給喜馬拉雅山脈開一個“大口子”？

策劃 本刊編輯部

撰文 魏科

供圖 陳少華 高登義 魏科 溫洲

喜馬拉雅山脈昂首天際。山脈南麓地區降水充沛，森林蒼翠,而山脈北麓多為高寒荒漠，氣候惡劣。重重山脈以北的我國西北地區，更是極端干旱的沙漠和戈壁地帶。如果給喜馬拉雅山脈開個“大口子”，能把暖濕氣流引入高原腹地和西北地區，讓西北變魚米之鄉嗎？

一山之隔，氣象迥異

喜馬拉雅山脈平均海拔達6000 米，是世界上最高大雄偉的山脈。從西端海拔8125 米的南迦峰到最東端海拔7782 米的南迦巴瓦峰，綿延2450 千米，南北寬200～350 千米。昂首天際的喜馬拉雅山脈形成了一道極難逾越的巨大天然屏障，甚至連水汽也難以越過，造就了山脈南北兩側迥然不同的氣候。

在喜馬拉雅山脈東部地區，山的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，約為我國年平均降水量的10 倍，乞拉朋齊還曾創下年降水量26000多毫米的世界紀錄，而山北的拉薩年降水量驟降到約450 毫米，兩地直線距離不足500 千米。在喜馬拉雅山脈西部地區，山南的新德里年降水量可達1500 毫米，而山北的阿里地區獅泉河鎮年降水量不足100 毫米，形成了寒冷干旱的高寒荒漠氣候，兩地直線距離不足500 千米。

色季拉山秋色。色季拉山位于西藏東南部的林芝市，雅魯藏布江中下游（陳少華 攝）

西藏阿里的高寒荒漠草地（溫洲 攝）

一山之隔，差別何其大。那么，能否給喜馬拉雅山開一個“大口子”，局部改變喜馬拉雅山的地形，打破這道天然屏障，將水汽引入我國內陸，緩解藏北及我國西北等地區的干旱狀況呢？科學家確實進行過相關研究。

天然的“大口子”

其實，喜馬拉雅山脈存在多個天然的“大口子”。在青藏高原有數條河流從北向南穿越喜馬拉雅山脈，比如馬甲藏布（孔雀河）—卡爾納利河、澎曲—阿龍河、朗欽藏布（象泉河）-薩特萊杰河、雅魯藏布江—布拉馬普特拉河等。它們經千萬年的沖刷，在山體中切割出一道道深邃的峽谷。來自印度洋的暖濕氣流通過這些峽谷逆流而上，給沿途帶來充沛的降水……科學家將它們稱為青藏高原的“天然水汽輸送通道”，其中最著名的就是雅魯藏布江大峽谷。

那么，通過考察這些“大口子”的水汽輸送情況，就可以評估“開口子”對氣候的影響和可行性。

雅魯藏布江下游水汽通道成為喜馬拉雅山脈南北生物交換的通道（示意圖）

世界第一大峽谷——雅魯藏布江大峽谷是青藏高原的“天然水汽輸送通道”（陳少華 攝）

巨大的高差和多樣的地貌，加之雅魯藏布江大峽谷輸送的水汽，讓林芝的植物多樣性極為豐富（陳少華 攝）

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，最深處達6009 米，平均深度2268 米。浩浩蕩蕩的雅魯藏布江江水自西而來，在南迦巴瓦峰作馬蹄形大拐彎后，向南奔騰而去，劈開喜馬拉雅山的屏障，為來自印度洋的暖濕氣流提供了一個巨大的天然通道。

1980 年秋，中國科學院對三江（怒江、瀾滄江和金沙江）峽谷和橫斷山脈地區進行綜合科學考察正式立項，考察隊長為我國著名地質學家劉東生先生，副隊長為山地氣象學家高登義先生和地理學家楊逸疇先生。在這個科學考察隊研究的眾多項目里，就包括對雅魯藏布江下游水汽通道作用的研究。

該科學考察隊經過1982～1985 年進行的野外考察發現：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向青藏高原腹地輸送水汽的最大通道，其中夏季水汽輸送最強，在布拉馬普特拉河區域，水汽輸送強度達到2 千克/厘米2/秒以上，到墨脫一帶達到1 千克/厘米2/秒，經過大拐彎之后為0.5～0.75 千克/厘米2/秒，并沿著支流易貢藏布江向西北方向輸送。

這條水汽通道造就了青藏高原東南部的自然環境，使這里成為一片綠色世界。喜馬拉雅山以北主要是高寒草甸地貌景觀，而處于峽谷地帶的林芝則被稱為“西藏的江南”。巨大的高差和多樣的地貌，加之作為同緯度最大降水區的雅魯藏布大峽谷輸送的水汽，讓林芝的植物多樣性極為豐富。

20 世紀80 年代中國科學院雅魯藏布江下游水汽通道科考一瞥（圖片由高登義供圖）：

①雨季公路常常塌方，科考隊只能夠攀爬去觀測站

②易貢湖畔水汽通道觀測站

③建在易貢湖畔的水汽通道觀測站

④科考隊在易貢湖畔水汽通道觀測站觀測

⑤科考隊員在然烏湖畔觀測水汽通道時用午餐（1983）（左2 為高登義副隊長）

山脈形成的巨型“脫水機”

即使是世界第一大峽谷的強大水汽輸送，其影響的范圍也僅限于藏東南的局部區域，而且集中于橫斷山系一帶。水汽在南北走向的河谷中逆流而上，沿途遭遇地形阻擋，反復抬升形成區域性降水，并在山谷兩岸形成眾多雪山。經過崇山峻嶺的層層“脫水”之后，氣流逐漸變干并失去前進的動能，年降水量從南迦巴瓦峰南側的每年8000 多毫米，往北和往西不過400 千米，便迅速降低到每年500 毫米左右，而這里距離藏北和我國西北地區還很遙遠。

因此，雖然喜馬拉雅山脈東部的多個水汽通道可以造就沿河谷區域的綠洲和濕潤的氣候，卻無法到達藏北地區及更遠。

大氣中水汽的分布受眾多因素的影響，其中最重要的影響因素為溫度。簡單來說，大氣溫度越高，能容納的水汽越多，反之，能容納的水汽越少。一般來講，每升高1 千米，大氣溫度降低約6℃，因此大氣中水汽含量隨高度增加而迅速減少，水汽主要存在于近地面3000 米以下。在4000 米以上，水汽含量將降低至地面附近的1/3 以下，再考慮到高層空氣密度低，海拔4000 米以上相同體積空氣中的水汽量只有平原地區的1/5 以下。

暖濕空氣在遇到高山時被迫爬升，氣溫開始降低，空氣中能包含的最大水汽量減少，多余的部分就成云致雨，在山頂空氣中水汽含量將大量減少。而來自印度洋的暖濕氣流即使越過了喜馬拉雅山脈，在其北部還有高大的岡底斯山脈、唐古拉山脈、巴顏喀拉山脈、昆侖山脈和阿爾金山脈。在翻越重重山脈之后，這些氣流將被徹底“脫水”，基本沒可能把水帶到我國西北地區。

水汽在南北走向的河谷中逆流而上，經過崇山峻嶺的層層“脫水”之后，氣流逐漸變干并失去前進的動能，年降水量迅速降低（陳少華 攝）

三次數值模擬試驗

我國兩位科學泰斗錢學森先生和錢偉長先生曾經關注到這一研究課題，并為此與氣象界泰斗葉篤正先生進行了交流，討論人為改變地形地貌，引入印度洋水汽的可能性。最終，葉篤正先生將這一科研課題交給了高登義先生。高登義和研究生蹇詠霄完成了論文《雅魯藏布大峽谷地形變化與水汽通道作用研究》，其主要部分后來發表在高登義的專著《中國山地環境氣象學》（河南科學技術出版社，2005 年）中。

研究表明，即使把雅魯藏布大峽谷擴大到100 千米寬，并將從大峽谷口到三江源地區的地形改變為更利于水汽輸送的斜坡，同時選取歷史上最強盛的西南季風年做參照，來自印度洋的水汽也一樣會在沿途就凝結降落，根本到達不了三江源地區，更無法緩解我國西北地區的干旱狀況。因此，無論從氣象學還是從地形上看，把喜馬拉雅山脈“口子”擴大這個設想都不具備可行性。

那么，如果“口子”開得更寬更深更長會怎么樣？

為了進一步評估這項工程可能的氣候影響，2000 年左右，中國科學院大氣物理研究所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值試驗，實驗中設計的工程量之浩大令人咋舌。

在第一組數值試驗里，研究人員假定在高原不同區域開一個寬約300 千米，長4000 千米，深度直達海平面的“大口子”，規模是蘇伊士運河寬度的1000 倍、長度的20 多倍、深度的300 倍左右，工程量至少是100 萬倍。工程位置分別設在高原東部（98°～101°E）、中 部（95 °～98 ° E）和 西 部（89°～92°E），模擬時段選取的是1998 年的5 個暴雨個例。結果表明，打開通道之后，在通道南端水汽自南向北輸送增加，降水量增多。但是在通道北端，自北向南輸入的干空氣也會增強，導致北端區域的降水減少，且未見西北區域水汽增加。更為重要的是，來自孟加拉灣向我國東部地區輸送的水汽量會減少，東南部地區降水將減少，而這將改變我國東南傳統的“魚米之鄉”的氣象條件。

中國科學院青藏高原研究所魯朗觀測站（高登義 攝）

數值模擬表明，給青藏高原開一個“大口子”后（圖中白色區域），“大口子”內部降水增多，而“大口子”北側和南側的出、入口區域降水減少。位于高原北側的西北地區并未見明顯的降水變化（魏科 供圖）

第二組數值試驗設想的工程更為“合理”一些，研究人員假設從喜馬拉雅山脈的我國國境線開始往北將海拔4000 米以上的山體全部挖掉，設計“口子”寬度為1000 千米，一直挖到青藏高原北側，長度約800 千米。工程量比上一組實驗小了很多，是蘇伊士運河的70 萬倍，但仍然是三峽大壩開挖土石方量（1.5 億立方米）的500 多萬倍。模擬顯示，打開通道后，通道中部地區年降水有所增加，增幅約為50～200 毫米，但是通道中心及以外并無明顯變化，尤其是通道入口和出口區域降水都減少了。同時，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，很快就會形成降水，水汽并不能輸送到西北區域，新疆的干旱沙漠地區的降水并沒有增加。

撼山易，撼大氣環流難

雅魯藏布江航拍圖（陳少華 攝）

在制約雅魯藏布江大峽谷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。由于青藏高原的阻隔，對北半球中緯度地區氣候有決定性影響的西風氣流在到達高原西側時，無法翻越高大的高原，被迫從高原南北兩側繞流通過，形成“北脊南槽”的環流，而這樣的大尺度環流對青藏高原及我國氣候有著極大的影響。因此，即使能局部改變地形，比如增加或者擴大南北向的水汽通道，由于青藏高原主體的存在，南北的繞行大環流不會發生根本變化，氣流不會乖乖地順著“口子”往北走。

那么，如果把青藏高原整體挖掉呢？

這個想法聽起來有點瘋狂，挖出來的土石得在其他地方堆積出一個新的青藏高原來。還好，我們不需要真正動工，這樣的想法可以在數值試驗里驗證。研究人員不僅可以根據設計調整高原的高度，還可以移動位置、改變形狀等，從而來檢驗氣候和環境的相應變化。隨著超級計算機的發展和數值模式的成熟，2000 年之后，這樣的實驗越來越多。

試驗表明，如果把整個青藏高原挖掉，我國西北地區的降水雖然略有增加，但整體變化不大，依然為干旱和極端干旱地區，反倒是，如果沒有了青藏高原，我國東部地區東南季風帶來的降水所能到達的范圍（尤其是在南北方向的擴展）將大幅度減小，從華北到華南的降水量減少明顯。這些地區是我國經濟發達、人口密集的富庶之地，是著名的“魚米之鄉”。實驗表明，如果沒有青藏高原，這些地區的氣候條件會被完全破壞，“魚米之鄉”將可能不復存在，這種損失看起來遠超增加西北降水得到的收益。

我國西北地區地處亞歐大陸的內陸，距離四個大洋都很遙遠，只要海陸分布不發生變化，能到達西北的水汽量就不會發生根本性的變化。任何方向的氣流到達西北地區的時候，已經經過了沿途山脈阻隔和天氣過程的影響，水汽在途中以降水的形式不斷消耗，到達西北的干空氣需要極強的天氣過程和極高的地形抬升，才能形成有限的降水。

此外，西部氣流的下沉運動還與北半球海陸分布有關。一般而言，在北半球的中緯度地區、亞洲東海岸和北美東海岸容易形成西風帶中的槽區，槽區氣壓低，容易形成降雨；而亞洲內陸和北美西海岸是脊區，脊區氣壓高，盛行下沉氣流，不利于形成降水。然而，要改變北半球的海陸分布，恐怕真是不可能完成的任務。

所以，撼山易，撼大氣環流難。尊重自然，在自然中尋求生存法則才是人類最好的選擇。