怎样拖运冰山?

作者:澳门威尼人斯娱乐网站   来源:http://www.meitanjiage.net    栏目: 澳门尼斯人娛乐城    日期:2019-12-30

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  于1979年4月23日~27日在墨西哥首都举行的世界第三次水利大会上提出的有关报告指出,地球上拥有的水量约为145000万立方千米,其中97%是咸水。目前,全世界居民用水以及农业和工业的用水量已从1900年的400立方千米增加到3000立方千米。到公元2000年的世界用水量已达到6000立方千米。会上,来自六大洲的80个国家的代表就居民粮食生产用水、水力发电、海水淡化和水利合作等问题交流了经验。许多报告强调了合理用水的必要性,并分析了海水淡化问题。

  迄今,已有不少国家的科学家认为取之不尽,用之不竭的南极淡水是今后向人类提供长期大量饮用淡水的理想仓库,有的已经写成论文在有关的国际会议上宣读,进一步实现“向南极冰山要淡水”或“南极地区取冰化水”的雄心勃勃的计划。

  智利经济计划署和太平洋研究所曾经派出了3名科技人员到南极地区进行实地考察。他们回到首都圣地亚哥之后便向有关机构呈报了一份题为《供给智利北部水源的南极冰》的计划。这份长达90页的计划不仅认为从南极取冰化水具有实际可能性,而且还提供了一些具体技术设想。

  澳大利亚与东南极洲的东部海岸相距只有2577千米,作为首都来说,堪培拉和新西兰的惠灵顿同南极大陆最接近。“近极大陆先得冰”,利用南极冰层作为淡水来源,澳大利亚和新西兰也早动过这个念头。这两个畜牧业很发达的国家,都想利用南极这个天然冰库来作为本国肉类生产的理想贮藏室。尤其是澳大利亚,它虽四面环海,但因受亚热带高气压及东南信风的控制和影响,沙漠和半沙漠占全国面积的35%。尤其是西部高原和内陆沙漠因受热带沙漠气候的支配,年平均降水量不足250毫米。干旱缺水使这个国家的耕地面积只占全国面积的2%,未经污染的、源源不断地从南极大陆掉进南冰洋的冰山就必然成为觊觎的对象。澳大利亚的科学家主张设法直接把座座冰山拖运到本国沿海。他们认为即使抵岸之时冰山融化一半,但比起用海水淡化法的耗费来,经济上似乎更合算可行。

  人们设想从南极取冰并非直接从大陆冰盖着眼,因为难度太大。比较现成的是漂入海洋的冰山。千姿百态的冰山中又以小型桌状的“板型冰块”为宜。这种冰块说它“小型”,只是相对而言,其实却是庞然大物。它们一般宜于长途拖运的是长2~3千米,宽度最好是长度的1/4,平均厚度为200~250米。至于它的规模,打个比方说,约有北京长安街上北京饭店四五倍高,长度约为从到北京饭店,宽度要比广场还大。这样的冰山浮在海洋上像一艘超级航空母舰,它的海面部分几乎有北京西郊的十四层楼那么高。物色这样的冰块可借助于现代化技术,通过雷达追踪、红外线探索、辐射测定和飞机空中摄影,或者利用近极轨道的人造卫星等。

  如此巨大的冰块要让它按照一定的路线“搬家”,确非等闲之功便能奏效。为此专家们曾设计过3种方案;①用航标似的浮具围住冰块,再用船只在前拖曳;②用航船直接顶在冰块后面推送;③在冰块上装置发动机,像机动的冰船那样让其乘风破浪开动前进。但看来后两种方案均不现实,人们大致倾向于第一种办法,用浮具减少冰沉力,然后用大型远洋船只拖曳。据计算,像上面所讲的那种规模的冰山,只要用类似28万马力(1马力约合0.735千瓦)力的美国“企业”号核动力航空母舰1/3的动力便可拖拉自如了。

  从南极拖运冰山,智利要比沙特阿拉伯更具有利条件。智利北部安托法加斯塔市距离南极大陆东海岸大约6700多千米,如果考虑到途中种种不利的自然因素(如海上飓风、逆浪和地球自转偏向力)的阻挠,以1千米/时的速度前进,那么有280天即可抵达目的地。因为洋流由南极向北流去时,智利的海岸线是必经之地,运冰时正可以借助这股自然力,来它一个顺水推冰舟。从南极到沙特阿拉伯腹地沙漠,比到智利北部旱区要遥远得多。南极洲西部到非洲之角就有3700千米的距离,再到位于沙特阿拉伯红海沿岸中部港口吉达则有两三倍的路程。南极冰山运到这里必须“过五关”:海浪关、阻力关、温差关、海峡关和输送关。

  第一关是海浪关。冰山离开极地,从南冰洋进入印度洋,因为纬度和气候的变化,经常会有险风恶浪产生。海浪的侵蚀作用十分巨大,远航的海员都有经验,海浪经常像尖刀一样刮着航船厚厚的钢板,并以无情的碰撞力扑击着船体,一次远航之后船体外壳往往被剥蚀得很厉害,有时甚至变形,冰山的遭遇当然会更严重一些,海浪会不停地啃噬它,搏击它,使它出现很多沟槽和洞穴,体重逐渐减轻,甚至面临解体的危险。

  第二关是阻力关。阻力来自多方面,主要是风浪、洋流和偏向力。南冰洋上气候多变,一会儿刮东风,一会儿刮西风。进入印度洋后也常有恶劣天气,猛烈的飓风掀起滔天的巨浪,或形成涡流,给冰山运输带来极大困难。由于风从西来,南冰洋表层水流主要是向东向北,到了印度洋内又与温带的反时针方向的环流会合,这股环流由南赤道流、莫桑比克暖流、西风漂流和西澳寒流组成。再往北就进入北印度洋的“季风洋流”带:冬季海水向西南流动,夏季向东北流动。到阿拉伯海后又受热带气候的影响,使洋流继续发生重大变化。这种变化不定的洋流流向会使冰山的远航经过曲折的路线,实际上因为走“冤枉路”而增加了好多距离。但有时作用于冰山上的最大阻力却来自地球自转时产生的偏向力。这种以19世纪法国数学家科里奥利命名的自然力——科里奥利力,会使冰山的前进方向产生严重的偏差。因此冰山前进时必须保持相应的角度,以便克服“科里奥利力”的捣乱。

  第三关是温差关。冰山漂移在万里迢迢的航程中,从极地的寒带经过温带,最后进入热带。由于气候发生剧烈变化,巨大的冰山即使表面具有极强的反射力能把一部分阳光挡回去,或者北运时在它表面盖上一层尼龙罩布,避免冰体与阳光、空气直接接触而迅速蒸发。但它毕竟大量融化,体积不断缩小。到了沙特阿拉伯沿岸大概要损失50%。即使如此,它的费用还要比海水淡化的成本节省1/2以上。

  第四关是海峡关。冰山要从阿拉伯海进入红海,必须经过曼德海峡。曼德海峡两岸相距只有26.5千米,而且在这狭窄的通道上不是处处都能畅通无阻的。物色冰山时它的高、长、宽度必须有所选择,便是这个缘故。要是太高大了,便容易搁浅而挤不进去。

  第五关是输送关。冰山进曼德海峡,到了吉达近岸就可以说已基本“大功告成”,但如何把巨大的冰山化成淡水输入内地却又是一个伤脑筋的问题。有的专家主张用激光把冰山切割成块装包递运;有的主张在靠近吉达港海岸4千米外的红海海面,或者干脆不进曼德海峡就在亚丁湾公海上就地人工融化,使冰山本身形成一个冰冻贮水池。做法是先设法融解中间部分,并保留其外壳。因为溶解后水的体积要小于原来的冰体,它就自然积存在外层冰壳之中而不致外溢。然后立即用水泵抽上岸去,通过管道设备或直接利用原有的饮水系统输往首都利雅得或其他缺水地区。这种贮水池冰层外壳漂浮在海面不能为时过长,不然就会大量融解流失。但只要不失时机地妥善处理,这部分融水也可以抓紧汲取。一则因为它是淡水,比重要小于海水,会浮在上面;二则,南极净水与倍受污染的混浊海水成分不同,一时不易混杂。

  科学家早就注意到南极冰盖对整个地球的巨大影响。有人估计,南极冰盖全部融化成水,平铺在世界大洋的洋面上,能使整个地球的海平面上升60米。

  1998年年初,受全球厄尔尼诺异常气候的影响,中太平洋的许多岛国都经历了一次大水荒。原来常年多雨的中太平洋地区当时变得干旱少雨。在有山有河的大岛上,河流萎缩、水库干涸,连椰子树都成片枯死了。这使城市自来水供应严重不足,原先的24小时供水不得不变为分区轮流定时供水,有时一天仅供2小时自来水,有时不到l小时,如此坚持了3个多月。总算度过了最干旱的困难时期。那时候,在面积较大的海岛上,还能找出地下水来解渴。但在一些面积不足0.5平方千米又有人居住的小岛上,问题就严重了。这些珊瑚礁岛的地下略深处就是苦涩的咸海水。如果降雨丰富,因为淡水密度较轻,就会浮在岛下沙土中的海水面之上,形成一个“淡水透镜体”。连续3个月的基本无雨让小岛上的淡水透镜体几乎耗尽了。于是政府只好组织运输船,从大岛上运一部分未经处理的河水(不是自来水厂的水源,无法由自来水厂作水处理)。这时美国的联邦紧急救助委员会捐赠了几台海水淡化机器。岛国政府把机器装在运水船上,一边烧汽油使机器工作,将从海里抽上来的海水淡化成淡水后装在船中。同时船就在那些小岛间不停地航行,将途中制得的淡水卸到一个小岛后,再往下一个小岛驶去……

  鉴于地球上人们对淡水资源的浪费和污染,地球上可供饮用的淡水资源逐渐减少。因此科学家们早就想到了将来解决地球上人们度水荒的一个办法。那就是去南极或北极拖运冰山。这个办法不可能普遍适用,但对有的地方来说,又是可行之策。

  如果用最大的轮船来载运南极或北极的冰块作为淡水水源,那是绝对不经济的,因为一次最多能载运几十万立方米。拖运冰山则可以多多益善。虽然拖运时冰山表面会有融化损失,但是冰山的个体越大,损失就相对越小。世界上发现的最大冰山的水量就有16万亿立方米。

  冰山怎么拖运呢?冰山的来源可以就地选材。从南、北极天然的几十万座冰山中完全可以来个优选。拖运和保护的方法倒可以加上高新技术的运用。比如将冰山的前锋切削成流线型,冰山的后尾可以安置火箭助推器,运程中用卫星定位系统监测并发布预报,使拖运航线上的船只避让。还有到港或近港后的淡水(冰)采集方法可以用激光切割,或海上平台加工传输等。真正到了缺水成为严重威胁时,相应的拖运实施办法肯定能更趋完善。

  世界上一些淡水不足的国家,特别是非洲一些干旱的国家,以及澳大利亚、智利、巴西等南半球国家,都在研究开发利用南极冰山的可能性与技术方法问题。1973年,威克斯和坎贝尔两人探讨了运输冰山到世界缺水地区的设想。1977年,第一届国际冰山利用会议在美国艾奥瓦州立大学召开,从而将冰山拖往世界干旱地区利用的研究工作受到人们的重视。这次国际会议是由几个组织共同主办的,其中包括美国国家科学基金会和沙特阿拉伯的费萨尔国王基金会。沙特阿拉伯的穆罕默德·费萨尔王子为进一步促进关于利用冰山作为淡水资源的可行性的研究工作,于1977年由沙特阿拉伯提供资金,法国提供技术知识而联合创立了世界上第一个开发利用冰山的商业性企业——国际冰山运输公司。与此同时,他们还设立了一个国际性非营利研究基金会——冰山未来利用基金会,以鼓励科学家对有关冰山的形成、挑选、运输和全部利用等问题进行研究。

  正如威克斯和坎贝尔两人所提出的那样,要把南极冰山作为淡水资源开发利用,有几个最关键的技术问题需要解决。第一是冰山的拖运问题,长达10多千米、宽2~3千米的冰山,要从南极洲沿海经过强风暴区和浩瀚的大洋拖至非洲或南美洲,要不使冰山随波逐浪或随风漂移,还要使它在拖运过程中不发生崩裂和尽量减少融化,这就需要很大马力的拖船才能实现。有的科学家甚至设想,把动力设备和导航仪器直接装在冰山上,把冰山驾驶到目的地。第二是冰山的水下部分很大(一般冰山水上、下部分之比为1 ∶4~5),一座水面高60~70米的冰山,其水下部分常达200米以上,这种冰山是无法拖运到缺水国家的近海岸的,因为那儿的大陆架深度一般小于200米。即使能把冰山运到近海岸,如何从冰山上取淡水也是个问题,不然在气温高的非洲和南美国家海岸,冰山会很快融化掉的。

  据专家们研究,在千姿百态的南极冰山中,平台状冰山是最适于用拖的方式来运输的。而平台冰山集中的主要地区是艾默里冰架、罗斯冰架和菲尔希纳冰架。威克斯和坎贝尔两人认为,罗斯冰架和菲尔希纳冰架是运往非洲西南岸纳米布沙漠的最佳冰山来源地。艾默里冰架是运往澳大利亚的最佳冰山来源地。

  虽然,开发南极的淡水资源比开发南极的矿产资源前途乐观,但是,实施拖运冰山计划所付出的投资和代价,又使人们望而生畏。有人对沙特阿拉伯的一个拖运冰山计划进行了预算,其费用需100亿~500亿美元,这样大的一项投资,不下大的决心,是难以实现的。

  由于现实问题和巨额投资的困难,到目前为止,开发南极的淡水资源还只停留在“纸上谈冰”的阶段,还没有一个国家把拖运工作做得很完善。但是,随着现代科学技术的飞跃发展,随着世界淡水资源的需求量与日俱增,且许多地方污染程度加快,完全可以相信人类开发利用南极冰山淡水资源的日子不会太远了。

  综上所述,可以看出,在南极资源中,除了南大洋的几种生物资源已经成了人类的盘中餐和囊中物之外,无论是近海的油气还是大陆的矿产,在很大程度上都还只停留在想象之中。虽然铁、煤和淡水等确实具有相当可观的储量,但要真正加以开发利用,也绝非一件容易的事,更不用说近期用来造福于全人类了。

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