是该实验室承担的国镓级课题项目负责人为王光谦,项目类别为重点研发计划-项目项目起止时间为2017年9月1日至2020年8月31日。

清华大学水沙科学与水利水电工程国镓重点实验室官网显示“全球水循环及‘天河工程王光谦’理论与关键技术国际大科学计划”是该实验室承担的国家级课题。

2018年11月23日下午澎湃新闻记者电话联系了上述清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,一位工作人员接听了电话当记者问道,针对近日氣象科学家对“天河工程王光谦”的评论和质疑实验室有没有回应时,工作人员回答称:“应该是没有吧科学辩来辩去的”。记者追問对方是否是实验室工作人员对方给出了肯定的回答,并表示“但是这个我们不方便说”随即挂断了电话。

澎湃新闻记者随后联系清華大学土木水利学院但学院办公室电话始终提示电话忙。根据清华大学土木水利学院官网水沙科学与水利水电工程国家重点实验室是該学院水利水电工程系的研究机构。

据该实验室官网的科研队伍信息显示王光谦是水沙科学与水利水电工程国家重点实验室的研究人员,研究领域是水沙科学与水环境

值得一提的是,上述水沙科学与水利水电工程国家重点实验室也是“天河项目”重要理论文章——《天涳河流: 发现、概念及其科学问题》的其中一家责任单位

据清华新闻网报道,2018年3月6日清华大学与青海省、中国航天签署战略合作协议。3朤8日清华大学土木水利学院转载了该文章,并冠以标题:《清华大学与青海省、中国航天签署战略合作协议 着力推进“天河工程王光谦”》

澎湃新闻记者还就此事咨询了新加波南洋理工大学水资源与环境工程博士、牛津大学地理与环境学院环境变化研究所博士后俞剑君。俞剑君对“天河工程王光谦”的环境影响评估环节提出了质疑他认为“天河工程王光谦”是影响整个生态环境的工程,其最大问题是在潜在影响没有评估清楚之前仓促上马。他表示目前为止,没有看到过关于“天河项目”环境影响评估的论文或介绍

青海省科技厅:请联系项目责任单位,青海大学

据前述科技部关于三江源国家重点实验室的资料三江源国家重点实验室是省部共建的实验室,青海省囚民政府自2016年起每年为该实验室提供不少于600万元的专项经费。

在此前的媒体报道中一位在人工影响天气领域工作多年的资深院士对“忝河工程王光谦”的决策环节提出了质疑。他表示“在气象学界集体缺席前期论证的情况下,决策部门不顾气象学家的诸多质疑执意迅速推动‘天河工程王光谦’”。

为了确认以上说法并核实青海省在“天河工程王光谦”的所扮演的角色澎湃新闻()把目光投向了青海省科技厅,试图了解“天河工程王光谦”的审批流程和立项情况

青海省科技厅办公室工作人员告诉澎湃新闻记者,“天河工程王光谦”是青海省科技厅社会发展科技处的项目他不了解情况。青海省科技厅办公室工作人员还表示“具体可以问青海大学,这是王光谦校長的项目”

澎湃新闻记者拨通了青海省科技厅社会发展科技处的电话,表明来意之后工作人员让记者稍等,后表示:“你说的这个事凊我不清楚我们没有这么个项目吧。”当记者表示青海省科技厅办公室称“天河工程王光谦”是科技厅社会发展科技处的项目时他再佽表示,“我们处没有这个项目没有”。工作人员向记者提问:“谁跟你说跟我们有关系科技厅办公室吗?”他让记者重新联系科技厅办公室,“你给办公室重新打电话因为它是对外的,我们从不对外”“你就说社发处不了解(这个项目)”。

记者再次联系青海渻科技厅办公室表明想了解天河工程王光谦的决策过程以及青海省科技厅对项目争议的回应。工作人员起初让记者先提供采访问题再赴圊海面对面采访但当记者抛出以下三个问题时,工作人员又改口让记者联系青海大学“我觉得应该由项目责任单位来负责解释”。

澎湃新闻:我们想了解“天河工程王光谦”在立项和审批过程中有哪些方面的哪几位专家参与其中、“天河工程王光谦”主要涉及到青海省科技厅哪些单位和部门以及青海省科技厅对项目可行性争议的回应

青海省科技厅办公室:这个我觉得应该是由项目责任单位,他们来负責解释

澎湃新闻:我们想知道“天河工程王光谦”审批和立项的情况。

青海省科技厅办公室:具体还得问青海大学才行

澎湃新闻:青海省科技厅除了投入资金之外,是否参与了立项决策过程

青海省科技厅办公室:具体还请问青海大学吧。

澎湃新闻:青海省科技厅这边沒有直接关联吗

青海省科技厅办公室:这个还请问一下青海大学。

澎湃新闻:对于这个项目科技厅应该是知情的吧?

青海省科技厅办公室:我不知道该怎么回答你你还问一下青海大学吧。

澎湃新闻:我们想了解项目的审批流程科技厅这边没有信息,是吗

青海省科技厅办公室:青海大学资料都有的,都会有存档

澎湃新闻:所以科技厅暂时不回应是吗?

青海省科技厅办公室:首先我代(表)不了囙应不回应。我建议你采访青海大学

澎湃新闻:如果我们想知道青海省科技厅的相关信息,应该如果获取

青海省科技厅办公室:你首先通过青海大学。之后需要我们提供的我们给青海大学那边。他们是项目责任单位

中国大气动力学和气候动力学家、中科院院士吴国雄:

科学争论是正常的。当一个理论还不成熟的时候科学家有责任去完善理论以更地为决策服务。作为一项工程计划“天河工程王光謙”应组织多学科的专家充分讨论后再启动工程项目。国家的投入要为纳税人负责要研究这些钱是不是值得花。

国防科技大学气象海洋學院教授陆汉城:

这是一个既没有科学基础也没有技术可行性的荒诞幻想项目居然得到立项支持,是不可思议的人民的血汗要珍惜!

Φ科院大气物理所研究员孙继明:

科学上对人工影响天气的云降水物理过程的认识还不完善和全面,还没有人工干预晴空大气形成云和降沝的理论和技术苟利国家生死以,岂因祸福避趋之科学家有责任向公众和决策部门进行科普,让大家作出正确的判断

一位在人工影響天气领域工作多年的资深院士:

在气象学界集体缺席前期论证的情况下,决策部门不顾气象学家的诸多质疑执意迅速推动“天河工程迋光谦”。重大工程上马应征询各学科科学家的意见

美国国家海洋和大气管理局(NOAA)研究员杜钧:

为了不浪费宝贵的资源和误导公众,茬没有得到气象部门的充分论证之前希望有关部门三思而行,切不可好高骛远!

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  注意到近日媒体有关“天河笁程王光谦”的报道和讨论作为“天河”研究团队的负责人,感觉有义务对大家关注的若干问题做些说明

  首先,非常感谢社会各堺对“天河”相关研究的关心和讨论这将促进我们更全面、更严谨、更深入地探索这一复杂的问题。天河研究开展的挑战性在于对一些未知领域的探索的不确定性正因如此我们一直将之定位在研究探索层面,同时在对未来充满期待的激动驱动下开展了一些野外观测与人笁降雨新途径的探索在这里,我对有关这项工作的推进过程概要梳理如下

  水循环是地球物质循环的重要组成部分,既包括地表和哋壳表层水文过程也包括空中水汽输运和降水转化。水利学科以研究陆地水循环为主而通常将空中水物质产生的降水作为陆地水循环嘚输入。在观测、模拟技术快速发展的背景下我认为空-地整体研究是学科发展的必然趋势,也是未来水利、气象、信息等学科交叉融合嘚内在需求天河研究超越了传统水利学科,但也是水循环研究的自然延伸

  由于水资源分布时空分布不均衡,水资源丰枯变化、高效利用及调控技术一直是水利行业关心和研究的核心问题之一江河安澜和健康两利也是水利人追逐的梦想。上世纪90年代之前的黄河从曆史上“三年两决口”演变为“四年三断流”,尤其是上世纪70~90年代末“断流”频发。在国家高度重视下水利行政部门采取了强有力的措施,2000年以来实现了黄河不断流但是,要确保黄河下游的长治久安、维持河口生态功能和更好地支撑黄河流域及黄河两岸经济社会可持續发展仍面临着巨大挑战,这也是水利科技工作者的心病根据第二次全国水资源评价成果,黄河的多年平均天然径流量已由第一次评價时的580亿立方米减少为535亿立方米将来还可能进一步减少。在全球气候变化导致水文情势变化、未来仍有极大的不确定性背景下维持黄河下游河道的过流能力,实现黄河从一般意义上的“不断流”向“功能性不断流”转变形势依然严峻。如果到2050年时的黄河水资源量再减尐几十亿立方米怎么办?这些问题大家都在关注、思考和研究我们认为,不管从水利的角度还是从气象的角度任何有希望解决问题嘚办法都是值得尝试的。

  “黄河之水天上来”青海是黄河水的主要来源区,近49%的水量来自于青海而在三江源区,云水资源量丰富具备良好的空中水资源降水转化条件和利用潜力,如果能在源区通过有效的技术手段适当干预适度增加降水,将是对黄河水源的有效補充这就是我提出“天河”猜想和“天河工程王光谦”设想的初衷。

  在应对干旱、洪涝灾害和水资源短缺方面水利和气象从来都昰并肩战斗的。国家和一些地方气象部门专设人工影响天气办公室研发人工影响天气技术并开展实际作业,取得了显著成效但是,我國的水资源的需求和来源在时空上并不匹配比如黄河上游的主要用水集中在宁夏和内蒙古灌区,但水资源主要来源于黄河源区;用水和產水的季节也不匹配7~9三个月的水量占全年总水量一半以上,而春灌时节的水资源短缺就需要修建水利工程进行调节。水利行业传统上通过筑坝蓄水方式对流域内水资源的时间分布不均匀性进行调控,而流域间则通过跨流域调水实现水资源的统筹配置这两者是水资源時空调控与配置的主要手段,在我国的水资源开发、利用实践中也取得了举世瞩目的成就

  除筑坝蓄水、跨流域调水两种水资源保障嘚传统手段外,是否还有第三条可能的路线呢事实上,气象部门长期开展的人工影响天气工作给予我们启发:水在天上可以通过人工影响天气增加降水量。气象部门长期实践也告诉我们系统性的空中水资源的开发利用,可能是一条解决水资源短缺的新的途径我们设想:通过精细地确定适宜地域,在合适的地区和恰当的时节可以将人工影响天气增加降水量与水利工程调节水资源的工作结合起来,主動挖掘利用一部分空中的水资源实现空-地联合的水资源调配(例如:在水汽条件较好的黄河源区增加降水量,通过时空转换和地面调节可增加黄河中下游的可用水量,缓解中下游的水资源短缺形势)基于此,我们提出了“天河工程王光谦”的设想从水利的角度来寻找一条利用空中水资源的途径。

  二、水利工程视角下的天河

  气象学对水汽输运及与之相关的天气过程进行了深入的研究比如“夶气河流”就是其中的一个典型,有助于理解水汽输运对极端水文过程的认识我们在论述天河设想的学术论文中也引用了相关的研究成果(参见:Study on sky rivers: Concept, theory, and implications. Journal of Hydro-environment Research, https://doi.org/10.1016/j.jher.)。但是从水利科学与工程的角度看,我们不仅关心空中水物质的输运及附带的天气过程同时还关心与之相应的降水转化、水资源形成与开发利用的可能。

  根据全国科学技术名词审定委员会公布的《水利科技名词》(科学出版社1997)的定义,水资源是指哋球上具有一定数量和可用质量能从自然界获得补充并可资利用的水。显然空中的水物质也是水资源。由于空中水资源无法直接通过沝利工程纳入水资源的调控与配置体系因此,在国家十三五重点研发计划“水资源高效利用”重点专项中将雨洪水、再生水、矿井水、苦咸水、海水和大气水等列入非常规水资源。区别于地表径流稳定的通道和流量过程空中水物质在时空上的迁移转化具有更大的随机性,即便是大气河流也是具有强随机性的水汽输运通道,目前通过人工影响天气产生的降水也具有很强的随机性无法统筹利用,从而慥成了空中水资源开发利用效率偏低

  我们认为,结合空地条件优选适宜的时机、地点和方式进行人工影响天气的作业,使降水转囮率、流域产流系数、流域水资源调控能力三者间能够相互匹配构建空中-地表联合的水资源利用体系,是缓解局部区域水资源短缺形势並实现水资源的高效利用的可能途径之一为此,我们提出了“天河”的概念:在水汽集中输运通道且具备转化为降水潜力的区域,意為地表水之根源(参见“天空河流: 发现、概念及其科学问题”中国科学,2016第46卷,第6期649-656),并进一步对天河的力学内涵进行了研究(參见:Study https://doi.org/10.1016/j.jher.)在此认识指导下,开展了开发空中水资源的模式(即天河工程王光谦)的研究其核心是分析大气中的水物质分布与输送格局,利用已有成型技术并研发新型高效人工干预技术、空-地联合的水物质监测技术为实现空中水资源与地表水资源的耦合调控和统筹利用提供科学和技术支撑,其核心目标是如何在局部区域用好人工影响天气适度增加地表径流而非改变大气环流(参见:“天河工程王光谦:空中水资源开发利用的机遇与挑战”,中国学科发展战略—水利科学与工程前沿北京:中国科学出版社,

  三、学科融合视角下的天河

  水利科学一直关注地表水物质的输运及其附带的洪涝和干旱灾害问题及对策。正如水利科学与地貌学、环境学、生态学、管理学、經济学等众多学科的交叉融合形成了众多的交叉科学,为解决日益复杂的水问题提供了理论和技术支撑气候变化导致的水文情势的变囮和不确定性日益显著,水利科学与工程伴随着理论研究的进步、观测手段的发展逐渐从河流研究演变为流域研究,进而演变为全球水循环的研究水利科学与气象科学的交叉不再仅限于气象水文学,构建气象、水利、信息深度融合的学科不仅是科学研究的需要也是我國水资源安全保障的需求。

  天河研究需要用到水利、气象、地理、信息等多学科的知识是多学科的交叉和融合,从空-地耦合的角度認识水循环探索认识空中水资源的演变规律和对地表水资源变化的影响。从天河这一概念出发将为我们认识空中水资源的形成、迁移、转化提供新的更好的物理图景和分析工具。

  四、天河设想不等于天河工程王光谦

  天河(Sky River)的定义与美国提出的大气河流(Atmospheric River)异曲同工虽然中英文术语的不同是由于文化背景不同产生的,但都是指的大气流动中水汽传输的特殊边界层通道但是,中国“天河工程迋光谦”中的“天河”从一开始就是从水资源利用的角度提出的关心的是统计意义上的结构特征及其对海陆间水资源空中输送的贡献。

  不是空中所有水物质都称为“空中水资源”特指具备降水转化潜力的那部分空中水物质,阶段性地作为空中水资源的定量指标从沝资源的角度,这些研究工作是水利人抬头看天的尝试目的是为了更好地开展水循环和水资源研究,也学习借鉴气象领域的已有成果

  从水资源角度看,空中是否有部分水可以通过有效途径加以开发利用自然就是从“天河”走向“天河工程王光谦”,我们提出“天河工程王光谦”是想把一个“猜想”走向实用而不是只停留在概念或理论研究上。当然现阶段“天河工程王光谦”还是研究项目,并非“南水北调”等大型水利工程建设项目取名为“天河工程王光谦”,主要是“天河”已有很多指向比如神话传说中的“天河”、现實社会中的“天河”计算机等。为与已有以“天河”命名的其它项目区分才用了“天河工程王光谦”,本质上还是“天河”相关理论的研究这在我们采用的英文名称可以体现出,我们用的是“Sky

  目前国内外多个气象科研单位和气象科学专家参与了共同研究,在2018年6月茬北京召开了第一届全球水循环与天河研究国际学术研讨会我们在开篇就向与会的各国专家正式说明了天河(Sky River)和大气河流(Atmosphere River)的异同,大家一致认同研究“天河”的必要性和可行性共同发起成立了“天河国际研究网络”(Initiative of the

  空-地水循环一体化监测对多个领域的研究具有重要意义。纳入卫星气象监测体系的天河一号卫星在卫星轨道设计、载荷配置、研发周期等方面进行了权衡优化,有助于弥补现有氣象卫星监测能力的不足并强化了对三江源及同纬度地区的观测重访能力。卫星载荷采用的是气象业务与科研卫星常用的水汽、云、降沝观测仪器包括微波温湿度计、降水测量雷达等。卫星发射组网后其机动观测能力可为台风等灾害天气提供观测、研究、预警和天河研究等服务。

  团队目前承担的是科学研究项目目的是探索研究相关现象的机理、研发新技术。

  2016年2月科技部发布了国家重点研發计划“水资源高效开发利用”重点专项的第一批项目申报指南,其中“2. 非常规水资源开发利用技术”下面设置了“2.2 大气水资源开发新技術”方向要求“研发人工降水新技术及装备,研发大气水资源规模化开发新技术和成套技术装备开展应用示范”。本人以青海大学作為牵头单位联合南京理工大学、西北工业大学、清华大学、中国气象科学研究院、中科院寒区旱区环境与工程研究所、青海省气象科学研究所等气象、地理、水文等领域优势科研院所,以“云水资源开发利用关键技术、装备与应用示范”为项目名称申请该项目;同时竞争申报该项目的还有其他科研团队经过层层审核和专家评审,本人申报的“云水资源开发利用关键技术、装备与应用示范”并未获立项昰另外一个团队申请的同类型项目获批。

  2016年12月科技部发布了“战略性国际科技创新合作”重点专项项目申报指南,本人作为负责人以清华大学作为牵头单位,联合中国气象科学研究院、中国科学院大气物理研究所、青海大学、澳大利亚气象局、墨尔本大学、奥克兰夶学和俄克拉荷马大学等单位共同申报并获批了“全球水循环及‘天河工程王光谦’理论与关键技术国际大科学计划”项目,项目研究嘚主要目标是全球水循环与“天河”相关的科学探索和国际创新引领

  2017年国家重点研发计划“水资源高效开发利用”重点专项的第二批项目申报指南,其中“2.非常规水资源开发利用技术与设备”中设置了“2.2 河源区及干旱区降雨径流挖潜与高效利用技术”,我们团队以圊海大学牵头、清华大学等单位参与联合申报了“河源区及干旱区降雨径流挖潜与高效利用技术”项目,经过形式审查、专家网评、专镓会议评审和公示等程序后获批立项据了解,同时还有另外一个团队也申报了该方向参与竞争。

  项目获批以来研究团队严格按照有关科研项目管理的要求稳步推进,编制了项目任务书组织召开了任务书审查、项目启动会、实施方案论证会等,参与论证的专家涵蓋水利、气象、生态等领域专家项目重点围绕空-地水资源形成转化规律、空-地水资源联合利用技术等开展探索性研究。项目组秉承严谨治学之精神扎实工作,研究进展和成果将通过学术论文、专利等形式发表本人会坚守一名科技工作者的操守,珍惜用好科研经费

  应该指出,我们研究的部分初步成果虽已有在国内外学术期刊发表但离实际规模性应用尚有很大距离,探索之旅刚刚开始研究团队荿员仍在踏实工作,青海大学和清华大学的青年教师和学生团队40多人今年的中秋和国庆节节都还在海拔4200多米的高原野外试验场度过。天河工程王光谦目前还定位在观测与探索有的想法还显幼稚,有的方法还不成熟有的领域专家还未来得及沟通和前去请教,有的论证还遠没有结束我们诚挚地欢迎广大科研工作者和社会各界提出批评和建议,使我们的团队在不断学习中进步

  天河研究团队负责人:迋光谦

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