收集海洋上方水蒸气：科学家提出获取无限淡水新构想

海面上的云。图片来源： Pavel Losevsky / stock.adobe.com

研究人员称，地球海洋上方以水蒸气形式存在着几乎无限的淡水供应，但尚未被开发利用。美国科学家的一项新研究首次提出投资于能够收集海洋水蒸气的新基础设施，以解决世界各地淡水供应有限的问题。相关研究结果近日发表于《科学报告》。

该研究评估了全球14个水资源紧张的地区，以确定从海洋上方收集水蒸气并将其冷凝成淡水的假设结构的可行性，以及这种方式在面临持续气候变化时是否仍然可行。

研究通讯作者、伊利诺伊大学香槟分校土木和环境工程教授Praveen Kumar表示，水资源短缺是一个全球性问题。在美国，由于科罗拉多河流域水位不断下降，影响整个西部地区。而在亚热带地区，如美国西部，由于全年云层覆盖很少，有足够的太阳辐射，导致附近的海洋不断蒸发水分。

研究人员表示，以前的废水回收、人工降雨和海水淡化技术只取得了有限的成功。尽管在全球一些地区部署了海水淡化厂，但由于产生盐水和重金属废水，海水淡化厂面临着可持续性问题，以至于加利福尼亚州最近拒绝了新建海水淡化厂的措施。

“最终，我们需要找到一种方法来增加淡水供应，因为现有水源的保护和循环水虽然是必不可少的，但仍不足以满足人类的需求。我们认为新提出的方法可以做到这一点。”Kumar说。

通过对假定的宽210米、高100米的海上结构进行大气和经济分析，研究人员得出结论，在全球许多缺水地区，收集海洋表面的水分是可行的。据估计，假定结构的产水量可为亚热带地区的大型人口中心提供淡水。

气候变化下一个更有利的预测是，干旱地区将变得更干燥，潮湿地区将变得更潮湿。这种日益干旱的情况有利于新的海洋蒸汽收集技术。气候预测显示，海洋蒸汽通量只会随时间的推移而增加，从而提供更多的淡水。

因此，研究人员称，他们提出的想法在气候变化的情况下是可行的。这为适应气候变化，特别是为生活在干旱和半干旱地区的弱势群体，提供了一种非常必要和有效的方法。

研究人员表示，这个解决方案的一个更大特点是，它的工作原理与自然水循环类似。

研究作者之一、伊利诺伊大学香槟分校大气科学教授Francina Dominguez指出，这个方案不同之处在于，可以引导海洋蒸发的方向。

“当Praveen向我提出这个想法时，我们都想知道为什么以前没有人考虑过这个问题，因为它看起来是一个显而易见的解决方案。以前没有人这样做，我认为这是因为研究人员太专注于陆上解决方案。但我们的研究表明，确实存在其他选择。”Dominguez说。

研究人员表示，这项研究为新的基础设施投资打开了大门，可以有效解决全球淡水日益稀缺的问题。

（原标题为《收集海洋上方水蒸气，科学家提出获取无限淡水新构想》）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41598-022-24314-2