沙漠的地下，往往贮存着丰富的地下水。骆驼在沙漠中行走时，轻轻地用蹄子一掀，有时沙层的底下就是一股清甜的水。1984年，我国的一支石油勘探队在塔克拉玛干大沙漠里也发现了地下水，他们用推土机推出了6米多深的坑，第一天见到了泥浆，第二天，坑里渗出了半池清水。地质专家分析，地下水的来源是昆仑山的雪水。将来如果能探明沙漠中地下水的分布，用沙漠地下水治沙漠，经济价值就会更高。
地球的两极和高山的顶端有着厚厚的冰块，它们是淡水的宝贵资源，如果能取来灌溉沙漠，那么沙漠也就有救了。但远水不解近渴，真要这么做，投资的数额是很可观的。
除了为沙漠送水，科学家还想为沙漠造土。现在已研制了一种人造土壤，这种土壤是按照作物需要的水土肥的比例特制的，把它制成卷筒地毯，铺在沙漠地上，就可耕作啦。有一种由多孔性材料制成的塑料树，可以用来改变沙漠的气候环境。人造塑料树可从寒夜中吸收储存水分，白昼到来时，它缓慢地散发冷气，降低周围的温度，促使能降雨的冷空气团形成。
许多科学家乐观地认为：在21世纪，沙漠终将成为人类免于饥饿的食橱，担负着生产粮食的使命。
学科展望
日本科学家已经培育出了一种螺旋状的蓝藻，这种蓝藻能耐70℃的高温，含有丰富的营养成分。科技人员前往科威特沙漠，筑起了一个圆顶玻璃厂房，培植蓝藻并提取粮食。他们仅用了两个普通游泳池大小的面积，半年生产的“粮食”竟达7吨！呼风唤雨的气象武器
冷兵器时代，战争多是近身肉搏，即使有强弓硬弩，威力仍然有限。为了提高杀伤力，高明的将帅在借助自然力方面动足了脑筋，水淹火烧成了他们克敌制胜的法宝。随着气象科学的发展，尤其是人工影响天气技术的改进，人为地制造地震、海啸、暴雨、山洪、雪崩、热高温、气雾等自然灾害，变天气为武器，让“雷公”、“电母”下凡参战，也已不是异想天开。
气象武器中研制最早、范围最广、效果也最显著的项目是人造洪暴。这种方法是用人工降水的方法增加降水量，形成大雨、暴雨，以影响敌人的机动能力，甚至造成洪水泛滥，消灭敌人。在1966—1972年的侵越战争中，美军为了阻止越南北方“胡志明小道”的后勤运输，阻断越南北方部队的机动。从1967年3月—1972年7月，美军利用东南亚地区西南季风季节多雨的有利气象条件，秘密地在老挝、越南、柬埔寨的毗邻地区进行了数百次的人工降雨造洪暴的试验。这是目前所知道的在战争中把气象武器运用于实战的第一次尝试。在此期间，美军曾先后出动飞机2602架次，向云中撒放碘化银炸弹47409枚，耗资达2160万美元，约有1400多人参加了这项计划。
结果表明，由于降水量的剧增，使局部地区洪水泛滥，桥断坝毁，道路泥泞难以通行。1971年4月间每周约有9000辆运送物资的车辆通过“胡志明小道”，而到6月间美军实施人造洪暴的时候，每周仅能通过900辆汽车。这样的效果，甚至超过了美军B-52重型轰炸机的轰炸。美军在越南战争中的人造洪暴这一行动本身，表明气象武器已从设想开始走向了实战。
提起海啸，人们无不为之胆战心惊、毛骨悚然。自然界中，海啸是由风暴和地震所引起的。据记载，1965年夏天，美国在比基尼岛上进行的核试验激发了军事科学家们研制海啸武器的浓厚兴趣。那次核爆炸中，在距爆炸中心500米的海域突然掀起60米高的海浪，海浪在离开爆炸中心1500米之后，高度仍在15米以上。这一试验表明，未来的海啸武器如运用于海战，将会起到不可估量的作用。
台风是一种热带空气旋涡，四周空气绕着它的中心急速旋转。旋涡中心是一个直径为5～30公里的风眼，在风眼周围，由于强烈的上升气流，造成几十公里宽、8～9公里高的云墙，在云墙下出现狂风暴雨。台风的破坏作用是相当可怕的，一次中等规模台风所产生的破坏力；就相当于10亿吨TNT炸药的破坏力。而一次大规模台风产生的破坏力，100亿吨TNT爆炸时所产生的威力才能与之相当。现代军事专家们正在设想如何用人工来制造台风，操纵台风，加强台风的威力、速度，改变台风行进路线。这样，就可以操纵台风，袭击敌方重要目标，如沿海港口城市、海上舰船、空中飞行的飞机等，从而给敌方造成重大损失。
从古代开始，人类就处在雷电的威胁之下。雷电能击毙生物，摧毁建筑物，引起火灾。雷电来自于天空中的雷云，雷云中蕴藏着巨大的能量。一片普通雷云中的能量，就相当于一颗100万吨级的核炸弹爆炸时释放的能量。武器设计师们想利用雷云放电现象对敌方地面部队、坦克、飞机、舰船进行雷击，利用雷云放电时产生的冲击波毁灭它们，或者利用闪电通过时的瞬间高温起到杀伤破坏作用。初步设想中的雷云武器是利用火箭、大炮或其他发射装置将金属细片或金属纤维丝散布到雷云中，通过这些金属细片和纤维丝，使雷云被引向敌方目标，进行人工放电，从而杀伤、击毁目标。
太阳光也可被用做武器，而且早被使用过了。1994年，俄罗斯卫星曾在轨道上安放了一面镜片，镜片的反射光在夜间擦过地球，这说明目前的技术已经能够在4万米高空集中镜面反射光。据计算，聚集的热源中心温度可达数千度，可以毁灭地球上的一切，这种武器也很有可能出现在新世纪的战争中。
人工制造臭氧层空洞也是目前受关注的气象武器之一。在距离地面10千米～50千米的高空，有一层臭氧层。臭氧的最大作用就是吸收太阳光中紫外线等短波辐射，如果臭氧层遭到了破坏，紫外线就会直射地面。实验表明，当太阳直射头顶时，从臭氧层空洞中穿过的紫外线只要照射几分钟，就可使地面无遮蔽的生命全被烤焦，或使人和生物体的细胞组织破坏，皮肤灼伤，皮癌增多，甚至还可引起地面平均气温降低和湿度增加，影响农作物的生长，给当地经济造成损失。人工制造臭氧层空洞就是设想在某个空间上空人为地破坏部分臭氧层，使太阳光直射地面，达到杀伤敌人或生物的军事目的。
截至目前，人类对影响、改变天气的技术的研究还很有限。贸然启用气象武器，不仅打击不了敌人，反倒可能带来一场全球性灾难。比如，人造酸雨、人造臭氧洞等，对环境的破坏是人类远远无法控制的灾难性后果。但令人担忧的是，尽管联合国在1977年就通过了禁止将人工影响天气的技术用于军事领域的法案，但一些国家的气象武器研究从未停止，各方在禁止气象武器的研究及使用方面的努力，仍毫无进展。
学科展望
对气象武器的研究是个特殊的课题，有些已处于初步试验阶段，更多的尚处于理论研究之中。但可以肯定，在未来战场上，气象武器拥有着巨大的、不可忽视的军事潜力。而气象武器一旦参战，势必对人类的安全构成极大的威胁。
未来的环境监测
人感觉不舒服时，只测量体温是不够的，还需做全面的检查。地球也和人一样，地球上的环境问题，只做短时间的、孤立的、分散的观测，很难做出准确无误的判断，无法采取有效措施来治理环境和防治各种灾害。
要对地球进行全面观测，就要观测陆地、海洋、生物、大气等方方面面，各个角落都要观测到，还要尽可能地长期观测，不间断地观测才行。要完成这项任务，只能靠航天器了，因为它站得高，望得远！但卫星只能装备小型仪器，不能安装大型天线和巨型望远镜，卫星上没有航天器对接系统，上天后很难给它加注燃料、维修、更换零部件和更换设备，所以卫星的寿命只有几年，不能做长期观测研究。在这种情况下，美国在20世纪80年代，联合欧洲空间局、加拿大、日本等国，开始积极研制对地观测系统。它由科学研究计划、航天观测系统和数据信息系统三大部分组成。它的航天观测系统具有航天器对接平台，航天飞机从地面上起飞，到达轨道和它对接起来，就能为它加注燃料、修换部件等。它的容积也大，能装载多种大型观测设备。它采集的数据比目前航天器所采集的数据多1000倍。好几个对地观测平台在近年来已陆续发射升空，组成了一个完整的地球环境监测系统。
对于环境污染，假如我们不亲自到污染现场去直接进行监测或采集样品带回实验室分析测定，就不可能知道那里的环境有没有受到污染或受什么污染、污染程度如何。然而，有些污染物，如放射性污染物，致癌、致畸、致突变污染物和其他有毒有害物质，这些统统叫做危险废弃物，对人体有害。受危险废弃物污染的地方，如果研究人员也亲自到那里去调查、采样、完成分析监测，很容易受到毒害，除非具有特殊的防护措施。那么还有没有别的好办法呢？
现在让机器人深入“虎穴”，工作人员只要坐在安全的地方，遥控指挥机器人，照样可以准确分析测定环境中的危险废弃物，例如，探测分析放射性污染物就可让机器人来完成。人们把一种叫做“感兴耦合等离子体——原子发射光谱仪”的监测仪器安装在汽车上，研究人员驱车到场地后，指令机器人采集地上、地下以及空气中的样品，然后由坐在汽车里的研究人员在车上完成测试。这是利用机器人采集分析的最初阶段。科学家们并不满足于此，他们的目标是研究人员不进入现场，只坐在1公里以外的安全地带，在遥控车上指挥机器人，让机器人完成全部采样、分析过程，发现问题及时解决，直到获得满意的结果。
机器人既然可以探测危险物质，探测非危险物质就更容易了。让机器人到深海去，分析测定深海的水质，把机器人用直升飞机带到高山顶上以及其他人迹罕至的地方，可以获得环境背景值，以便更好地管理环境。总之，机器人在未来环境监测方面，将会大显身手。
学科展望
21世纪，对地观测以及在其基础上发展起来的数字地球正在成为全球最具挑战性和广泛带动性的高科技领域之一，其发展水平是一个国家科学技术、经济实力和国家安全保障能力的综合体现。2007年，我国也组建了由卫星遥感中心、航空遥感中心、空间数据中心和数字地球科学实验室等机构组成的对地观测中心。
奇妙的“人造气候”
当你来到薄荷味飘香的工厂，跨进旭日东升、曙光万道的车间；当你进入熏衣草芬芳的卧室和气味清新的浴室，你会感到精神抖擞、思维敏捷、干劲倍增，这是异军突起的“人造气候”给你带来的新感受。
科学家研究发现，芳香气味对一个人的心情、精神和工作干劲有很大的影响。如熏衣草和香春菊能缓解紧张的情绪；柠檬或柏属植物的气味可以丰富情调；罗勒属植物、薄荷或丁香的气味可以清洁空气。既然芬芳香气能产生这么神奇的作用，科学家自然不会忽视它。近年来，不少发达国家广泛地开发应用芳香气味，很多芳香革新家们正打算用这几种芳香来改善公共环境。
在日本，大量的芳香技术得以应用。东京的清水公司开发了一个新的计算机控制的芳香传输系统，可以净化家庭、办公楼、公寓、旅馆、医院、育婴室、地铁、监狱和其他环境的空气。据清水公司统计，这种环境的芳香气味对人的身心都有潜在的积极作用。美国的“美化家庭”研究所的研究结果有力地支持了清水公司的发现。他们组织研究了薄荷和熏衣草的气味对校对员工作效率的影响。第一手研究资料表明，当芬芳的气息在房间逐渐散开并弥漫了整个空间时，校对员的效率大大地提高了。日本一家建筑公司则标新立异，准备在日本建造三座芳香建筑物，让香气笼罩整幢大厦空间。每一个人都可共同分享芳香，其中的一座建筑物是专供退休人员使用的。预计，将来候机大楼、博物馆、火车、飞机、客轮等也都可以变得香气四溢。
日本和美国的一些专家认为，芳香气味的实用价值确实很大。电脑操作人员、长途汽车司机、雷达系统监视人员、医院特护仪器操作员等在芳香空间工作，可以减少出错。现在许多人疲劳时，靠抽烟、喝咖啡或听音乐来提神，将来只要靠芳香气味便可解决问题了。
人们都有这样的体会，阴雨连绵的天气里，总觉得心烦意乱，干什么都提不起精神，而在晴朗天气时，就觉得心情开朗，工作起来也是干劲大增。大自然的气候虽然不可抗拒，但人们却能用现代科学的方法创造一个有利的气候条件，于是世界上许多国家出现了人造气候热。
在法国的一些工厂，室外阴雨连绵，车间却是晴空万里，阳光灿烂。科学家们发现，这样能振奋人的精神，使工作效率提高10%。在日本的大阪市，有一条地下街，叫“虹”，它长1000米，宽50米，高6米，全街由4个广场和3个商场相隔排列而成。入口处是“爱的广场”，广场顶部华灯高悬，地上花坛星罗棋布，四周墙壁上装饰着以古代爱情传说为主题的浮雕和壁画。穿过一个商场，便来到“光的广场”。广场中央是一个养鱼池，广场顶部悬挂着由1600只彩灯组成的“星空”。池水与灯光辉映，构成一幅奇幻的图画。再过一个商场，便是“水的广场”，广场顶部2000只喷口向下的喷射水柱，宛如悬挂的瀑布。在七色灯光照射之下，“瀑布”上映出一条弧形的“彩虹”，景色绚丽迷人。这条街因此而得名为“虹”。再穿过3个商场，便来到出口处“绿的广场”。这里绿树如茵，花草满地，显示出一派东方园林的风格。当人们置身这样的人造气候环境，懒散劲儿将一扫而光，精神将为之振奋。
人造雾景是以水为原料，制造出无任何污染的无色、无味、清新的雾气。人造雾景可用于假山、草地、露天餐厅、广场、高尔夫训练场、喷泉等场所的造景，形成烟雾缭绕的迷人效果，也可用于净化空气，因为水雾在空气中可产生大量的负离子，使空气新鲜湿润。现在有些室内装饰也运用人造雾景，缥缈的轻雾与迷离的灯光、各式风格的室内装饰巧妙结合在一起，给人带来沁人心脾的清新气息。
“人造气候”还可以用来治病。科学家们根据名川大山、海滨盆地能治病强身的道理，建立起“人造气候室”，用人工办法来模拟特殊的气候条件治疗疾病，取得了很好的效果，这是“人造环境”的又一妙用。
学科展望
人类关于人造气候的最宏伟构想是改造火星。科学家们预计，大约在2020年前后，人类可能会登上火星。为了向火星移民，为人类创造更好的生存条件，科学家们决定给火星施加人工影响。到时候，火星会出现大气圈，会出现温室效应、绿色植物，还有水。如果这些预想真能实现，那恐怕将是人类建造的最大的“气候工程”了。
