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第16章 气象科技(2)

练拳击的人都知道,要想打倒对方,就要避其锋芒,善于抓住对方的空虚,找出其致命的弱点,反戈一击。对气象灾害也是这样。有些灾害,如酸雨,要是能找到一种克星就好办了,现代生物技术就是对付酸雨的一剂良药。

再如对于台风、海雾等灾害,人们斗不过它们,却可以躲过它们,于是有了导航技术。还有一些灾害,比如农业方面的,可以用现代气象技术进行各种估算,做到心中有数,争取把减灾工作落实得更有效。

1.生物技术

酸雨的危害一直引起世界各国的普遍关注,目前世界上已形成三大酸雨区,它们是:以德、法、英等国家为中心,涉及大半个欧洲的北欧酸雨区;以美国、加拿大为中心的北美酸雨区;覆盖我国四川、贵州、广东、广西、湖南、湖北、江苏、浙江、青岛等省市的酸雨区。

导致酸雨的最主要物质是二氧化硫。一些国家已经认识到酸雨危害的严重性。曾有欧洲26个国家和加拿大等,在联合国欧洲经济委员会提出的新协议上签字,保证把本国的二氧化硫排放量减少80%。美国也承诺在2010年将二氧化硫排放量减少同一百分点。从这些可以看出来,减少二氧化硫的排放量是控制酸雨的最好办法。为此,全世界40多个国家通过了有关法律,开始限制汽车排污。欧洲共同体甚至要求成员国在1996年前,全部使用无铅低硫石油。但是经济需要发展,自然资源的利用不应该减少,关键是要另找出路——有没有一种两全其美的办法,既可以利用资源,又可以保护环境不受破坏呢?当然有,生物技术就是由此脱颖而出的一种新方法,它给我们的困境带来了新思路。

1993年,在印度召开了“无害环境生物技术应用国际合作”会议。专家们认为,用生物技术治理环境有巨大的潜力。煤是一种重要能源,它燃烧时会放出二氧化硫等有害气体。在煤中,硫分有机硫和无机硫两种;无机硫大部分以硫物质形式存在,其中主要有黄铁矿(FeS2)。生物学家们认为,利用微生物脱硫,可以使单体硫变成硫酸。在这个领域有些国家已经取得了很大进展:

日本中央电力研究所人员从土壤中分离出一种硫杆菌,该菌能有效地去除煤中的无机硫;

美国煤气研究所筛选出一种新的微生物菌株,它能从煤中分离有机硫,但不降低煤的质量;

捷克还筛选出一种酸热硫化杆菌,可以除去黄铁矿中75%的硫。1991年进行统计时,利用生物技术可以脱去煤中无机硫的78.5%,有机硫的23.4%。

利用生物技术脱硫原理简单,投资较少,特别适宜于一些发展中国家使用。我国煤储量和年产量均处世界前列,煤在能源的结构中占有首要位置。

生物技术脱硫,在我国前景美好,需要大力研究和开发。

2.气象导航

利用气象导航,并不只是像一些人想像的那样,仅仅只替飞机、船舶的位置进行定位。气象导航说到底,可以提供两种航线。一是最经济航线,即整个航行中,从一个港口到另一个港口,哪个航线时间最短,所花费的燃料最少,效益最高;一个是最舒适航线,即航行中哪儿风平浪静,晴空万里,最能避免台风、海浪、飓风的袭击。不用说,第一条航线为货运提供了方便,第二条航线为旅客提供了安全。

可别认为导航只是闹着玩儿。这里摘录两个例子,通过比较你就知道了差别:1980年底,我国某远洋公司两艘船舶分别从加拿大回国,其中有一艘船采用了气象导航机构推荐的高纬度航线。途经白令海峡,该船速度快,只用了半个月左右就到达了目的地;而另一艘船却采用了中纬度习惯航行,一路顶着狂风巨浪,损失了几十万美元的货物不说,还多用了两个星期才回到港口。

气象导航要利用全球的天气监测网资料,结合船舶的具体航行要求,提出各种建议,它具很大的实用价值。其实,气象导航本身是在为远洋航行提供综合的气象信息服务。这显示了很大的发展潜力。我国在1987年成立了气象导航中心,并在沿海气象台设立了分中心,组织成立了遍布全国沿海各大港口的海洋气象导航服务网,取得了可喜成果。

3.卫星遥感技术

气象卫星的估算应用比较广泛。前面说过,气象卫星还能够对农作物长势、病虫害及冻害进行监测,但这只是一方面。气象卫星能够对灾害面积进行估计,对农作物收成作出估算,甚至对各种资源,如渔业资源,能进行遥感探测,显示出其独特的本领。

举例说,早在1991年,在江淮地区发生特大洪水时,江苏省气象局农业气象中心利用接收到的气象卫星资料,估计出江苏省受淹农田面积为53.3万公顷。江苏省民政厅正是参考了这个遥感结果来分发救灾款物的。

利用卫星进行估产不是最近的事,许多年前,美国为了研究国际市场的小麦价格,在麦收前两个月,利用卫星对前苏联小麦进行了测算,认为前苏联产量约为9140万吨,结果后来进行核对,误差不到1%,真是神了。

气象卫星是怎么利用遥感信息资料进行估产的呢?原来,植物的绿叶是进行光合作用的基本器官。一般的说,植物叶面积越大,光合作用就越强,经济产量就可能越高。这是一种植物生理机制,这种生理机制反映的信息也就通过其反射光谱的不同波段反映出来。当作物叶子遭受干旱、病虫害时,叶片的含水量会减少,叶绿素减少,光合作用也相应减弱,此时叶绿素吸收蓝光、红光能力降低。同时,作物在不同的生长和发育阶段,由于叶片的叶绿素含量和内部结构不同,它们的光谱反映曲线也会不同。根据这种原理,气象卫星就可以捕捉到作物的生长情况,进而推算未来的收成。

美国的第三代业务极轨气象卫星,在作物估产方面成绩不小。该卫星在运行过程中,每天有四次扫过同一具体地点,在无云的地区,它们可以很快地反映植物叶绿素对光的吸收率和反射率,通过反射率值可以算出绿度值,通过绿度值就可以监测作物生长状况,进而估计作物产量。

我国1985年就在气象系统开展了遥感综合测产项目,1990年正式投入业务运行。实践证明,该技术对农作物的估产具有迅速、宏观、准确的特点,可以弥补传统农业估产时间长、效率低的不足。

利用气象卫星遥感渔业资源的原理与小麦估产有所不同。应用气象卫星可以用红外遥感仪器测出海水表面温度,在绘出海水表层温度分布等值线图后,就可以根据鱼类生活规律与海水温度的关系来确定渔场位置,并绘成渔海况速报图。美国、日本已有渔海况速报系统,它包括卫星海况图和渔海况图,它们可以作为渔民海洋捕捞业的重要参考。

跨世纪的造福子孙工程

前面叙述了我们面对灾害的种种措施和办法,不管是天气预报也好,监测也好,人工影响局部天气也好,其实都只是一种治标不治本的办法。按医学的一句话,就叫“头痛医头,脚痛医脚”。恩格斯曾有一句话说,人类对大自然的每一次索取,都会受到大自然的报复和惩罚。这一点也不为过。由于人类滥伐森林,过分采取地下水,人口膨胀,大量排放二氧化碳和二氧化硫,使世界气候日益恶化。有科学家就认为,目前的一些异常气候现象,就与人类对气候环境的破坏,特别是与温室效应有关。

那么,有人也许会问,有没有办法恢复原来的气候,或者更恰当地说,能否采取人工措施去改造气候向良性方向发展呢?当然可以。其实,如前面几节所述的,一些国家开始限制二氧化碳、二氧化硫的排放,就是减少酸雨和温室效应产生的办法,从长远的角度来看,它们是会对未来气候产生影响的。

可是,还有别的影响气候的有效措施吗?有。植树造林,绿化家园,大量种草,兴修各种水利工程就是一种可取的方法。我国在这方面做得很有特色,如兴建三北防护林,设立了一个植树日(3月12日)。经过几十年努力,我国的森林覆盖率上升了几个百分点,这是了不起的成就。实际上,植树造林、绿化祖国,本身是造福子孙的世纪工程。过去有一句话说,“前人栽树,后人乘凉”,不就是说增加了大气湿度,降低了大气温度、使气候好转了吗?

但是改造气候本身是一个系统工程,它需要我们的不懈努力。在大力种草、植树、搞绿化的同时,还应合理砍伐树木,修好各种水利设施,以利于防洪泄涝,减少植被的破坏。而且,如减少大气污染,限制废气排放量,合理用水,利用清洁能源,如风能、电能、核能等,也不是能容易做到的事。

此外,由于大气没有国界,海水也无国界,真正要使气候向良性方向发展,还需要全世界各国的携手努力,单就某个国家是不行的。

绝妙的人造气候

有利的气候条件能使工作效率大大提高,而不利的气候条件会使工作效率明显下降。比如,阴雨连绵会使人情绪低落,甚至意志消沉,从而严重影响人们的工作效率。大自然的气候虽然不可抗拒,但我们却能用现代科学方法创造有利的气候条件,来提高人们的工作效率。为了克服不良气候的影响,世界上许多国家出现了“人造气候热”。

如在法国,每当阴雨连绵的天气,刚上班时,一些工厂在车间里用灯光把车间打扮成旭日东升、曙光万道的景象;临近中午时,华灯齐射,呈现出晴空万里、“阳光”灿烂的气氛;快下班了,车间里又是一番“太阳”西沉,晚霞四射的景象。科学家们指出,这样能振奋人的精神,使工作效率提高10%。

让我们浏览一下日本大阪的一条地下街吧。这条街叫“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,便来到了“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”,景象绚丽迷人。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。试想,当人们置身这里,工作效率又怎么能不提高呢?!

“人造气候”是当代科学的结晶。它不仅可以提高工作效率,还可以用来防治疾病。科学家们根据名山大川、海滨盆地能治病强身的道理,建立起了“人造气候室”,用人工办法来模拟特殊的气象条件,治疗疾病,取得了很好的效果。这是“人造气候”的又一妙用!

气象与商业

村越是日本一家超级市场的经理,以前,他因无法确定每天的进货品种和数量而愁眉不展。后来,一个在气象协会工作的朋友找到他,帮他开发了一个叫“第二天来店购物人数预测体系”的软件。这个软件只要把次日的天气预报输入电脑,这个体系就能准确测出第二天顾客的多少。试用1个星期后,村越一扫愁容。每天下午3点,他根据“体系”测出的数据吩咐采购员去进货,总是很合适;店里因过剩食品造成的浪费降到了最低限度,生意越来越兴隆了。

气象学在现代经济生活中就这样发挥着日益重要的作用。国外已有很多企业把商业与气象学的关系列入了必修课,企业家们则巧妙运用这门科学,更好地制定经营策略。

极小的气温变化对人体影响可能微不足道,但对全球经济却会产生意想不到的结果。假如世界平均气温下降1℃,那么:

——全球棉花歉收,损失达22亿美元;

——全球水稻歉收,损失达10亿美元;

——全球海洋资源收入减少1862亿美元。

据日本气象专家的调查结果表明,大多数商品的销售量都受气温的影响。各种商品最畅销的气温是:10℃时是防寒衣料,15℃时是长袖女罩衫,20℃时是空调机、夏装,22℃时是啤酒,23℃时是浴衣,24℃时是游泳衣、凉鞋、拖鞋,26℃时是蚊蝇杀虫剂,27℃时是西瓜,29℃时是阳伞,30℃时是刨冰。商场老板因地制宜,巧妙地运用气象信息,有的放矢组织货源、销售,使盈利大增。

1994年武汉商场支付3000元信息费,与武汉中心气象台签定了气象信息供需合同,及时得到“今年夏季气温比常年偏高”的信息,便果断决定进大批空调机扩大销售。而其他商场因无气象信息,对一下变“火”的空调机措手不及,痛失获利良机。武汉商场3000元信息费换来了百倍的利润。随着市经济的深入发展,上海一些老板的“气象意识”也大大增强。上海第六百货商店的经理们“看天做生意”,把气象预报用于决策经营。1990年他们根据上海气象台提供的“夏季上海将出现高温早,持续时间长”的信息,举办电风扇展销会,仅20天时间,销售额突破百万元。

如今,国外发达国家十分重视气象信息的利用,并把它作为衡量市场竞争能力的重要因素。德国一些啤酒公司都专门设有气象研究室,把气象信息做为调整啤酒销售量的重要参数。据分析,盛夏气温上升1℃,啤酒销售量增加230万瓶,日本开发的“第二天来店购物人数预测”软件,每天下午3点预测次日来客人数多少。预测结果表明,雨天的顾客至少要比平日减少20%。

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