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“天河工程”被指仓促上马 研究团队未回应质疑

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发表于 2018-11-26 09:57:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
  来源:中国科学报
  11月21日,科学网微信公众号发布了《气象学家实名批“天河工程”不顾质疑仓促上马》新闻,受到科学界广泛关注。
  文中称,我国大气动力学和气候动力学家、中科院院士吴国雄等4名科学家指出,“天河工程”的科学基础不具有创新性,该工程大气水汽输送的目标人工不可控制,而其所依赖的人工增雨技术尚不成熟。气象学家们批评,“天河工程”应充分论证后慎重决策。
  “当一个理论还不成熟的时候,就突然变成一个大工程。作为科学家,要为国家全局负责。这个工程国家投资很多,当然还要为纳税人的钱负责。那么,这些钱是不是值得花?应当充分研究。”吴国雄说。
  同时,科学网微信公众号收到的留言称,对“天河工程”的质疑系误读,该工程旨在精准化提高人工降雨的成功率。
  截至记者发稿时,“天河工程”团队尚未回应上述质疑。
  质疑:大气科学理论证明不可行
  近期,据媒体报道,我国正式启动“天河工程”卫星和火箭工程研制,由中国航天科技集团八院总研制,计划2020年完成“天河一号”卫星首批双星发射、2022年完成六星组网建设。
  对此,多位气象学家批评,“天河工程”上马仓促。吴国雄向《中国科学报》记者表示:“作为一种科学理论,‘天河’概念的提出无可厚非。一旦科学理论要从科学到工程实践,就必须谨慎对待。”
  首先,其科学基础存疑。2016年5月,青海大学校长、中科院院士王光谦带领的团队在《中国科学:技术科学》上发表论文《天空河流:发现、概念及其科学问题》,提出“天河(Sky River)”概念。
  美国国家海洋和大气管理局研究员杜钧表示:“这并不是一个新概念,它最早由美国麻省理工学院的科学家在上世纪九十年代初提出,在天气预报中经常应用。”
  国防科技大学气象海洋学院教授陆汉城评价:“论文内容是大气科学已有成果的研究。”
  中科院大气物理研究所研究员孙继明也对《中国科学报》记者表示,论文提出的“天河”概念只是创造了一个新名词,没有物理内涵上的创新。
  其次,其“水汽输送”的目标被指难以人工控制。多处公开报道指出,“天河工程”的目标是把一部分天然落入长江流域的降水截留或诱导到黄河流域,实现空中调水。“这超出了人类的能力范围。”杜钧评价。
  大气科学理论的共识是:水汽输送的动力来自全球热力驱动。例如,吴国雄等研究者在上世纪末提出青藏高原“感热气泵”观点,这让大气科学家相信,水汽输送是和温度、地表条件、大气环流等因素相关的复杂过程。
  在吴国雄看来,“大气河流”概念只是一个形象的比喻。“水汽输送通道和陆地上的河流完全是两个概念。”他强调,“大气中水汽输送通道不固定,也没有边界。”
  陆汉城同意这个观点:“大气中的水汽尽管可以用‘河’来表示,但其在三维空间呈弥漫式分布,总是和复杂的大气运动联系在一起。”
  第三,即使能够实现水汽输送,鉴于人工影响天气技术不成熟,“天河工程”仍难形成有效人工增雨。
  从事云降水物理学研究的孙继明表示,人工影响天气技术本质上建立在降水的物理机制上。而无论哪种类型的降水,都要经历从水汽到云滴、再到降水的过程。也就是说,光有足够的水汽还不足以凝结生成云滴,还必须满足水汽达到“饱和”这个条件。
  自然条件下,气流上升和冷暖空气混合是两种典型的让水汽饱和的条件。吴国雄指出,如果大气状态稳定没有上升运动,“有云也降不了水”。
  另外,即使在有云的条件下,人工催化也将面临云层厚度、云底高度等苛刻的物理条件。
  一位在人工影响天气领域工作多年的资深院士告诉《中国科学报》记者,人工增雨仍处在试验阶段,目前最好的成绩是增加10%~20%的雨量,远无法实现“天河工程”每年在三江源地区增加降水25亿立方米的目标。
  解释:“操控天气”系误读,旨在精确监测
  目前,亦有观点提出支持“天河工程”开展卫星观测。“对‘天河工程’的效果不乐观,但这组卫星观测却是有价值的。”一名微信用户留言表示。
  微信用户LeNanGuang的留言进一步解释了“天河一号”卫星的任务:“天河工程”从来没有说过要控制大气环流,而是通过卫星观测合适的云层来提高人工降雨的概率,其基础也不是“天河理论”,但是可以用来验证“天河理论”。截至目前,此留言获最高点赞数支持。
  经《中国科学报》记者核实,该用户为“天河一号”卫星研制团队成员。
  多个非官方渠道发布的信息为上述消息提供了佐证。
  据“知乎”用户spark sun自称从青海大学获得的一张题为“天河工程目标与展望”的演示文档显示,“天河工程”近期展望是“发射微纳卫星,用于生态监测与天河评估”。
  微信公号“科工力量”作者、空间物理学博士、科普作者“物质第四态”在11月20日发布的文章中分析,“天河工程”并不谋求“搬雨”,而是用人工增雨截断已经存在的天空河流。目前提出的微纳卫星探测计划投资成本并不会十分高昂,将获得高时空分辨率数据。
  中科院地理研究所研究员贾绍凤在2016年10月发表在科学网上的博文中提到,博文发表前几天,他从“天河工程”团队核心成员处了解到,“天河工程”不再提原来的“空中调水”,而是研究如何提高人工增雨的效能。贾绍凤认为:“这是可以研究的,包括发射更高精度的水汽监测卫星,为了解水汽动态及其变化规律提供更准确的信息。”
  不过,他也表示,从当时的情况看,“天河工程”仍有“空中调水”之意,只是避免使用这个词。“空中调水很难,如果没有足够的能量,是不可能改变大气环流格局的。”博文亦对“空中调水”方案提出质疑。
  11月24日,贾绍凤在给《中国科学报》记者回复的邮件中表示,目前,他对“天河工程”仍然坚持博文中的观点。
  截至记者发稿时,“天河工程”项目负责人王光谦未接听手机。青海大学、青海省科技厅等相关机构也未对媒体质疑进行回应。
  一名接近“天河工程”团队的科学家向《中国科学报》记者表示:“对气象学家的质疑,团队成员都知道,但不愿公开争论,想做出来再看效果。”
  回顾:三年、多个项目、大额资金支持
  《中国科学报》记者根据在青海气象局、青海省科技厅、青海大学及清华大学官方网站上检索到的信息,梳理出“天河工程”时间脉络。
  2015年8月,清华大学、青海大学、青海省气象局联合开展“天河工程”人工增雨科学试验。
  同年底,科技部和青海省人民政府批准共同建设“省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室”。随后,青海省科技厅、青海大学、清华大学水沙科学和水利水电工程国家重点实验室陆续投入近7000万元,加上整合青海大学相关资源,仪器设备平台建设资金已超过1亿元。“天河工程”是该实验室重点工作。
  2016年9月,“天河工程与天河星”论证启动会暨第一次专家组会议举行。此次会议后,有媒体采访气象学家质疑其可行性。
  2017年4月,由青海大学、清华大学和青海省气象局申报的青海省科技支撑计划项目“青海省天河动力学规律及其利用”通过论证。该项目2015年立项,经费300万元。
  2017年5月,“天河工程”云雨监测雷达获验收。9月,在上海召开由清华大学、中国航天科技集团、青海大学和黄河水利委员会三家主办的第二次专家会议。
  2017年11月,“空中水资源与天河工程”国际合作研究计划通过科技部“科技创新国际化环境”类项目立项,获经费1002万元。
  此前,2016年11月,“天河工程”团队曾申报国家重点研发计划“水资源高效开发利用”重点专项,17位评审专家投票的结果是不予批准。
  据知情人士透露,该团队在此次申请中计划采用飞秒激光技术产生硝酸盐促进大云滴形成以及冰晶的形成。“但是没有任何室外的实验证明这套方案能够行得通。”该知情人士告诉《中国科学报》记者。
  2018年3月,青海省—清华大学—中国航天科技集团三方协议签订。2018年9月,“天河工程”项目合作研讨会在深圳召开,深圳市及清华深圳研究院参与,团队与贵山基金管理有限公司进行磋商。
  2018年11月“天河工程”卫星模型首次公开亮相。
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