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南极冰山利用的多维思考
海洋世界 | 时间: 2010-06-12 15:26  | 文章来源: 香颂

航拍到的编号B-15A冰山破裂的情景

有科学家做过估算,仅仅利用每年从南极产生的冰山的1/10,就可产生1000万美元的经济效益。把冰山拖到澳大利亚南部,以及非洲的南非开普敦和南美洲的西南沿海干旱地区用于生活生产,科学家计算后认为成本是合算的。仅以把冰山运到澳大利亚为例,每立方米的花销为0. 0013美元。海水淡化的价格远远高于拖运冰山,每立方米的费用是0. 19美元,为利用冰山的146倍。将南极冰山拖运到美国加利福尼亚海岸供应淡水,与自来水的成本差不多,即使冰山在拖运过程中融化一半,也比淡化海水便宜。淡水严重不足的沙特阿拉伯1976年也曾做出规划,要与有关国家合作将南极冰山拖到距南极大陆9600千米左右的吉达港供其利用。我国学者利用微积分解法,论证后得出结论,如果选择体积为立方米的冰山用拖船拖运,以3千米/小时的速度将冰山运往波斯湾,冰水的成本只是淡化后海水成本的1/25。这说明冰山运输比海水淡化更节约成本。因此,冰山运输就其成本而言是可行的,是有实际意义的。但如此量大、质佳,且前景看好的淡水资源为何没有得到规模利用?这是因为冰山利用并非易事。就目前而言,在拖运技术、环境、法律等方面存在着许多实际困难。

把冰川这样一个庞然大物拖到目标地,其困难之大不言自明。无论采用何种方案,拖运冰山均非易事。

目前,国际上具体拖运冰山的方式主要有两种设想:一种方案是变冰山为轮船。方法是将冰山的两侧装上带螺旋桨的大功率电动机,再由伴冰山而行的核动力船为其提供电能,利用洋流和风向,使冰山按照人的意志移动;第二种是前苏联科学家提出的用钢索拖带冰山。这种方法是利用地球卫星或飞机在南极水域中选择一座理想的冰山。所谓“理想”,即冰山大小要合适,距南极海岸要远,以便节省拖运时间而得到较多的淡水。冰山的形状也很重要。因为横断面过宽的难以拖运,而过于窄长的容易被海浪击断。至于拖运速度.应以能克服风浪、海流即可,最佳航速为1~3节,过快则能源消耗大、不经济;美国科学家设想的冰山漂流方案是,用大型拖轮把事先选好的冰山拖到南美洲的西南角,使其随洋流北上,当它经过秘鲁和厄瓜多尔海面时,用拖轮拖入另一条洋流,继续北上,在夏威夷海面转向东,最后到达美国西海岸。

为了降低拖运途中的融化,要用绝热材料如塑料防水布之类把冰山遮盖起来,这层“衣服”与冰山之间会形成一层薄薄的水膜可起到隔热作用。但一般情况下塑料防水材料接近冰点时都要发生“冷脆”而破裂,而且给这样大的冰山穿衣服也很困难,必然要用上直升飞机。

无论采用何种方案,拖运冰山均非易事。首先,南极海域气候多变。狂风、巨浪、洋流、大漩涡等自然条件,给拖运作业带来很多困难;其次,海浪的侵蚀作用会在冰山上冲出很深的凹槽和洞穴,很容易使冰山在拖运中崩解;第三,拖运冰山必须克服地球自转偏向力的影响,因而要增加许多航程;第四, 冰山进入温暖水域后,外层冰面会加速融化而使整个冰山失去平衡,左摇右晃,翻转打滚,给拖船带来很大的危险;第五,当冰山经过窄小海峡(如霍尔木兹海峡)时,必须进行解体作业;第六,南极大陆路途遥远,并且拖运速度又不宜太快。若以航速1节计算,即使到达较近的澳大利亚也需3~ 4个月的时间,而拖运至波斯湾或墨西哥沿岸则需要差不多1年的时间。在漫长的航程中,必须采用防融化措施,否则在经过温暖海域尤其是温度高达30℃的海域时,冰山就会融化殆尽,造成劳而无功的经济损失。鉴于此,研究冰山利用的学者认为,冰山利用必须限制在南半球地区,拖运沿线有寒冷的表层水和顺向的洋流。

直到现在,对于冰山挪走后的环境影响后果国际科学界还未有定论。但无论如何,南极冰山利用必须把环境问题放在首位。即使搬运冰山不足以影响全球环境,但对局域环境的影响恐怕无人能够否认。

除去拖运难题以外,拖运冰山是否会影响全球气候,进而导致生态失衡,也是人们极为关切的。南极被称为地球气温的“调节器”,是地球上水循环系统与大气循环系统的重要冷源,漂浮在南极海面上的冰山,是这个冷源的重要组成部分,像饮料中的冰块发挥着冰镇作用。大西洋、印度洋、太平洋中的许多暖流在南极海域得到冷却,而许多寒流大都来自南极海域的深层海水,从而形成了洋流的大循环,支配着地球气温的冷热交换,使地球气温经常保持在一定的范围内。有许多地理环境现象与南极冰水有关。

从理论上讲,从南极拖走满足淡水需求的冰山只是小小的一部分,不会影响南极环境。可是,因为南极环境的脆弱和不确定性,人为地拖走大批冰山很可能影响地球冷源的正常作用,从而导致全球气候发生变异。也有的科学家认为,根据目前的分析,每年从南极运出的冰山,与南极地区每年形成的冰山数目相比,是微乎其微的,故此拖运冰山对全球气候影响不大。直到现在,对于冰山挪走后的环境影响后果国际科学界还未有定论。但无论如何,南极冰山利用必须把环境问题放在首位。即使搬运冰山不足以影响全球环境,但对局域环境的影响恐怕无人能够否认。在冰山经过热带海域时,可能产生大雾天气,导致航海灾难,这种事例已不新鲜;若经过赤道海域,情况可能更加不同。赤道地区的奇热遇到冰山的骤冷很容易产生猛烈的风暴,从而导致局部气候剧变;在生态方面,因为冰山的降温作用,可能使得途经海域的温度剧降,加之融水的淡化效果,对所经海洋生态系统带来巨大威胁;冰山过境的另一威胁来自冰山的巨大体积。冰山的7/8都在海平面以下,底部往往长达几百米,有的达500~600米,如果所经海域深度不足,巨大的冰山底部就会像钢板一样刮擦海底,彻底扫荡海底生态系统,其毁灭性后果往往要20多年才能恢复。至于享受冰山之利的干旱缺水地区,由于巨大冰山的影响,不仅会使气温下降,空气对流加快,而且还会促使周围的水汽凝结,产生大雾,增加降雨量。据计算,一座2亿吨的冰山能使方圆10千米范围内的气温下降5℃左右,并形成2级左右的风,但这种降温加湿的地区性气候变异是福是祸尚难确定。

冰山的7/8都在海平面以下,底部往往长达几百米,有的达500~600米,如果所经海域深度不足,巨大的冰山底部就会像钢板一样刮擦海底,彻底扫荡海底生态系统,其毁灭性后果往往要20多年才能恢复。(上图文字说明)

1989年第15届南极条约协商会议指出,无节制的开发南极冰山可能对南极独特的环境及其生态系统带来不利影响。代表们认为,在缔约国充分讨论研究冰山利用问题之前,南极冰山不应进行商业开发。他们建议各国政府交换关于冰山开发可能性及开发对环境影响的信息,同时应当邀请南极研究科学委员会参与进来。

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