◇◇新语丝(www.xys.org)(xys6.dxiong.com)(xys.liruqi.info)(xys2.dropin.org)◇◇ 三峡水库的“空调作用”还需要考虑什么因素？ 作者：圣诞老人 最近有网友对三峡水库到底有空调效应还是反向空调效应进行了讨论。这是 一个专业性较强的科学问题，并不容易通过直观的感受得出结论。严格地来说， 更有说服力的结果需要有一个完善的大气温度模型与实地系统观测和数值模拟证 据的支撑。这里提出一些网友讨论中未充分考虑的方面供大家参考。 首先，三峡水库是一个极其细长的水体，其长度约600千米，最宽处仅1千米 多（据Wikipedia）。即使其总库容高达约400亿立方米，可是把这个库容分摊到 几百千米的尺度上，它便不再是一个“庞大”的水体了。我们可以想象一下：宜 昌的水库部分能否吸收到几百千米开外重庆的热量？或者水库宜昌段存储的热量 知否可以强大到足以辐射到重庆？ 另外影响气温的主要因素是大气的流动。与大气运动伴随的能量转移和温度 变化规模要远大于河流湖泊的热效应。比如在冬天，中国大陆的降温过程主要受 来自北方地区冷空气的控制，一夜之间整个长江流域气温可能骤降十几度。在这 样大规模的温度变化下，三峡水库完全是杯水车薪，很难发挥明显的气温调节作 用的。而极端天气的出现与否更多地是与全球尺度的气候变化（比如温室效应、 厄尔尼诺等）和大气活动（比如热带风暴）有关，因此我不认为三峡工程的修建 导致或加剧了极端气候的出现，也不认为三峡水库可以调节整个流域的极端气候。 在中小尺度上，气温的变化将更多地受控制于局部变量。比如城市居民对温 度的感觉可能受到城市热岛效应、建筑密度的影响；在库区由于山区地形和植被 变化导致空气快速流动，再加上日照的因素，也有可能造成温度的起伏。在有些 时候中小尺度的温度会由某个或某些局部变量完全控制。在库区也同样充满了各 种可能对温度施加影响的变量，要想从温度观测数据中分离出这些变量得到温度 和水体的关系并不是一件容易的事。 另一个不可忽视的因素是观察者效应。尤其是由记者或者网友等非专业人士 设计的调查或者得到的结论更容易受到主观或者偶然因素的影响。比如人类对温 度的感觉还受到湿度、热辐射、风速、汗液蒸发的影响，如果不用温度计按照科 学的方法测量就有可能得出错误的结论。盛夏酷暑，炽热难耐，是不是站在水库 岸边，离吸热的“空调”近一些就会凉快一些呢？实际上由于没有树木遮荫，阳 光直射，加上水面反射的阳光，往往会觉得更热。但是偶尔又会感觉轻风阵阵， 颇为凉爽，这是因为山谷风或者海陆风造成空气流动，加速人体汗液蒸发，给体 表降温。所以即使亲自到现场体验也未必能得到可靠的结论，只有精心设计的观 测方案才能最客观地反映温度的变化。 另外根据物理常识，一个物体与周围环境进行热交换首要的条件是存在温度 差，在存在温度差的条件下水的巨大热容才能发挥作用。气温的变化主要有两个 周期，一个是以月为尺度的季节性周期，另一个是以小时为尺度的日变化周期。 只有气温变化的速度快于水温变化的速度（主要由温度差、媒质热导率决定）， 水体和空气之间才有温度差，水库才有热时吸热、冷时放热的可能。首先容易确 定的是水库不可能跨越季节来调节气温，也就是不可能吸收夏天的热量等到冬天 再释放出来，因为水温与气温的在月尺度变化上可以看作是同步的。再来看日变 化周期：首先必须假设静止的空气与水体（即无对流，否则太复杂了），初始状 态为早晨日出后空气受到阳光的照射而快速升温，水体也受到照射但是升温较慢， 在空气与水的界面上出现温度差，空气开始向水体传热，下层近水的空气温度略 有下降，近空气的上层水温度略有上升。经过几小时的来自空气的热传递与来自 阳光的热辐射，上层水温逐渐与空气达到热平衡，温度梯度向下推移，水对空气 温度的调节作用基本结束。如果日照的时间（或者空气保持高温的时间）足够长， 或者水足够浅（或热导率足够高），温度梯度可以达到水底，这样整个水体都与 空气达到热平衡，此后水库将不再具有吸热的作用。如果在温度梯度到达水底之 前太阳落山（或者气温开始迅速下降），则上层水会同时向上和向下传热，导致 下层近水的空气温度略有上升，也许在后半夜会重新达到平衡（同样取决于水深、 热导率和白天吸收的总热量）。在长江中下游地区往往是夏天的最高和最低气温 都很高，冬天的最低和最高气温都很低，也就是日温差较小，空气与水体无法形 成较大的温度差，水库没有多少热可以吸，也没有多少热可以放，因此水库的 “空调效应”会大打折扣。另外静止的空气是一个非常脆弱的假设。即使近水的 空气层温度在某些时候会受到水体的影响，但是对于生活在远离水库几十或者上 百千米以外的居民来说，基本上是无缘感觉到水库带来的温度变化的：人们感觉 到的要不是局部温度起伏，要不就是被气流搅和在一起的背景平均温度。 有的网友提出流动的河水可以带走热量。实际上能否带走热量还是取决于空 气热量能否传递给河水，首要条件是温度差。如果河水是刚从高海拔雪山上下来 的，水温明显低于空气温度，则吸热是有可能的。但是长江水在到达三峡之前其 温度已经基本与环境气温达到平衡。即使有吸热放热的现象，也是小尺度（米的 空间尺度和小时的时间尺度）上温度变化引起的，其在大尺度上的综合效应接近 于零。 总之我认为大尺度下的背景温度主要受大范围的天气现象影响，三峡水库不 可能是这些大规模天气现象的根源，而其吸热放热能力受限于水面面积、热导率 和温度差，也不可能在大范围内明显抵消气温的变化。而中小尺度的温度变化又 容易受到局部变量和随机因素的影响，很难作为评价的客观指标。 (XYS20111214) ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys6.dxiong.com)(xys.liruqi.info)(xys2.dropin.org)◇◇