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关于人工消除台风灾害措施的初步设想
发布日期:2019-01-23  来源:自然杂志   浏览次数:215
核心提示:根据前面的分析计算可知,台风活动的能量不是现在普遍认为的那样其能量来自水蒸气冷却凝固时放出的潜热。因此,消除台风灾害最根本的办法就是阻断海水
 根据前面的分析计算可知,台风活动的能量不是现在普遍认为的那样“其能量来自水蒸气冷却凝固时放出的潜热”。因此,消除台风灾害最根本的办法就是阻断海水热能转变成台风能量的途径。如前所述,美国曾多次尝试以人工方法降低螺旋云带的温度来减弱热带气旋,之所以失败的根本原因就在于对台风能量来源的的错误认识。虽然后来也有人提出,在风眼结构形成的初期向其丢下大量冰块,或以巨大的冰块降低热带气旋所经过海面的海水温度;但计算表明,即使对于一个刚形成的直径只有2km的风眼,要使其下部60m深度处的海水温度降低1℃,至少需投下150万吨零下20℃的冰块;假设每架飞机载重量为10吨,那么就需15万架次飞机才能将冰块运达目的地,若用船运载时间又来不及。所以,这种设想是目前的技术条件下完全无法实现的。加之,制备、储存及运输如此之多的冰块,消耗的能量及成本一定很高,也是难以接受的。更严重的问题是,海水这样降温以后会因密度增大而下沉,周围的温水又会流向风眼中心,从而很快失去降温及减弱台风的作用。
图3是从参考文献[7]复制而来的;图中三条海水垂直分布曲线A、B、C是在北太平洋西经170°处,纬度依次从小到大的三个观测站测定的。曲线A应是台风多发区域,从该曲线可以看出,在海面以下1千米处水温急剧降到5℃左右,降温幅度接近22℃;在接近300米处水温降到20℃以下,其降温幅度接近7℃。鉴于上述情况,现提出以下向上输送低温海水来消除台风的初步设想。
建议设计制造专用于消除台风的潜艇;其上设置向海水中喷射雾状高压空气的装置,或设置向海水中喷撒专用的发泡剂,或设置专用的向上输送低温海水的巨型螺旋推进器;并在台风多发季节将很多这种潜艇预先布置在台风多发海域进行巡逻与监测;再用卫星等观测手段密切监视台风多发海域,一旦发现有图1所示台风初步形成的苗头,便立即让附近的潜艇赶赴现场,实施各种消除台风扩大与发展的措施。向海水中喷射雾状高压空气,可使海水中形成大量气泡,使其密度降低而上浮到台风始发区,从而降低海面水温,以抑止台风的发展与扩大;喷撒发泡剂也可起到同样的作用;使用螺旋推进器也是同样的原理;然后根据试验来判断何种方案便于实施、成本低或效果好,以确定最佳方案。估计这三种方案都是利用深处的低温海水来降温,故消耗的能量都不会太多,实施起来也没有原则上的困难;估算表明,这样消耗的能量至少要比投放冰块的方法小3个数量级以上,若能研制成功专用、有效及价廉的发泡剂,降温成本还有可能大幅降低;如果这样不能将台风扼杀在摇篮里,则因其降温成本较低,可继续跟踪所形成的台风眼实施降温,那么有望大幅降低风眼附近的风速,使其破坏力大幅降低。
从上述情况还可看出,对图1(a)所示的台风萌芽发现得愈早,将之消灭的难度就愈小。但因为台风萌芽刚形成时不会出现乌云,周围的小旋风也看不见,所以要提早发现也存在很多观测上的困难。好在其上空会出现局部温度稍微升高的现象,其升高幅度大约在几摄低度范围内;故建议试用卫星红外线观测方法看是否能观测到。若能及早观测到,可用专用导弹将大量干冰投送到事发地,则有望使台风消灭在萌芽之中。因干冰蓄冷能力是水冰的1.5倍以上,吸收热量后可直接升华成无毒无害的二氧化碳气体,所以它是较理想的降温剂。如果能设法使它能以粉末状撒布在台风萌芽形成区的海水表面,并使海水表面在降温的同时又产生大量微小的气泡,那么就可能使海水不致因降温及密度增大而沉降,从而有可能更有效地阻止台风的发展与形成。也可设法使粉末状干冰沉降到海面以下深处再气化,那么就可能使深处海水产生气泡而降低其密度,从而带动下部低温海水上升,起到更强大的冷却作用。
观测发现,多数台风在海区迁移时常出现不断增强的现象,有少数台风在海上消散是由于进入了海水温度低于26℃的海区。由此可见,大多数台风所经海区的水温一定高于26℃,因而具备形成台风的温度条件;现在之所以并未出现台风遍地开花的现象,说明上述海上空气出现密度倒转的现象也是很不容易形成的;这也说明用人工方法扑灭为数不多的台风萌芽不仅有可能办到,也具有更重要的价值;这正好像大多数建筑物及森林都有发生火灾的危险性,所以扑灭火种就显得非常重要一样。笔者认为,以上设想与建议是有一定理论与观测依据的,而它若得以实施成功,则可获得可谓价值连城的社会效益;故很值得冒一点风险沿此思路作进一步探索与研究;在实施上述消灾方法时,为减少投资风险,建议预先进行小规模可行性试验。
 
 
 
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