作者:倪思洁 李瑜 陈欢欢 来源:中国科学报 发布时间:2016/6/4 10:10:02
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品尝前沿科技“盛宴”的鲜美
中科院第十八次院士大会第五届学部学术年会巡礼

 

中科院院士顾逸东:

空间科学不应再错失机遇

顾逸东

■本报记者 倪思洁

习近平总书记在全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协第九次全国代表大会上的讲话中提及,空间技术深刻改变了人类对宇宙的认知,为人类社会进步提供了重要动力,同时浩瀚的天空还有许多未知的奥秘有待探索,必须推动空间科学、空间技术、空间应用全面发展。

“展望空间科学的发展趋势,预计21世纪将出现对物理科学、生命科学、宇宙科学和地球系统认识的重大飞跃,可能推动新的科学革命并带动技术革命。”6月2日早晨8点半,中科院院士顾逸东成了科学技术部学术报告会的首位报告人。

“现在很多公众对空间科学、空间技术和空间应用的区分并不清楚。”顾逸东介绍,空间科学是以空间飞行器为主要平台,研究发生在地球、日地空间、太阳系乃至整个宇宙的物理、化学和生命等自然现象及其规律的科学。空间科学重在探索和发现,其性质是基础研究,已经成为当代基础前沿科学研究的先锋。

“根据最新的统计,目前世界约有1381颗在轨卫星,美国有568颗,中国有177颗,俄罗斯有133颗,其中科学卫星约120颗,中国只有两颗。”顾逸东说。

他表示,在空间科学投入方面,国际著名空间机构的工作重点是发展空间科学及相关技术,并不断推出新的空间科学规划和计划。空间科学成为各国空间局的投资重点,占比超过20%。目前每年全球投入空间科学的经费在100亿美元以上。“我国空间科学投入少,活动规模小,年均投入与国际主要空间大国相比还有很大差距。”顾逸东说。

顾逸东介绍,空间科学实验项目,国际上共开展了5000项以上,而我国只有120项左右,“这与我国空间大国的地位并不相称”。

鉴于此,顾逸东领衔的中科院技术科学部《发展我国空间科学若干建议》咨询组提出了具体建议。“首先要在科技界深入论证的基础上,制定国家近期、中期和长期的空间科学规划,优化航天发展布局,增加空间科学比重,将振兴空间科学作为建设创新型国家的重点内容,作为我国航天和基础研究的重点突破口。”顾逸东说。

不仅如此,“还要加强国家对空间科学的领导和管理,完善国家管理体制,建立国家在航天领域特别是空间科学方面的统一领导机构,统筹空间科学政策、规划、预算、立项和管理,加强空间科学核心研究机构和实验室建设。”顾逸东说。

在顾逸东看来,我国需要建立持续稳定的空间科学投入机制。“我国需要加大航天预算中空间科学比例,单列空间科学预算。”顾逸东说,“特别需要在国家统一规划的基础上,统筹各部门对空间科学任务从科学概念和探测方法的提出及深化研究、探测仪器攻关研制、地面实验和模拟实验、工程研制和任务实施,到数据分析、科学产出和成果转化等全链条的支持。”

此外,顾逸东建议,我国要拓展空间科学实施途径。“建议未来15年规划约30颗科学卫星,建立我国科学卫星系列;充分利用国家实施重大科技专项的契机,加强载人航天、探月工程等重大专项中的空间科学研究,将空间站建成国家级太空科学实验室;加强并充分利用好高空科学气球、调控火箭、自由落体设施、地面台站开展相关研究工作,夯实科学和技术基础。”顾逸东说。

中科院院士王乃彦:

发展内陆核电已经成熟

王乃彦

■本报记者 李瑜

“原则上说,内陆核电和沿海核电没有本质的差别,美国、法国、俄罗斯的内陆核电都占了一半以上,从国际核电发展的情况看,内陆核电机型也没有什么特殊的要求。但因地处内地,所以安全问题更要给以重视。”在中科院数学物理学部学术报告会上,核物理学家、中科院院士王乃彦与现场专家分享了我国核能发展面临的机遇和挑战。

据王乃彦介绍,目前,我国比较成熟的备选厂址有40%以上处于内陆,随着国民经济发展向中西部延伸,内陆地区对于电力的需求也将不断增长。“因此,考虑在‘十三五’期间启动内陆核电示范工程是必要的,内陆核电的建设应该是我国核电规模发展的重要组成部分”。

对于公众最担心的内陆核电厂建成后可能产生的环境问题,王乃彦指出,内陆核电厂的环境影响是很小的,是可以接受的。

“国内外压水堆核电厂运行实践表明,正常情况下,放射性流出物的排放完全可以控制在一个较低水平,仍在天然辐射水平涨落的范围内。”王乃彦说。

不仅如此,内陆核电厂液态流出物排放的辐射影响,也十分轻微。“通过对核电厂排放口下游1公里处的水质测量表明,其指标是满足饮用水要求的。”王乃彦进一步指出,我国拟建的内陆核电厂的厂址相邻的河流和湖泊的平均水流量较大,饮用水取水口离厂址普遍较远,因此,核电厂运行对周围环境不会造成生态影响。

另外,核电技术已能减少用水量,例如采用二次循环冷却,空冷和中水再利用等技术。“内陆核电厂供水的水源保证,完全可以通过厂址合理布局得到解决。”王乃彦说。

安全,是核电发展的前提和基础,那么,内陆核电厂是否能满足这一最为关键的要求呢?

“洪水和干旱不会对内陆核电厂构成安全威胁。”王乃彦表示,对于最大降雨导致的洪水以及由地震、洪水引起的上游溃坝等问题,内陆核电厂可以采用防御极端洪水的“干厂址”选址理念和留有安全裕度的设防要求,使洪水对内陆核电厂不构成安全威胁。

“而干旱或热浪则属于缓慢发生的自然现象,不是突发事件,因此,我们有足够的决策和应对时间,不会导致安全问题。”王乃彦表示。

王乃彦认为,如果万一内陆核电厂发生严重事故,也可以做到四个可以控制。

“我们可以通过‘四可’来保证极端情况下的水资源安全问题。”王乃彦依次介绍说,比如,在“可储存方面”,可以用安全厂房来储存严重事故中产生的放射性污水;在“可封堵”方面,可以在厂址中储备合适的阻水剂或其他能快速凝固的堵漏材料,封堵裂缝泄露;在“可处理”环节,可以统一配置事故放射性污水应急处理装置;在“可隔离”方面,可以在污染物进入外部水体前设置过渡段,将其与外部水体进行实体隔离。

“我国在内陆发展核电的条件已经成熟,特别是首批内陆核电项目,比如湖南桃花江、湖北咸宁和江西彭泽,已经投入了大量资金,作了充分的前期准备和科学论证工作。”王乃彦建议,“十三五”期间应该尽快启动内陆核电,“作为示范项目,它们的顺利执行有利于积累经验,将为后续内陆核电的发展奠定重要基础”。

中科院院士张人禾:

厄尔尼诺是“罪魁祸首”?

张人禾

■本报记者 陈欢欢

最近几年,极端气候现象频出,使得“厄尔尼诺”成为热门词汇,很多恶劣天气的出现原因被归结于厄尔尼诺。厄尔尼诺到底是恶劣天气出现的“罪魁祸首”还是“替罪羊”?在6月2日举行的中科院地学部学术报告会上,中科院院士、中国气象科学研究院研究员张人禾就厄尔尼诺对东亚气候年际变化的影响做了系统介绍。

厄尔尼诺事件是指赤道中东太平洋表面海水强烈增暖,而拉尼娜事件的海温变化正好相反,表现为赤道中东太平洋表面海水强烈变冷。这两种现象的海温异常具有较长的持续性,一般可持续一年左右。

此外还有一种发生在热带太平洋上空大气中的“南方涛动”现象,与海洋中的厄尔尼诺和拉尼娜现象有内在联系,伴随出现,是同一现象在两种介质中的不同表现,统称为厄尔尼诺/南方涛动(ENSO)。ENSO是年际气候变化中的最强信号,往往会引起全球范围内的严重气候异常,造成旱涝、气温异常等气象灾害,影响人们生活。

早在上世纪70年代,我国学者就指出,热带中东太平洋海面温度偏高时,西北太平洋副热带高压西伸,引起我国降水异常。同时,厄尔尼诺年发生在西太平洋和南海的台风数目以及登陆我国大陆的台风数目都偏少。上世纪80年代,夏季与厄尔尼诺相关的菲律宾附近的对流异常,会影响我国夏季降水,当厄尔尼诺处于发展位相,菲律宾附近海面温度偏低,造成我国夏季江淮流域降水偏多,而黄河流域、华北地区降水偏少;而当厄尔尼诺处于衰减位相时,则相反。

上世纪90年代,厄尔尼诺通过西北太平洋异常反气旋对我国降水产生影响,使得我国南方地区在秋、冬、春季出现显著的降水异常。张人禾表示,虽然夏季厄尔尼诺盛期时长江中下游的降水增强,但偏弱的印度季风向我国的水汽输送减弱,导致长江中下游的降水增加不显著;而在我国华北地区降水显著偏少。

此外,张人禾指出厄尔尼诺对我国气候具有滞后影响,峰值出现在冬季的厄尔尼诺对夏季东亚气候的滞后影响,是通过西北太平洋异常反气旋的维持来实现的。同时,厄尔尼诺和拉尼娜对冬季东亚大气环流和我国降水具有明显的不对称影响,厄尔尼诺冬季热带西太平洋对流活动受到抑制,与厄尔尼诺相关联的年际变化占主导地位,使得西北太平洋出现显著的异常反气旋,我国南方降水明显偏多。

厄尔尼诺是否是我国恶劣天气出现的罪魁祸首?张人禾表示,影响我国气候年际变化的因素很多,除了厄尔尼诺外,还有青藏高原热力异常以及欧亚大陆的陆面热状况等。但可以确定的是,厄尔尼诺确实对我国气候具有重要影响,厄尔尼诺盛期时的春、秋、冬季,我国南方降水显著偏多,夏季华北降水显著偏少。

张人禾指出,各种因素对我国气候年际变化的相对重要性还需进一步研究,全球变暖以及气候的年代际变化对我国气候与厄尔尼诺年际关系的影响,也是今后需要开展的重要课题。

《中国科学报》 (2016-06-04 第3版 科技盛会)
 

 

 
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