研究人員說,地球海洋上方以水蒸氣的形式存在著幾乎可以無限供應的淡水,但尚未進行開發。伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的一項新研究首次提議投資能夠收集海洋水蒸氣的新基礎設施,以解決全球淡水供應有限的問題。
這項研究由伊大土木與環境工程教授、Prairie研究所執行主任Praveen Kumar 領導,評估了全球14個缺水地區的可行性,利用一種能夠從海洋上空捕獲水蒸氣並將其冷凝成淡水的假設結構,並以一種在持續氣候變化的情況下仍然可行的方式進行。近日,該研究團隊在《自然科學報告》雜志上發表了他們的研究發現。
Professor Praveen Kumar and study co-author Afeefa Rahman.
Kumar教授說:“水資源短缺是一個全球性問題,科羅拉多河流域水位不斷下降,影響到整個美國西部,這與美國本土息息相關。”“然而,在亞熱帶地區,如美國西部,附近的海洋不斷蒸發水分,因為全年雲層覆蓋很少,有足夠的太陽輻射。”
研究人員說,以前的廢水回收、雲播種和海水淡化技術只取得了有限的成功。儘管在全球一些地區部署了海水淡化廠,但由於產生鹽水和重金屬廢水,海水淡化廠面臨著可持續性問題,以至於加州最近拒絕了增加新的海水淡化廠的措施。
Kumar教授說:“最終,我們需要找到一種方法來增加淡水供應,因為現有水源的保護和迴圈水雖然必不可少,但仍不足以滿足人類的需求。我們認為我們新提出的方案可以大規模地做到這一點。”
研究人員對假定的210米寬、100米高的海上結構物進行了大氣和經濟分析。透過分析,研究人員得出結論,在全球許多缺水地區捕捉海洋表面的水分是可行的。據估計,擬建建築的產水量可以為亞熱帶地區的大型人口中心提供淡水。
氣候變化的一個更有力的預測是,乾旱地區將變得更乾燥,而潮溼地區將變得更加潮溼。不過,這種日益乾旱的情況非常有利於新的海洋蒸氣收集技術。研究人員表示,氣候預測顯示,海洋蒸氣通量只會隨著時間的推移而增加,從而提供更多的淡水供應。因此,該團隊提出的想法在氣候變化下是可行的。這為適應氣候變化提供了急需的有效方法,特別是對生活在世界乾旱和半乾旱地區的群體而言。
研究人員說,這個解決方案的一個更好的特點是,它的工作原理就像自然水迴圈。不同之處在於,人們可以引導海洋蒸發的水流向哪裡。為什麼以前沒有人想到這個問題呢?儘管這似乎是一個顯而易見的解決方案,這可能是因為研究人員太專注於基於陸地的解決方案了,但這項研究表明,實際上確實存在著其它選擇。
這項研究為新的基礎設施投資打開了大門,可以有效地解決全球淡水資源日益稀缺的問題。伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校、大學學者計劃和美國國家科學基金會支援了這項研究。