给喜马拉雅山脉开一个“大口子”？

策划 本刊编辑部

撰文 魏科

供图 陈少华 高登义 魏科 温洲

喜马拉雅山脉昂首天际。山脉南麓地区降水充沛，森林苍翠,而山脉北麓多为高寒荒漠，气候恶劣。重重山脉以北的我国西北地区，更是极端干旱的沙漠和戈壁地带。如果给喜马拉雅山脉开个“大口子”，能把暖湿气流引入高原腹地和西北地区，让西北变鱼米之乡吗？

一山之隔，气象迥异

喜马拉雅山脉平均海拔达6000 米，是世界上最高大雄伟的山脉。从西端海拔8125 米的南迦峰到最东端海拔7782 米的南迦巴瓦峰，绵延2450 千米，南北宽200～350 千米。昂首天际的喜马拉雅山脉形成了一道极难逾越的巨大天然屏障，甚至连水汽也难以越过，造就了山脉南北两侧迥然不同的气候。

在喜马拉雅山脉东部地区，山的南麓有世界最强的降雨中心，其中印度梅加拉亚邦的玛坞西卢和乞拉朋齐年均降水量超过11000 毫米，约为我国年平均降水量的10 倍，乞拉朋齐还曾创下年降水量26000多毫米的世界纪录，而山北的拉萨年降水量骤降到约450 毫米，两地直线距离不足500 千米。在喜马拉雅山脉西部地区，山南的新德里年降水量可达1500 毫米，而山北的阿里地区狮泉河镇年降水量不足100 毫米，形成了寒冷干旱的高寒荒漠气候，两地直线距离不足500 千米。

色季拉山秋色。色季拉山位于西藏东南部的林芝市，雅鲁藏布江中下游（陈少华 摄）

西藏阿里的高寒荒漠草地（温洲 摄）

一山之隔，差别何其大。那么，能否给喜马拉雅山开一个“大口子”，局部改变喜马拉雅山的地形，打破这道天然屏障，将水汽引入我国内陆，缓解藏北及我国西北等地区的干旱状况呢？科学家确实进行过相关研究。

天然的“大口子”

其实，喜马拉雅山脉存在多个天然的“大口子”。在青藏高原有数条河流从北向南穿越喜马拉雅山脉，比如马甲藏布（孔雀河）—卡尔纳利河、澎曲—阿龙河、朗钦藏布（象泉河）-萨特莱杰河、雅鲁藏布江—布拉马普特拉河等。它们经千万年的冲刷，在山体中切割出一道道深邃的峡谷。来自印度洋的暖湿气流通过这些峡谷逆流而上，给沿途带来充沛的降水……科学家将它们称为青藏高原的“天然水汽输送通道”，其中最著名的就是雅鲁藏布江大峡谷。

那么，通过考察这些“大口子”的水汽输送情况，就可以评估“开口子”对气候的影响和可行性。

雅鲁藏布江下游水汽通道成为喜马拉雅山脉南北生物交换的通道（示意图）

世界第一大峡谷——雅鲁藏布江大峡谷是青藏高原的“天然水汽输送通道”（陈少华 摄）

巨大的高差和多样的地貌，加之雅鲁藏布江大峡谷输送的水汽，让林芝的植物多样性极为丰富（陈少华 摄）

以最大的河谷雅鲁藏布江大峡谷为例。雅鲁藏布江大峡谷是世界第一大峡谷，全长504.6 千米，最深处达6009 米，平均深度2268 米。浩浩荡荡的雅鲁藏布江江水自西而来，在南迦巴瓦峰作马蹄形大拐弯后，向南奔腾而去，劈开喜马拉雅山的屏障，为来自印度洋的暖湿气流提供了一个巨大的天然通道。

1980 年秋，中国科学院对三江（怒江、澜沧江和金沙江）峡谷和横断山脉地区进行综合科学考察正式立项，考察队长为我国著名地质学家刘东生先生，副队长为山地气象学家高登义先生和地理学家杨逸畴先生。在这个科学考察队研究的众多项目里，就包括对雅鲁藏布江下游水汽通道作用的研究。

该科学考察队经过1982～1985 年进行的野外考察发现：沿着布拉马普特拉河—雅鲁藏布江河谷逆江而上的水汽输送是向青藏高原腹地输送水汽的最大通道，其中夏季水汽输送最强，在布拉马普特拉河区域，水汽输送强度达到2 千克/厘米2/秒以上，到墨脱一带达到1 千克/厘米2/秒，经过大拐弯之后为0.5～0.75 千克/厘米2/秒，并沿着支流易贡藏布江向西北方向输送。

这条水汽通道造就了青藏高原东南部的自然环境，使这里成为一片绿色世界。喜马拉雅山以北主要是高寒草甸地貌景观，而处于峡谷地带的林芝则被称为“西藏的江南”。巨大的高差和多样的地貌，加之作为同纬度最大降水区的雅鲁藏布大峡谷输送的水汽，让林芝的植物多样性极为丰富。

20 世纪80 年代中国科学院雅鲁藏布江下游水汽通道科考一瞥（图片由高登义供图）：

①雨季公路常常塌方，科考队只能够攀爬去观测站

②易贡湖畔水汽通道观测站

③建在易贡湖畔的水汽通道观测站

④科考队在易贡湖畔水汽通道观测站观测

⑤科考队员在然乌湖畔观测水汽通道时用午餐（1983）（左2 为高登义副队长）

山脉形成的巨型“脱水机”

即使是世界第一大峡谷的强大水汽输送，其影响的范围也仅限于藏东南的局部区域，而且集中于横断山系一带。水汽在南北走向的河谷中逆流而上，沿途遭遇地形阻挡，反复抬升形成区域性降水，并在山谷两岸形成众多雪山。经过崇山峻岭的层层“脱水”之后，气流逐渐变干并失去前进的动能，年降水量从南迦巴瓦峰南侧的每年8000 多毫米，往北和往西不过400 千米，便迅速降低到每年500 毫米左右，而这里距离藏北和我国西北地区还很遥远。

因此，虽然喜马拉雅山脉东部的多个水汽通道可以造就沿河谷区域的绿洲和湿润的气候，却无法到达藏北地区及更远。

大气中水汽的分布受众多因素的影响，其中最重要的影响因素为温度。简单来说，大气温度越高，能容纳的水汽越多，反之，能容纳的水汽越少。一般来讲，每升高1 千米，大气温度降低约6℃，因此大气中水汽含量随高度增加而迅速减少，水汽主要存在于近地面3000 米以下。在4000 米以上，水汽含量将降低至地面附近的1/3 以下，再考虑到高层空气密度低，海拔4000 米以上相同体积空气中的水汽量只有平原地区的1/5 以下。

暖湿空气在遇到高山时被迫爬升，气温开始降低，空气中能包含的最大水汽量减少，多余的部分就成云致雨，在山顶空气中水汽含量将大量减少。而来自印度洋的暖湿气流即使越过了喜马拉雅山脉，在其北部还有高大的冈底斯山脉、唐古拉山脉、巴颜喀拉山脉、昆仑山脉和阿尔金山脉。在翻越重重山脉之后，这些气流将被彻底“脱水”，基本没可能把水带到我国西北地区。

水汽在南北走向的河谷中逆流而上，经过崇山峻岭的层层“脱水”之后，气流逐渐变干并失去前进的动能，年降水量迅速降低（陈少华 摄）

三次数值模拟试验

我国两位科学泰斗钱学森先生和钱伟长先生曾经关注到这一研究课题，并为此与气象界泰斗叶笃正先生进行了交流，讨论人为改变地形地貌，引入印度洋水汽的可能性。最终，叶笃正先生将这一科研课题交给了高登义先生。高登义和研究生蹇咏霄完成了论文《雅鲁藏布大峡谷地形变化与水汽通道作用研究》，其主要部分后来发表在高登义的专著《中国山地环境气象学》（河南科学技术出版社，2005 年）中。

研究表明，即使把雅鲁藏布大峡谷扩大到100 千米宽，并将从大峡谷口到三江源地区的地形改变为更利于水汽输送的斜坡，同时选取历史上最强盛的西南季风年做参照，来自印度洋的水汽也一样会在沿途就凝结降落，根本到达不了三江源地区，更无法缓解我国西北地区的干旱状况。因此，无论从气象学还是从地形上看，把喜马拉雅山脉“口子”扩大这个设想都不具备可行性。

那么，如果“口子”开得更宽更深更长会怎么样？

为了进一步评估这项工程可能的气候影响，2000 年左右，中国科学院大气物理研究所曾庆存院士与赵思雄研究员，指导陈红和孙建华做了两组数值试验，实验中设计的工程量之浩大令人咋舌。

在第一组数值试验里，研究人员假定在高原不同区域开一个宽约300 千米，长4000 千米，深度直达海平面的“大口子”，规模是苏伊士运河宽度的1000 倍、长度的20 多倍、深度的300 倍左右，工程量至少是100 万倍。工程位置分别设在高原东部（98°～101°E）、中 部（95 °～98 ° E）和 西 部（89°～92°E），模拟时段选取的是1998 年的5 个暴雨个例。结果表明，打开通道之后，在通道南端水汽自南向北输送增加，降水量增多。但是在通道北端，自北向南输入的干空气也会增强，导致北端区域的降水减少，且未见西北区域水汽增加。更为重要的是，来自孟加拉湾向我国东部地区输送的水汽量会减少，东南部地区降水将减少，而这将改变我国东南传统的“鱼米之乡”的气象条件。

中国科学院青藏高原研究所鲁朗观测站（高登义 摄）

数值模拟表明，给青藏高原开一个“大口子”后（图中白色区域），“大口子”内部降水增多，而“大口子”北侧和南侧的出、入口区域降水减少。位于高原北侧的西北地区并未见明显的降水变化（魏科 供图）

第二组数值试验设想的工程更为“合理”一些，研究人员假设从喜马拉雅山脉的我国国境线开始往北将海拔4000 米以上的山体全部挖掉，设计“口子”宽度为1000 千米，一直挖到青藏高原北侧，长度约800 千米。工程量比上一组实验小了很多，是苏伊士运河的70 万倍，但仍然是三峡大坝开挖土石方量（1.5 亿立方米）的500 多万倍。模拟显示，打开通道后，通道中部地区年降水有所增加，增幅约为50～200 毫米，但是通道中心及以外并无明显变化，尤其是通道入口和出口区域降水都减少了。同时，虽然有来自中南半岛的水汽顺通道向北输送，但是在高寒的高原地区，很快就会形成降水，水汽并不能输送到西北区域，新疆的干旱沙漠地区的降水并没有增加。

撼山易，撼大气环流难

雅鲁藏布江航拍图（陈少华 摄）

在制约雅鲁藏布江大峡谷水汽继续向北输送的要素里，与青藏高原地形相关的大尺度大气环流最为重要。由于青藏高原的阻隔，对北半球中纬度地区气候有决定性影响的西风气流在到达高原西侧时，无法翻越高大的高原，被迫从高原南北两侧绕流通过，形成“北脊南槽”的环流，而这样的大尺度环流对青藏高原及我国气候有着极大的影响。因此，即使能局部改变地形，比如增加或者扩大南北向的水汽通道，由于青藏高原主体的存在，南北的绕行大环流不会发生根本变化，气流不会乖乖地顺着“口子”往北走。

那么，如果把青藏高原整体挖掉呢？

这个想法听起来有点疯狂，挖出来的土石得在其他地方堆积出一个新的青藏高原来。还好，我们不需要真正动工，这样的想法可以在数值试验里验证。研究人员不仅可以根据设计调整高原的高度，还可以移动位置、改变形状等，从而来检验气候和环境的相应变化。随着超级计算机的发展和数值模式的成熟，2000 年之后，这样的实验越来越多。

试验表明，如果把整个青藏高原挖掉，我国西北地区的降水虽然略有增加，但整体变化不大，依然为干旱和极端干旱地区，反倒是，如果没有了青藏高原，我国东部地区东南季风带来的降水所能到达的范围（尤其是在南北方向的扩展）将大幅度减小，从华北到华南的降水量减少明显。这些地区是我国经济发达、人口密集的富庶之地，是著名的“鱼米之乡”。实验表明，如果没有青藏高原，这些地区的气候条件会被完全破坏，“鱼米之乡”将可能不复存在，这种损失看起来远超增加西北降水得到的收益。

我国西北地区地处亚欧大陆的内陆，距离四个大洋都很遥远，只要海陆分布不发生变化，能到达西北的水汽量就不会发生根本性的变化。任何方向的气流到达西北地区的时候，已经经过了沿途山脉阻隔和天气过程的影响，水汽在途中以降水的形式不断消耗，到达西北的干空气需要极强的天气过程和极高的地形抬升，才能形成有限的降水。

此外，西部气流的下沉运动还与北半球海陆分布有关。一般而言，在北半球的中纬度地区、亚洲东海岸和北美东海岸容易形成西风带中的槽区，槽区气压低，容易形成降雨；而亚洲内陆和北美西海岸是脊区，脊区气压高，盛行下沉气流，不利于形成降水。然而，要改变北半球的海陆分布，恐怕真是不可能完成的任务。

所以，撼山易，撼大气环流难。尊重自然，在自然中寻求生存法则才是人类最好的选择。