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

太長不看版

1、給喜馬拉雅山開大口子的提議，曾經(jīng)被包括科學家在內(nèi)的各界認真討論過；

2、給喜馬拉雅山開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，開口子并不會從根本上改變環(huán)流，除非把青藏高原徹底挖掉；

4、目前給喜馬拉雅山開大口的提議不是科學問題，已是著名娛樂段子。

Part.1

做現(xiàn)代版愚公

——企業(yè)家、科學家都提過給喜馬拉雅山開口子的提議

喜馬拉雅山平均海拔高達 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 11000 毫米，乞拉朋齊還曾創(chuàng)下年降水量 26000 多毫米的世界紀錄。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。人們在內(nèi)陸望洋興嘆：要是印度洋的暖濕氣流能越過喜馬拉雅山脈，到達青藏高原甚至西北荒漠多好啊。90 年代初，有領(lǐng)導人曾提到過，" 有人建議，把喜馬拉雅山炸開 50 公里，降低 2000 米高度，形成一個豁口，把印度洋的暖流引導向西北，使西北變成降雨區(qū)。"

確實，當時不少 " 風云人物 " 都琢磨過這事，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 飛機的風云企業(yè)家在 1997 年提出大膽設想，要將喜馬拉雅山脈炸開一道 50 公里的口子，讓印度洋暖濕氣流北上進入中國干燥的大西北，從而從根本上改變大西北氣候，變成新的大糧倉！

1997 年，馮小剛等一干導演拜會牟其中先生時，在座談會中徹底被這個炸開喜馬拉雅山的想法折服，按捺不住興奮，把這個橋段引入到了電影《不見不散》中，借葛優(yōu)的嘴把這驚世設想告訴了觀眾：" 這是喜馬拉雅山脈，這是中國的青藏高原，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，尼泊爾王國氣候濕潤，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，把印度洋的暖風引到我們這里來。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，還得變出多少個魚米之鄉(xiāng)？"

1998 年雅魯藏布江大峽谷科學探險活動在科學家、探險家、登山家、媒體和商業(yè)贊助的推動下順利進行，中科院大氣所高登義研究員擔任隊長，人大副委員長王光英為考察隊授旗，中央電視臺首次實現(xiàn)全程穿越的實時轉(zhuǎn)播。供圖：高登義

1998 年，中國科學探險隊在高登義等科學家率領(lǐng)下徒步穿越雅魯藏布大峽谷，探險活動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。這引起了我國兩位科學泰斗錢學森和錢偉長先生的關(guān)注，他們聯(lián)名幾位政協(xié)委員致函國家領(lǐng)導人，大膽建議，可否擴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，以緩解我國西北干旱狀況。

為了考察這個問題，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《中國科學》上發(fā)表過題為 " 雅魯藏布江水汽通道初探 " 的論文，葉篤正先生向高登義當面交代：要認真按照兩位科學家提議的思路進行分析和研究。

高登義的研究表明，即使把雅魯藏布大峽谷擴大到 100 千米寬，并從大峽谷口到我國三江源地區(qū)改變地形為斜坡，選取歷史上最強盛的西南季風年，水汽輸送也不能到達青海三江源地區(qū)。水汽在沿途就會凝結(jié)降落，根本到達不了長江和黃河源頭，更無法緩解我國西北干旱狀況，從氣象條件和地形條件來看，通過河谷來輸送水汽的設想不符合實際。葉篤正老師把高登義等的論文結(jié)論轉(zhuǎn)告兩位科學泰斗后，學術(shù)界再也沒有人再提這個話題了。雖然科學的世界沒有了 " 給喜馬拉雅山開口子 " 的身影，但社會中還不斷存在著關(guān)于它的傳說。

Part.2

核心的科學問題：整體大氣環(huán)流難以改變

給喜馬拉雅山開大口子當然涉及到工程問題，但是在 " 基建狂魔 " 面前，這 " 似乎 " 并不是最核心的困難。真正的問題在于開口子能否達到所期望的目標，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，簡單來說，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。

全球水汽分布特點：熱帶多兩極少，水汽主要集中在 3 公里以下

暖空氣在遇到高山進行爬升的時候，會存在不斷的 " 脫水 " 過程。空氣抬升遇冷，成云致雨，到了山頂?shù)臅r候，空氣中水汽含量大量減少。下山時溫度增加，形成干熱的氣流，稱作 " 焚風 "。因此一般在山脈的迎風坡會形成大規(guī)模降水中心，背風一面形成干熱河谷。

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。例如夏季帶來雷陣雨、冰雹等強對流天氣的云頂高度只有 400-1000 米，帶來持續(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。

我國地形分布西高東低，主要為三級階梯地形。第一階梯為平均海拔 4000 米直達云霄的青藏高原；第二階梯為黃土高原、云貴高原、內(nèi)蒙古高原等區(qū)域；第三級階梯為東部的平原地區(qū)，東北平原、華北平原、長江中下游平原等區(qū)域。因此從東南向西北輸送的暖濕氣流，經(jīng)過路途中一層層山脈阻擋，不斷脫水變得干燥。華南地區(qū)年降水量可達 1200 毫米，翻越南嶺和武夷山到達長江流域降水約為 1000 毫米，翻越太行山脈和呂梁山進入陜西境內(nèi)，降水量就降低為 500-700 毫米。損失至此，氣流還從來沒有越過海拔超過 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 "。

從印度洋來的暖濕氣流要越過青藏高原影響西北干旱區(qū)，要越過平均海拔 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，基本沒有可能，即使到達了西北，在翻越重重山脈中也會被徹底 " 脫水 " 變干。

沿東經(jīng) 85°E 的 7 月平均大氣比濕分布，青藏高原以北的塔克拉瑪干沙漠地區(qū)，比濕與青藏高原南側(cè) 5000 米左右高空相當

為了徹底評估 " 給喜馬拉雅山炸開大口子 " 后可能的氣候影響，2000 年左右，曾慶存院士與趙思雄研究員，指導陳紅和孫建華做了兩組數(shù)值試驗，實驗中設計的工程量之浩大令人咂舌。比如在第一組數(shù)值試驗里，假定在高原不同區(qū)域開一個寬度約 300 公里，長度 4000 公里，深度直達海平面的大口子，這規(guī)模是蘇伊士運河（工程 10 年，埃及 12 萬民工為之獻身，長度約 190 公里，寬度約 300 米，深度約 20 米）寬度的 1000 倍，長度的 20 多倍，深度的 300 倍左右，工程量至少是其的 100 萬倍。分別把大口子設在高原東部（98~101°E）、中部（95~98°E）和西部（89~92°E），模擬的時段是 1998 年的 5 個暴雨個例。模擬表明，在打開通道之后，通道內(nèi)部南側(cè)水汽自南向北輸送增強，降水量增多。但是在通道北側(cè)，自北向南的干空氣也增強，導致通道北側(cè)區(qū)域降水減少，并未見我國西北區(qū)域水汽的增加，反倒是來自孟加拉灣向我國東部的水汽輸送減少，我國東南部地區(qū)降水減少。之所以在高原北側(cè)并未見水汽增加，主要是整個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。

在高原中部區(qū)域開一個大口子，在口子內(nèi)部南側(cè)有降水增加，北側(cè)降水減少。圖片來自于陳紅等（2001）

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

由于第一組數(shù)值試驗討論的是天氣個例，有可能并不能反映 " 開口子 " 之后的長期氣候影響，因此他們又做了第二組數(shù)值試驗。這組數(shù)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(shù)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(cè)，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)降水幾乎沒有變化，新疆干旱的沙漠地區(qū)的降水并沒有增加。打開通道之后，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(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。在打開通道之后，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 " 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。

Part.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(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(cè)發(fā)展強烈的天氣過程時，沿著喜馬拉雅山南麓游走向北推進，在一個個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個地形阻擋，反復抬升形成區(qū)域性降水，逐漸變干并失去前進的動能，因此這一個個的水汽通道可以造就沿河谷的區(qū)域性的綠洲和濕潤的氣候，卻無法到達藏北地區(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 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(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。其輸送水汽強度相當于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(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)開始，往北和往西不到 400 公里，在經(jīng)過崇山峻嶺的層層脫水之后，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嶺。圖片來源高登義等（1985）

雄偉壯麗的雅魯藏布大峽谷，供圖：高登義

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(huán)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(jié)論表明，即使把雅魯藏布大峽谷擴大到 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，即使選用西南季風強勁的時段進行模擬計算，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，也得有強勁的氣流驅(qū)動才行。就像跑步比賽一樣，不管賽道多好，運動員得力爭上游往前沖才有成績。而大尺度氣流與青藏高原整體的地形密切相關(guān)，除非把青藏高原主體挖掉，否則大尺度環(huán)流并不會發(fā)生根本的變化。

所以，撼山易，撼動大氣環(huán)流難！

Part.4

想法很豐滿，現(xiàn)實很骨感

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大平原，而是存在一道道的山脈和復雜的地形。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(qū)。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(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，是認識自然，遵循自然規(guī)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。