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提要
有关为发电及防洪而修建大型水坝的课题,一直为各个领域的自然和社会科学家,包括政策制定人和普通百姓进行着广泛的讨论。自从中国政府正式批准三峡大坝建造以来,这个世界最大水电项目就引起了许多从社会经济到气候影响诸方面的争辩。三峡大坝从2003年6月起开始投入使用。
本文对三峡大坝的对地区降雨的影响,通过美国航天总署(NASA)的热带降雨量测计划程序(TRMM)进行了研究,对地表温度和高分辨精度地理模拟,则利用中等分辨率影像光谱射电仪(MODIS)及美国宾州大学大气研究国家中心(PSU-NCAR)第五代中等尺度规模模型(MM5)予以考察。独立的卫星资料数据和数字模拟技术表明,在三峡大坝水位于2003年6月突然从66米提升到135米后,因三峡工程造成的土地使用的改变,已经引起了大巴山和秦岭山脉之间地域降雨量的增加及三峡大坝附近降雨的减少。本研究说明:三峡大坝对气候的影响范围是地域性的(约100公里量级),而不是过去某些研究估计的是局部性的(约10公里量级)。
1.引言
当世界最大水电工程长江三峡大坝,从宜昌市直到重庆直辖市延伸660公里长,并覆盖水面1040平方公里,成为中国水利枢纽的骨干(参考文献Wang 2002)。自从1992年4月中国人民代表大会正式批准立项,三峡大坝已经引起了广泛的争论。其影响包括对水库区域的自然环境和社会环境两个方面(Wang 2002; Edmonds 1992;Gwynne and Li 1992;Xie 2003;Shen and Xie 2004;Miller et. al. 2005)。然而土地使用的改变最终将怎样影响区域的气候,仍然不清楚。根本文据几个特定的现场试验和理想化模拟(Zhang et al. 2005),过去的估计是,三峡水库对气候的影响主要在长江水道数十公里范围之内(Zhang et al. 2004, Miller et al. 2005)。
因三峡大坝引起的土地使用的变化对区域气候的影响,应当跟周边复杂的地域山势有关。长江总的流动趋势是沿着四川盆地南缘向东,切断巫山山脉之后到达三峡大坝(图1)。跟巫山在东头相连,跟北面的秦岭相对的,是大巴山山脉。大巴山沿四川盆地的北缘自西南向东北而行,其平均海拔为2000米左右。三峡水库在2009年之后将淹没632平方公里的土地,其水道的平均宽度将从0.6公里增加为1.6公里。增加的水道面积将加强当地蒸发并降低附近的温度。其结果是水道上方的大气更加稳定,进而使660公里长江水道大气产生不规则向下垂直运动(Miller et al. 2005)。如果所产生的中等尺度的向下垂直运动跟三峡大坝附近几百公里内的复杂地貌相互作用,那过去所估计的三峡大坝对气候的影响尺度范围将受到质疑。
三峡大坝自2003年6月起被部分启用,其水位从66米骤然提升到135米。水面加大了的水道提供了一个观察研究三峡大坝对气候影响的机会,这正是本文的主要目的。本研究的数据资料来自美国航天总署(NASA)的热带降雨量测计划(TRMM)和Terra卫星,加上使用美国宾州州立大学大气研究中心(PSU-NCAR)第五代中等尺度模型(MM5)的高精密度数字模拟技术,来考察世界最大的水电工程对区域性(100公里数量级)气候可能产生的影响。
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