【抗旱措施】抗旱新途径——开发露水资源

嘉宾 中国气象局兰州干旱气象研究所博士生导师 研究员 张强

观点：随着全球气候变暖不断加剧和人口数量迅速增长，水资源短缺已成为目前全球面临的共同挑战，当前干旱灾害正呈现出常态化和全球蔓延化的新特征。在这种背景下，人们更应积极发展水资源开发利用技术，努力开辟科学抗旱的新途径。

露水——被我们长久忽视的水资源

近年来，对水资源的开发利用工作逐步走上了多措并举之路，水利建设、人工增雨、保墒等措施已经成为开发利用地表水、云水、土壤水等水资源形式的主要方向，并已在生产生活中发挥着重要作用。除此之外，露水也是十分珍贵的地球水资源。

在干旱半干旱区，如果大气水汽条件合适，地表热力条件一般更有利于露水的形成，露水资源有时能够达到甚至超过自然降水量的水平，在某些极端干旱地区它是生态植被的唯一液态水分来源。据估算：在年平均降水量为100毫米左右的民勤，露水量可达到100-200毫米左右。同时，最近观测试验还证实：干旱地区日平均露水量可以达到0.1毫米以上的量级；如果选择了很理想的局地气候和地理环境条件，露水最大的时候每日可达0.5毫米以上，甚至超过1毫米。可见，自然界的露水资源不仅比较丰富，而且开发利用潜力也比较巨大。

在国际上，法国、秘鲁、以色列和德国等国一直在发展露水开发利用技术，而且在加勒比海地区露水已经作为饮用水源在生产生活中被广泛收集利用。相对而言，我国仅对露水的形成机理及其生态功能做了一些初步的研究，而对露水开发利用的技术研究还十分缺乏。
 
露水——更具特殊生态价值的水资源

与自然降水相比，露水具有非常独特的生态和气候效应。首先，植物叶面露水可以直接被植被叶片吸收，能够有效降低植被内部水分的亏缺。其次，露水形成一般要比降水更均匀，能够被土壤或植被叶面更加充分吸收，不会形成水土流失或过度浸泡等水资源浪费或水害。第三，露水更易于被植物根系吸收，其吸收利用效率要远远高于一般降水或渠道灌溉水。第四，尽管露水量不一定很大，但它持续的时间要比降水长得多，发生的频率也要比降水高得多，往往在植物水分极端损失后的关键时期能够推迟植物叶片萎蔫，维持植物持续生存。第五，露水可以直接凝结在土壤表面或形成露滴滴落到土壤中，直接参与土壤和植物的水分平衡过程。

不仅如此，露水还是自然生态系统中生物土皮、昆虫和小动物的重要水源，它对荒漠区微生态环境维持和固沙具有良好的作用，对岩石机械风化和生物疾病发展也有较大影响，是土壤微生态系统的重要参与者和关键影响因素。
 
露水——开发利用有赖科技创新

从理论上讲，露水量的大小和持续时间主要受局地气候特征及地表和地物特性等因素影响。在现实中，可以通过改善或选择局地气候条件以及改进地表和地物特性等手段，创造更加有利于露水资源形成的气象条件及地表热力和动力特性，有效增加露水形成量，以达到科学开发利用露水资源的目的。

科学选择适宜气候条件——就局地气候条件而言，在天空少云、空气湿度较大、风速适中、近地层逆温比较明显、表面温差较大时，露水形成率比较高。试验表明，产生露水的理想气候条件是：近地层大气相对湿度大于90%，风速保持在1-2米/秒之间，地表温度低于露点，近地层大气保持向下的水汽输送状态，等等。就地理条件而言，平坦开阔的地形有利于表面冷却和水汽输送，露水比较容易形成。

同时，由于近地层大气温度和湿度的梯度分布均很大，不同高度的冷却效果和空气水汽条件会有很大差别，露水收集装置放置距离地面的高低程度也会影响露水的形成。研究试验结果也证实，在某些高度上露水收集效果确实要更好一些。

创新露水凝结面技术——对露水凝结面的动力、辐射、热力和亲水性的改进都会增加露水形成的效率，所以创新和改进露水凝结面是目前开发露水资源的主要技术发展方向之一，它比选择局地气候条件更主动、更积极，也更有效。
 
露水——新技术推广前路正长

目前，在实践中尝试较多的露水资源开发利用技术是将辐射冷却效果好、亲水性强的新材料与网状结构和空中放置等多种技术优点的集成技术。最近，人们开始尝试应用纳米技术和新型生化材料等更先进的技术来提高露水开发利用效果。随着新材料和新技术的应用，尤其是具有集成技术的新型露水收集设备的成熟化和规范化以及高科技的新型地表生化增露材料的推广使用，露水资源开发利用将会逐步向规模化和产业化的方向发展，为科学抗旱开辟更加广阔的前景，为人类抗御自然灾害带来新希望。

当然，露水开发利用技术实际上包括了地点的选择、露水凝结面的改进、收集设备的发展和露水资源的利用等多个技术环节组成的系统工程，其中许多关键技术问题还缺乏科学论证。因此，今后仍需要开展比较充分的野外试验或室内实验来深入探索，寻求科学合理的露水资源开发利用的系统工程技术，为抗旱防灾提供更加得力的科技支撑。（来源：中国气象报社）