NASA的这篇研究报告发表在2006年美国地球物理联盟的《地球物理研究》上,首席作者为吴力广(音),他的工作单位是位于马里兰州的NASA哥达德航空航天中心与马里兰大学巴蒂摩尔分院。其实NASA这篇研究报告的内容已经早已传入大陆。后来中国多个媒体予以转载。
研究报告首先介绍了长江和三峡工程的基本概况:
2009年完工的三峡大坝,横跨中国长江,将是世界上最大的水电站,也将是世界上少有的几个能从太空用肉眼观测到的人工建筑。NASA的地球资源探测卫星自这座大坝1994年破土动工以来,就一直提供详细、清晰的大坝上空场面。长江是世界第三大河流,在中国境内绵延3900多英里,诸如上海附近的出海口。历史上,这条大河一直容易发生水患,基本上每十年就会泛滥一次。单是20世纪这一百年里,据中共官方统计,约有30万人死于长江水患。
大坝的修筑将改善长江的洪水控制,保护下游平原地区1500万人口以及370万亩农田。通过NASA的地球资源探测卫星,可以俯瞰这座大坝的修筑情况。第一幅图片显示的是工程开始前的三峡地区。到2000年,河流两岸的工程已经开始动工,但是被截流的河水还是能顺着河南岸一条窄窄的水道流出。2004年的图片显示大坝主墙的有限进程,以及注了一部分水的水库,以及边上的许多峡谷。到2006年中,主墙已经竣工,长达2英里(合三公里)的水库横跨在大坝上,注满了来自上游的江水。
三峡大坝的绝对面积与发电量是难以想象的。工程建设成本高达6250亿美元,长大约1.4英里(合:2.3公里),高607英尺,比亚利桑那和内华达州交界的胡佛大坝大5倍。
三峡大坝水库工程储水量达5兆加仑,到2009年全部26个机轮安装完成投入使用时,三峡大坝的电输出量可达1万8千兆瓦特,是胡佛大坝的20倍。水库也将容许万吨货轮进入中国的内部城市,打开新兴内陆城市的农业和制造业市场,增加进入中国城市的商业船只。
尽管拥有这些预期的优势,但是建造三峡大坝还是免不了成为备受争议的焦点。虽然水库的储水能力能够减轻今后下游水患的频繁性,但是大坝的水库将高于海平面574英尺(合:175米),淹没244平方英里(合:393平方公里)的土地,包括这三座命名大坝的瞿塘峡、巫峡,和西陵峡。其后果导致超过100万人口必须重新安置,数十座建筑和文化景观将消失在水库里。
除此之外还有环境方面的忧虑。三峡大坝的修筑是为了治理百年一遇的大水。
笔者对研究报告中的“三峡工程建设成本高达6250亿美元”这一信息十分感兴趣。2006年,美元对人民币的汇率是:2006年7月20日银行间外汇市场美元等交易货币对人民币汇率的中间价为:1美元对人民币7.9918元。就是说,1美元相当于8元人民币。三峡工程建设成本高达6250亿美元,折合5万亿元人民币!为什么中共政府不敢公开三峡工程的造价?
吴力广等利用热带降雨测量量测程序(TRMM),采用了由Terra卫星发回的数据,使用美国宾夕法尼亚州立大学大气研究中心(PSUNCAR)第五代中等尺度模型(MM5)的高精密度数字模拟技术,分析了三峡水库对于地区降雨以及地表温度的影响。他们把数据分为蓄水前(1998年1月到2003年1月)和蓄水后(2004年1月到2006年1月)两组,进行了对比研究。
研究报告的结论是:水库蓄水后,降雨减少的区域分布在库区及库区以南,而降雨增加最多的区域分布长江以北,平行于三峡库区约150千米左右的地带,也就是说,三峡工程对长江以北至大巴山和秦岭之间区域的降水有着显著的增强。
从地表温度的变化来看,大巴山和秦岭之间的气温平均降低了0.67℃,这是因为降雨增多,云层也增多,减少了阳光直射,降低了到达地表的热量。
吴力广等的报告还认为,三峡水库对气候的影响是区域性的,可以达到100千米的范围,而不是三峡工程论证专家组给出的10千米。三峡水库影响降雨的区域面积达到62平方英里(160.6平方千米),而不是三峡工程论证专家组提出的6平方英里(15.5平方千米)。
必须指出的是,2003年6月1日三峡水库蓄水位只是升高到海拔135米,就是到2006年1月,三峡水库蓄水位也还是海拔135米,直到2006年汛后才升高到海拔156米。吴力广等所利用的第二组数据,是蓄水位在海拔135。如吴力广等所指出的,按照计划,三峡水库要在2009年才蓄水到海拔175米,那时三峡水库达到它的最高蓄水位以后,地区气温和降水量的变化将会更明显。
对于引起这种降水变化的原因,吴力广等的报告认为,大大增加的水域面积将加强当地蒸发并降低附近的温度,其结果是水域上方的大气更加稳定,进而使660千米长的水库水域大气产生不规则向下垂直运动。如果产生的中等尺度的向下垂直运动跟三峡水库附近近几百千米内的复杂地貌相互作用,三峡水库对气候的影响尺度将达到百千米量级,而不是十千米量级。
正如NASA研究报告所指出的,三峡工程对长江以北至大巴山和秦岭之间区域的降水有着显著的增强。这就直接影响到邓小平的老家——川东北地区。
五、对美国国家航空航天局研究报告的反击
2011年3月14日新华社发表题为《极端天气气候事件与三峡工程没有联系》的报道,对美国国家航空航天局的研究报告进行反击。新华社采访了四个人,一位是全国政协委员、中国气象局局长郑国光,一位是全国政协委员、三峡库区地质灾害防治工作领导小组办公室主任李烈荣,一位是南京水利科学研究院、水文水资源与水利工程科学重点实验室的王国庆教授,一位是中国水力发电工程学会副秘书长张博庭。
郑国光表示,三峡工程仅对周边地区气候有些许影响,但微不足道。郑国光认为,从气象学的角度看,三峡工程建成增加了水分的内循环,而大区域范围的水分外循环并不会因为局部地区的地表改变而改变。外循环对降水的影响占95%,内循环对降水的影响仅占5%左右。把这种微调作用和大气环流异常引起的大范围高温热浪、极端干旱、区域暴雨洪涝联系起来,没有科学依据。中国气象局国家气候中心根据三峡蓄水前后的气候监测资料分析表明,三峡水库对气温的影响是冬季增温不足0.5℃,夏季有降温不足0.3℃。
李烈荣告诉记者,三峡水库给当地带来的变化,就是湖北、重庆部分地区的水面增加了1500平方公里左右,水面蒸发范围大了,局部地区降水量增加了,但范围极其有限。三峡周边区域比三峡水库面积大几千、几万倍,其降水水汽主要来自印度洋和太平洋。
张博庭认为:三峡大坝形成的是狭长的条形湖,少量的水汽只能影响到局部地区气候。就如同某个城市的小湖,周围可能凉快一点,水汽高一点,昼夜温差小一点,但无法影响大范围的气候。
王国庆表示,大面积水体替代陆地,确实将对区域气温产生一定的影响,但其作用总体表现在对气温的“缓冲”和“调节”上,通过升高最低气温、降低最高气温,从而在一定程度上减弱气温的日差以及年内变差和年际差异。
新华社的报道再次强调,原国家环保总局审查通过的《长江三峡水利枢纽环境影响报告书》中,对三峡水库形成后的气候问题作了科学分析,基本结论是:三峡建库后,对库区及邻近区域温度、湿度、风和雾的影响范围一般不超过10公里。
笔者认为,新华社的这篇报道中还是含有一些有用的信息。
中国气象局国家气候中心根据三峡蓄水前后的气候监测资料分析表明,三峡水库对气温的影响是冬季增温不足0.5℃,夏季有降温不足0.3℃。这就否定了原国家环保总局审查通过的《长江三峡水利枢纽环境影响报告书》中极端最高气温约下降4.5C,极端最低气温可升高3C左右的结论。环境影响报告书的结论是极端最高气温约下降4.5C,实际是夏季有降温不足0.3℃,与国家气候中心的气候监测资料相差太远;环境影响报告书的结论是极端最低气温可升高3C左右,国家气候中心的气候监测资料称冬季增温不足0.5℃,两者相差还是太大。既然《长江三峡水利枢纽环境影响报告书》在极端气温变化上出错,也可能在蒸发、降雨等上出错。
李烈荣指出,三峡水库给当地带来的变化,就是湖北、重庆部分地区的水面增加了1500平方公里左右,水面蒸发范围大了。这比NASA吴力广等的报告中的“大坝的水库将高于海平面574英尺(合:175米),淹没244平方英里(合:393平方公里)的土地”要大许多。这可能是NASA研究报告使用的2004年1月到2006年1月数据,都是蓄水位不超过海拔135米的数据,而李烈荣是指蓄水位海拔175米、湖北、重庆部分地区的水面增加了1500平方公里左右。因此吴力广等正确地指出,按照计划,三峡水库要在2009年才蓄水到海拔175米,那时三峡水库达到它的最高蓄水位以后,地区气温和降水量的变化将会更明显。
六、四川暴雨与毛泽东在三峡卡住长江洪水,毕其功于一役
一提到三峡大坝工程,有人就说这是中国人的百年梦想,最早可以追溯到孙中山1919年的《建国方略之二——实业计划》,然后就是1944年美国工程师萨凡奇的计划,再接着就是毛泽东关于三峡大坝和南水北调工程的设想。虽然孙中山、萨凡奇和毛泽东都谈论在长江三峡建坝,但是三个人心中这项工程的目标是完全不同的,三个人做着三个完全不同的三峡梦。孙中山设想在三峡建低坝,改善航道,顺便发点电;萨凡奇建高坝用以发电,然后用电力生产化肥,解决中国粮食生产和中国人吃饭问题;毛泽东建高坝是要在三峡把长江洪水卡住,一劳永逸。
建三峡大坝水库工程,在三峡卡住长江洪水,毕其功于一役,这是毛泽东在1953年提出的主意。顾迈男撰写的《毛泽东和林一山谈三峡水库》一文,比较详细地介绍了毛泽东这个主意的产生过程,其中的一些信息对于许多不了解三峡工程决策过程的、或者是对于长江洪水不太了解的读者来说有所帮助,所以摘录几段在下。1953年2月19日长江流域办公室(现长江水利委员会)主任林一山在武汉登上“长江舰”,陪同毛泽东视察长江,一共三天三夜。
第一次对话是关于长江洪水的,摘录如下:
首先,毛主席向林一山了解长江洪水的成因,他问长江流域的气象特点是什么?暴雨区怎样分布?林一山打开随身带来的长江流域图,着重介绍了长江流域的两个暴雨区。一个是从南岭向北流水的地区,如赣江、湘江、资水、沅水,时间大概是4、5、6三个月。暴雨的发展,是从江西到湖南,由南到北,由东到西逐步发展;另一个暴雨区是四川盆地西部、北部、东部和三峡区间,也包括秦岭以南的汉水流域,时间是在7、8、9三个月。这两个暴雨区一般情况下,在降雨时间上是相互错开的。所以在这种情况下,长江不会发生大的洪水灾害。毛主席听了,频频点头。林一山又讲了引起长江洪水灾害的降雨情况。他说,如果这两个大暴雨区同时降雨,这些暴雨区的洪水汇合在一起,长江的河道不能安全下泄,就会发生水灾。这种全流域性降雨的天气,一般5—10年可能发生一次。另一种暴雨在较大的地区发生,即区域性暴雨,因暴雨强度太大,也会形成罕见的特大洪水。这种情况在长江有历史记载的1000多年间,就有3次(分别是1860年、1870年、1935年)。“长江流域暴雨最大的强度是多少?”毛主席又问。“根据历史记录,1935年7月间的一次暴雨的降雨中心在湖北五峰县,这次降雨总量达到1500毫米,比两湖地区通常年份一年的雨量还多。这次暴雨造成的灾害使汉江中下游一夜之间就淹死了8万余人,澧水下游死亡4万余人。川西的峨嵋山青衣江流域,因地形的关系,每年的降雨总量都可达到2000毫米以上,所以叫做‘川西天漏’。摘录完。
“川西天漏”,主要是指川西的峨嵋山青衣江流域的暴雨,这是当时的暴雨中心。据说当时在场的还有罗瑞卿,“罗长子”,当毛泽东听到川西暴雨中心每年的降雨总量都可达到2000毫米以上时说,比“罗长子”个儿还高。
毛泽东设想在三峡建大坝,卡住长江洪水,毕其功于一役,这是不切合实际的,它要求三峡大坝后面有一个很大很大的水库,可以拦蓄来自上游、特别是来自四川的洪水。即使三峡大坝能把洪水卡住,大坝后面的水位抬升,四川省包括重庆市的洪水位都要抬高,对四川省包括重庆市的防洪十分不利。
七、目前四川两个暴雨中心
向感兴趣的读者推荐成都信息工程大学黄楚惠等的一篇题为《近10 a气候变化影响下四川山地暴雨事件的演变特征》的研究报告。
研究报告所采用的资料为四川省165个国家基准气象站的逐日降水数据以及4841个四川省加密自动气象站的逐时降水数据,时段为2010—2019年的5—9月。灾情统计数据来源于四川省气象台提供的暴雨洪涝与地质灾害资料。
2010年至2019年,正好是三峡工程宣布竣工,水库蓄水至正常蓄水位海拔175后的四川暴雨洪涝与地质灾害资料。而美国NASA研究报告只到2006年就结束了,可以说这个研究报告提供的资料是美国NASA研究报告的继续。
研究报告给出了2010年至2019年四川山地暴雨事件及致灾情况统计表:
时间 | 频次 | 总累积雨量/mm | 洪涝灾害频次 | |
2010 | 25 | 2 513.2 | 20 | 5 |
2011 | 34 | 3 620.3 | 13 | 4 |
2012 | 24 | 3 025.9 | 20 | 6 |
2013 | 23 | 3 179.4 | 16 | 5 |
2014 | 23 | 3 162.8 | 18 | 4 |
2015 | 27 | 3 060.0 | 13 | 3 |
2016 | 24 | 2 797.4 | 11 | 2 |
2017 | 30 | 2 791.5 | 16 | 10 |
2018 | 21 | 3 177.7 | 9 | 6 |
2019 | 24 | 2 832.3 | 3 | 7 |
黄楚惠等指出, 10年间四川两大山地共出现255次山地暴雨事件,即每年均有超20次暴雨事件发生在四川西部山地和四川东北部山地,2011年和2017年出现超过30次的山地暴雨事件,2011年发生山地暴雨的频次最高(34次),2018年频次最低(21次)。
10年间总累计雨量的年平均值为3016.1 mm·a-1,最高值亦出现在2011年(3620.3毫米),最低值出现在2010年(2513.2毫米)。值得注意的是,2018年山地暴雨事件发生最少,但2018年依然有较高的累计雨量。10 a间共引发191次灾害事件,其中洪涝灾害事件139次,地质灾害事件52次,即平均每年由山地暴雨事件导致的暴雨灾害约为14次,地质灾害约为5次。
2010和2012年暴雨灾害最多(20次),2017年地质灾害最多(10次))分析还发现,虽然暴雨灾害在本文统计时段呈逐年减少趋势,但地质灾害却出现增多趋势。暴雨灾害的减少与不断加强的气象预报能力以及政府防治能力有关,而地质灾害的增加很可能是由于继2008年四川汶川大地震后,四川省不同地区又陆续发生了多次地震,其主要受灾区以及被波及区山体结构遭受不同程度破坏,加上暴雨降水的峰值强度有所上升,在暴雨侵蚀效应的不断累积下,相关的泥石流、山体滑坡、崩塌等地质灾害不断增加。