天河工程被指「荒誕幻想」

近日，科學網《氣象學家實名批「天河工程」不顧質疑倉促上馬》一文引起社會廣泛關注，文章報道了多名氣象學家質疑「天河工程」。一系列媒體也隨之跟進，並展開了相關討論。

王光謙

對於這些質疑和關注，記者獨家採訪了「天河」研究團隊負責人，全國政協委員、中國科學院院士、青海大學校長王光謙。

「社會上存在一系列對『天河工程』的誤解。」王光謙明確表示，「現階段『天河工程』還是科學探索的研究項目，並非大型水利工程建設項目。對天河研究的定位在於研究探索層面，離實際規模性應用尚有很大距離，探索之旅剛剛開始。」

尋找解決黃河缺水的另一條可能路線

記者：近日社會上對「天河工程」有一些質疑聲音，有人評價這是一個「既沒有科學基礎也沒有技術可行性的荒誕幻想項目」。什麼是天河工程？為什麼當初提出這個設想？

王光謙：對於天河工程的最初設想，是為了緩解黃河缺水問題。

由於我國水資源時空分布不均衡，黃河一度「斷流」頻發。雖然通過國家強有力的措施，2000年以來實現了黃河不斷流。但根據第二次全國水資源評價成果，黃河的多年平均天然徑流量已由第一次評價時的580億立方米減少為535億立方米，將來還可能進一步減少。在全球氣候變化導致水文情勢變化、未來仍有極大的不確定性背景下，實現黃河從一般意義上的「不斷流」向「功能性不斷流」轉變，形勢依然嚴峻。

因此不管從水利的角度還是從氣象的角度，通過科學研究，任何有希望解決問題的辦法都是值得嘗試的。

在應對水資源短缺方面，水利行業傳統上是通過築壩蓄水方式或跨流域調水實現水資源的統籌配置。但對於黃河上游而言，由於三江源地區高海拔、高寒、地質情況複雜等因素，這兩種方式都存在很大難度。

除傳統手段外，我們思索是否還有第三條可能的路線？

事實上，氣象部門長期開展的人工影響天氣工作給予我們很多啟發：水在天上，可以通過人工影響天氣增加降水量。

因此，作為科學研究問題，我和我的團隊設想：通過研究確定適宜地域，在合適的地區和恰當的時機，可以將人工影響天氣增加降水量與水利工程調節水資源的工作結合起來，主動挖掘利用一部分空中的水資源，實現空-地聯合的水資源調配。

例如：在三江源地區，空中雲水資源量相對豐富，具備良好的降水轉化條件和利用潛力，如果能在源區通過有效的技術手段適當干預，適度增加降水，將是對黃河水源的有效補充，並可通過水利工程調配緩解流域的水資源短缺形勢。基於這些考慮，我們提出了「天河工程」設想，希望從水利角度尋找一條利用空中水資源的途徑。

超越了傳統水利學科，是多學科的交叉融合

記者：現在社會上提出的一個質疑是，該工程是在「氣象學界集體缺席前期論證」的情況下通過的，在項目執行過程中，也缺乏氣象學界的參與。作為水利專家，為什麼去研究氣象問題？

王光謙：天河研究不僅僅是氣象問題。

水循環研究地球水物質的運動，既包括地表水文過程，也包括空中水汽輸運和降水轉化。在觀測、模擬技術快速發展的背景下，我認為空-地整體研究是學科發展的必然趨勢，也是未來水利、氣象、信息等學科交叉融合的內在需求。

例如，氣候變化導致的水文情勢的變化和不確定性日益顯著，水利科學與工程逐漸從河流研究拓展為流域研究，進而擴展為對全球水循環的研究。構建氣象、水利、信息深度融合的學科不僅是科學研究的需要，也是我國水資源安全保障的需求。

具體到天河研究，是水循環研究的自然延伸，超越了傳統水利學科，需要多學科的交叉和融合。

此外，在本項目推進過程中，一直有中國氣象科學研究院、中科院大氣物理所、青海省氣象科學研究所以及國外一些大學相關氣象專家的參與，並不存在氣象學界的缺失。

「天河工程」並非「南水北調」等工程建設項目

記者：根據媒體報道，有氣象學界專家指出，所謂「天河理論」，氣象學家幾十年前已經發現了，有氣象學家將大氣環流中的水汽分布帶稱為「Atmospheric River」，就是「大氣河流」。您把它稱為「天河理論」實際上沒有區別；此外，氣象科學上對人工影響天氣的雲降水物理過程的認識還不完善和全面，影響大氣環流是不可實現的，因此提出項目沒有技術可行性，您怎麼看?

王光謙：氣象學對水汽輸運及與之相關的天氣過程進行了深入的研究，比如「大氣河流」就是其中的一個典型，有助於理解水汽輸運對極端水文過程的認識。我們在論述天河設想的學術論文中也引用了相關的研究成果。但是，從水利科學與工程的角度看，我們不僅關心空中水物質的輸運及附帶的天氣過程，同時還關心與之相應的降水轉化、水資源形成與開發利用的可能。

天河工程的研究，其核心是分析大氣中的水物質分布與輸送格局，利用已有成型技術並研發空-地水物質的聯合監測技術、新型高效人工干預技術，為實現空中水資源與地表水資源的耦合調控和統籌利用提供科學和技術支撐，其核心目標是如何在局部區域用好人工影響天氣適度增加地表徑流，絕非改變大氣環流。

所以說，天河（Sky River）的定義與大氣河流有相同之處，但我們的「天河」從一開始就是從水資源利用的角度提出的，關心的是統計意義上的結構特徵及其對海陸間水資源空中輸送的長期貢獻。

這是水利人抬頭看天的嘗試，目的是為了更好地開展水循環和水資源研究，也學習借鑒氣象領域的已有成果。

記者：根據此前媒體報道，我國目前已正式啟動「天河工程」衛星和火箭工程研製。是不是意味著就像南水北調、長江三峽等水利工程項目一樣，國家已經把相關部署提上議事日程？

王光謙：這裡有一個誤解需要澄清。現階段「天河工程」還是科學研究項目，並非「南水北調」等大型水利工程建設項目。取名為「天河工程」，主要是「天河」已有很多指向，比如神話傳說中的「天河」、現實社會中的「天河」計算機等。為與已有以「天河」命名的其他項目區分，才用了「天河工程」，本質上還是相關理論的研究。

當然，我們提出「天河工程」也是想把「猜想」走向實用，而不是只停留在概念或理論研究上。

「天河工程」目前還定位在理論探索和試驗研究

記者：根據此前媒體報道，「天河工程」衛星和火箭工程由中國航天科技集團八院總研製，計劃2020年完成首批雙星發射；計劃2022年完成六星組網，屆時將實現三江源地區24次/天的衛星監測重訪能力。但也有質疑說，目前全球的氣象觀測網已經可以對全球大氣所有變數進行深入觀測研究，沒有必要再建新的觀測系統。

王光謙：空-地水循環一體化監測對多個領域的研究具有重要意義。天河一號衛星在衛星軌道設計、載荷配置、研發周期等方面進行了權衡優化，有助於彌補現有氣象衛星監測能力的不足，並強化了對三江源及同緯度地區的觀測重訪能力。衛星載荷採用的是氣象業務與科研衛星常用的水汽、雲、降水觀測儀器，並在性能指標和工作模式上有所優化。衛星發射組網後，可提供高時空解析度的數據集，供共享使用，其機動觀測能力可為颱風等災害天氣的觀測、預警和研究提供服務。天河一號衛星設計的近地軌道重訪性能和機動觀測能力是風雲系列氣象衛星目前不具備的。

記者：對這個科研項目，有人質疑這是倉促上馬，並對「天河工程」的審批流程和立項情況提出異議。您能否介紹一下具體情況

王光謙：我們團隊目前承擔的是科學研究項目，目的是探索研究相關現象的機理、研發新技術。這些項目都是經過嚴格審查、專家網評、專家會議評審和公示等程序後獲批立項的。國家的科技項目立項、論證和審批都是有嚴格程序的，包括項目申報指南徵求意見、預申報、網評、會評答辯、公示等環節。

項目獲批以來，研究團隊嚴格按照有關科研項目管理的要求穩步推進，始終秉承嚴謹治學之精神，紮實工作。青海大學和清華大學的青年教師和學生團隊40多人，今年的中秋和國慶節都在海拔4200多米的高原野外試驗場度過。

我們研究的部分初步成果雖已有在國內外學術期刊發表，但離實際規模性應用尚有很大距離，探索之旅剛剛開始。

目前，天河工程還定位在理論探索和試驗研究階段，有的想法還顯幼稚，有的方法還不成熟，有的領域專家還未來得及溝通和前去請教，有的論證還遠沒有結束。我們非常感謝社會各界對「天河」相關研究的關心和討論，這將促進我們更全面、更嚴謹、更深入地探索這一複雜的問題。

天河研究開展的挑戰性在於對一些未知領域的探索的不確定性，正因如此我們一直將之定位在研究探索層面，同時在對未來充滿期待的驅動下開展了一些野外觀測與人工降雨新途徑的探索。作為科技工作者，我們也將一直堅守科技工作者的操守，珍惜用好科研經費。

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