主题：【讨论】拓展5G衍生技术建设南水北调空中工程 -- 类反词典
家园 【讨论】拓展5G衍生技术建设南水北调空中工程 今年的洪水没完没了，大多数人都在想，这些水要是落在新疆内蒙多好？有人提出用南水北调工程把洪水调走，可是南水北调那点小流量和南方洪水流量比起来实在连杯水车薪都算不上。
真要有可能发挥作用，那就得上前两年被大骂的天河工程。天河工程试图从长江流域的天空把水汽调到黄河流域再形成降雨，主要的途径可能是从四川到三江源。
天河工程前两年被大骂，主要是大家都认为缺乏控制水汽输运的技术途径。现在看得见的影响水汽输运的技术，一是人工降雨，应用规模、效能、成本完全无法满足天河工程。还有是植树造林，这实在有点远。其实，真正支持天河工程的技术现在已经有了，就是我国领先的5G。
您说这无线通信技术和水汽输运有啥关系？难道打个手机还能把雨给打回去了？--这当然是不现实的。或者用5G提升气象监测密度、精度和时效性，然后结合最先进的超算（目前我国也是第一梯队）算出“四两拨千斤”的位置？--这个确实需要，但是在“四两拨千斤”的位置还是需要技术手段来干预大气运动，即使算出来了，没有手段也是无可奈何。咋总不可能期望真的超算有能力算出一个蝴蝶扇扇翅膀就能大幅改变大气运动的点来。
干预大气运动的技术手段还得落到5G上面，但不是常规5G，而是5G的衍生拓展技术。5G卫星通信靠的是微波，5G通信就需要高效发射微波的技术。这技术可以用来干预大气运动。基本原理是，向天上的水汽打特定波长的微波，微波加热水汽，于是本要变成雨的水汽可能就暂时不会落下来了。而且，局部高空气温变化会影响大气运动，根据5G大范围、高精度监测的大气数据和超算计算的结果，在适当的地方加热高空气流，就可能引导气流的流向，从而把水汽导引到预期的位置。比如今年的大洪水，如果南方降雨的时候有大量雷达站加热雨云，让雨云向北多跑个几百公里再落下来，那么合理调度下就发挥巨大作用了。现在看得见的其它技术都不可能实现这一效果。
这个技术可行性是很大的，当然需要非常巨大的资源，不过比流浪地球可要小好多个数量级了。首先是基建，需要在全国高密度布设气象站和微波发射站。这对我国没啥难度。其次是能耗巨大，这个可以用风光发电，在藏南还可以用水电。第三是需要超级超算，说不定需要100E的级别，而不是现在还在开发的E级。不过这也没什么，在摩尔定律驱动下，10年以后，2030-2031年，就有100E的超算可以用了。可见，所有的困难条件都是可以解决的。趁现在世界经济被疫情压制，基建成本有所降低，而我国正在大张旗鼓推进5G建设，可以趁此机会把气象站一起建起来。这个玩意即使不用于南水北调空中工程，也是有非常大的作用的。
有这个技术在手，天河工程格局就太小了。要像地面南水北调工程一样，至少来个东中西三线。西线是喜马拉雅山南坡让水汽翻越青藏高原，调水到新疆，要把中国雨都巴昔卡为中心的藏南降雨90%以上调走。
中线就是天河工程，目的是从四川调水汽到三江源地区，大幅增加黄河流域的降水，减少南方洪水。
东线则是非常广阔的水汽控制带，主要目的是控制副高，影响每年的梅雨带，不让梅雨带停留在一个地方太长时间，把梅雨尽量均匀分布在我国中东部地区。如果可能把部分梅雨调到黄河下游，甚至更远到北京地铁，解决一部分华北地区的缺水问题。当然，这需要把梅雨带北移1000公里以上，确实有点难。
这个工程一旦实现，我国耕地面积翻翻不成问题，向西北内蒙大规模移民也不成问题，南方洪水这种小问题都不用再提。而所需要的技术，基建、5G、超算，都是我国强项。虽然仍然存在巨大的技术差距，但是可行性是已经很明显了。因此没有理由不推进。天河一号卫星计划是今年发射，但是现在还没有消息。希望可以加快推进。
家园 炸开喜马拉雅山计划数字估计 有一些朋友提到炸开喜马拉雅山计划。但是稍微估计一下就会发现这个计划的难度比空中工程高几个数量级。下面大致估算一下。
要将足够的山南水汽传输到新疆，通道宽度至少100km，海拔不能超过1000米。而青藏高原大多数地区海拔在5000，因此要挖一个差不多4000米的沟。部分地区没有那么高，平均一下算3000米深吧。至于沟的长度，可以在地图上量一量，差不多是1000公里。因此土方量100*1000*3=3*10^5立方公里=3*10^14方。土方密度3-5，可换算估计为10^15吨。
这些土方需要从沟里面运出。有人说用炸，但是炸并不可行。因为沟宽度达100公里，深度达3-4公里，需要把土方向沟两边至少铺100-200公里的宽度才能放得下。即使理想到炸飞的土方都只向沟两边飞，也很难飞那么远，能量效率尚可接受的抛飞距离仅9公里左右，抛上百公里效率极低。
不过运送土方也是我国的强项。以大秦线为例，线长653公里，年运力4亿吨。运力和线长关系不大，但短距可以有所优化。因此在200公里距离上，我们可以假设一条重载土方专用铁路年运力10亿吨，或10^9吨。如果仅有一条铁路，运送土方需要10^6年，即一百万年。这是显然不可能接受的。如果需要在100年内完成，则需要一万条铁路，分到1000公里内是每公里10条，两边分布的话间隔200米，算是具有可行性。但铁路总里程200万公里，是目前中国铁路里程的200倍。
上面的数据无论如何看与核算，都不太具有可行性。当然，这与流浪地球的工程量相比还是要小很多数量级的。我对流浪地球的技术方案也有粗略估计，但现在还没准备好数据。等准备好了再发上来。
家园 南水北调空中工程数量估算 上次匆忙没来得及做具体数据估算。这次补充一点。由于估算过于粗略，就不叫定量估算了，叫做数量估算吧。
估算选择一个最容易的事例，还是天河工程的地方。假设四川地区雨云富集向北运动，被秦岭阻挡，沿山坡上升形成降雨，云底高2000米。如果云底被抬升1000米，则即可越过秦岭进入陕西，甚至直达三江源地区。
云底抬升1000米基本上等效加温3°C，因为空气每上升1000米降温3°C，如果升温3°C差不多可再上升1000米不形成降雨。当然这是很粗略的对应，真实物理过程需要更精细研究。不过用于估算够了。
下面就是估算需要加热的空气质量。空气厚度1000米，东西宽100km的范围大致足够，南北长度是水汽需要北移的距离，长一点用1000km估计。以上数据得空气体积100*1000*1=10^5立方公里=10^14方。空气在海平面的密度1.29kg/方，但随着气压等比例下降。海拔3600的拉萨气压就只剩不到海平面60%出头，因此按1kg/方估算肯定是偏大的。空气比热容在0°C约1千焦/kg°C。所有数据结合，估计需要能量10^17焦耳。
这个数字看着不明觉厉，需要比较一下。吨TNT当量是4.19＊10^9焦耳，因此等价约2.38＊10^7吨TNT当量。作为比较，全威力大伊万是10^8吨TNT当量，因此相当于1/4个全威力大伊万。
这看起来有点大，但是相比人类的技术能力，还是有希望实现的。一度电为3.6MJ，因此等价于2.8*10^10度电，或280亿度电。我国现在年发电量7-8万亿度，比较一下应该有很大的想象空间。
那么，调度这么多水汽究竟有多少效用呢？暖湿空气水汽含量约1-4%，这里按1%估计，则有10^9吨，或10亿吨。假设其中1/10变成降雨，则有一亿吨。如果和现在的电费比肯定不划算，但是如果商业核聚变成功，应该有希望。这个也是我国有优势。
有很多朋友提炸开喜马拉雅山的计划，但是这个计划难度比上面的计划高几个数量级。本来要估算一下炸开喜马拉雅山计划的数据做一个比较的，但是今天时间不够，改天有时间再写。
家园 这比科幻小说还要让人过瘾。 家园 这么做，别人不怕米国首先怕了 这是对所有现存的先进武器隔代打击、降维打击呀
家园 还不如采纳大刘的设想，先造个中国太阳 用反射的太阳能来操纵雨云。地面微波耗能太大了。
家园 天啊，这是继炸开喜马拉雅山后第二次让我这么震惊的工程了 太有想象力了。
如果要实现，耗能太大了，我想是不是可以与轨道太阳能接受装置联合一下，将本来要传到地面的光能赋形用来改变水汽通道。
家园 这也是大刘的创意吧 二维展开的质子世界把自己变成大号太阳灶，烧烤三体星
大刘在三体里真是甩点子不要钱
家园 微波加热水汽的想法很大胆的样子 这得搞多大排场能实现呀
另外这句，北京地铁为啥这么有标志性
如果可能把部分梅雨调到黄河下游，甚至更远到北京地铁家园 打错了没发改 北京地区
家园 您这不是打微波，是打人工太阳啊 基本原理是，向天上的水汽打特定波长的微波，微波加热水汽，于是本要变成雨的水汽可能就暂时不会落下来了。