应用气象的经济效益

第三节　应用气象的经济效益

气象既然是人类社会存在和发展的自然条件之一，必然对社会经济产生影响。

在应用气象历史中已谈到人类自古以来就已经注意到气象对经济的影响。随着社会的发展，某些生产过程对环境条件要求更严，人类又越来越要求舒适的环境，气象问题受到普遍的重视。近年来，世界性的灾害天气频繁出现，构成了大威胁。例如，1968～1973年非洲撒哈拉沙漠以南的干旱，造成了世界性的粮食紧张。1975年和1976年北美的严寒，使经济蒙受了巨大损失。我国1975年8月河南特大暴雨，1954年江淮流域和1981年长江中上游的特大洪水，都造成了极大的灾害，引起全国以至世界的注视。

对经济建设制定适合气象条件的规划，充分开发气象资源，在工程设计中采用合适的气象指标，将能加速经济的发展，获得显著的经济效益。反之，违背气象规律必遭受巨大的经济损失。

现从正反两方面举一些例子加以说明。

一、顺应气象规律得到的经济效益

使用合理的气象指标值和充分利用气象资源，不但可以预防灾害，还可以得到很大受益。如武汉钢铁公司设计厂房时，最初取风压值为60公斤力/米2，经过研究后认为取30公斤力/米2已能保证土木结构在使用期中的安全，仅这一项就节约投资三千七百万元左右。新安江水电站到杭州的双回路高压输电线路，设计风速比原定的减小了5米/秒，既保证安全，又使总投资节省50万元。杨柳青电厂要设计一个90米高、3500平方米蓄水面积的冷却塔，取不同的风压值所需的钢筋量。

假若以第一方案塔顶的风力作为1.0，那么第五方案的风压为第一方案的2.5倍，以第一方案的钢筋用量为1.0，第五方案为第一方案的三倍。27层的“广州宾馆”设计风速若移动1.0米/秒，计算风压每平方米变动5公斤力，投资将变动10万元左右。上海解放前建筑工程设计中风压取200公斤力/米2。解放后1958年以前取风压值为120公斤力/米2，经过研究后，认为仍然偏大，现又降到50公斤力/米2左右，这样可使每平方米建筑造价降低约5～10元，以上海地区每年平均建造100万平方米计算，则每年可节约500～1000万元。广州也有类似的情况，国外类似的例子也很多。伯格伦（R.Berggren）对气象服务的经济效益举了世界各国很多例子（6），如德国的一条高压输电线原设计建立500个铁塔，根据气象分析，认为可以减少10个左右，相当于节约125000美元。

前苏联的乌里杨诺夫斯克（Yъыяновск）周围地区降低了雨淞积冰的极大值，相应地节省100万卢布。

澳大利亚吉布斯（Gibbs）于1965年谈到，在规划、发展与保护自然资源方面的咨询所节省的资金，大约等于澳大利亚气象局总费用的5倍。水利工程技术复杂投资大，使用时间长，水文气候的研究有很大经济价值，有时甚至有决定性的意义，而进行研究的费用只是经济收益中的极小一部分。1966年马桑（MaSon）给出了一个巴基斯坦的孟拉（Mangla）水坝的例子。这巨大工程投资为1.5亿英镑，从其中拿出4000英磅要求英国气象局气候处估计了与泄洪道设计有关的流域最大降水量，费用只是整个项目的投资的极小一部分。

佛科（Valko，1971）对瑞士的工业采暖通风的收益与费用比例作了估计。冬天设计温度若提高1℃，每年取暖费可节省2500万瑞士法郎。我国根据计算，若采暖温度提高1℃，采暖期可缩短15天。当然采暖温度提高或降低，要根据人的生理要求和国家经济情况综合确定，不能为了节省而任意的变动。墨菲（Murphy）等人研究指出，利用小气候来减少对采暖通风和空气调节的需要，就有可能节约国家耗能量的1.7%。所以城市规划应使工业区布置在较冷的地方，居住区布置在温度条件好的地方。

美国人毛利绘制了三大洋的风和海流图，使航海家有可能考虑气候条件与海洋条件，在1850年前后，每年节约航行费用达到5千万美元之多。1977年墨菲等人指出，利用气象情报选择最佳海运航线，可以节约3%的燃料。在我国援建巴基斯坦比拉一瓦赫220万伏输电线路工程中，巴方提出的风压为127公斤力/米2，但按我国的方法计算，结合当地天气气候条件分析，认为取77公斤力/米2即可，仅就钢材而论，就节约500～600吨。

气象资源的合理利用和开发是应用气象的又一重大方面，它所产生的经济效益更是难以估量的。这里仅就能源中风能开发利用中的几个事例说明其经济效益，如江苏兴化地区，根据典型材料报告，1967年有风车达36278部，由此一年可以节约大量的柴油，就在这个县的西鲍公社南大队使用一台FWC—6型风力机，提水灌溉120亩，全年只补充了120公斤柴油机抽水、灌溉费80元，每亩平均0.67元，若全部用柴油机抽水灌溉，120亩耗用柴油960公斤，灌溉费达480元，每亩平均4元，对比之下，使用风力机可以节省柴油87.75%，节省开支83.33%。根据统计该县全部使用风力机作为农田灌溉的辅助能源，全年可节约柴油1万吨左右。又如1982年在原国家能委支持下对大中型风力发电机站址进行了调查比较，以200千瓦风力发电机为例，安装在不同地区发电量和经济效益就有较大差异，如年发电量在平潭（北井）为73万度，嵊泅为59万度，福建东山为62万度，按折算每年可节省柴油分别为201吨，153吨和186吨。

此外，有一些气象指标值在农业区划、城市规划、能源规划、工业布局、环境保护等方面，起了很大作用，但这些经济效益是很难估计的。总之应用气象的研究无论对生产建设、人民生活或是科学发展，都有很大的好处。

二、违背气象规律造成的经济损失

在生产建设的规划和设计中，违背气象规律或是对气象指标值估计不当，都可能造成很大的经济损失。这样的例子也很多，我国1975年8月河南特大暴雨造成的损失，部分原因与设计水坝时把降水强度估计过低有关。湖南1954年底至1955年初发生一次严重的冰凌，全省普遍冰冻十多天，电线覆冰最大厚度均超过10毫米，湖区达50～70毫米，沅江最大达120毫米，南岳衡山（海拔高度1266米）冰厚竟达320毫米，大部分供电线路发生断线和倒杆事故，使工厂停电，损失很大。造成这次事故的原因，主要是在设计中把可能出现的冰凌厚度估计偏小。1971年江西一次电线积冰使梅岭、宜春两个电视塔天线被压倒，造成停播，也因原考虑的积冰偏小所致。1979年我国220千伏线路在大风中发生5起严重倒塔、倒杆事故，少送电6800万度，损失很大。1980年在华北的220千伏双回路输电线路，在大风中倒塔8基、倒杆76基，直接损失几百万元，用户的间接损失更难估计。这些事故都与设计时风压值取得不当，或没有考虑风振系数有关。

有一个发电厂，由于设计选址没有认真考虑气象条件，盲目施工，待一切基建都完成并开始安装发电机投产，发现在山谷里烟体排放不出去，造成周围严重空气污染，只好逼迫减少发电机组，一个按40万千瓦发电量建设的厂，现在只能安装发12万千瓦的机组，造成投资巨大的浪费。

电厂和炼油厂的污染可使附近果树不结实，农作物减产，牲畜死亡。如我国在五十年代投产的望亭电厂，微水电厂，因粉尘与二氧化硫污染，向附近农民赔过款。广东马坝冶炼厂，在不利的气象条件下，烟雾排不出去，被迫停过产，1952年12月5～8日英国伦敦的严重污染事故曾一次使3000～4000人死亡。

美国华盛顿州塔康马（TakoMa）峡桥，是世界上最长的悬桥之一，桥长1662米。由于设计不当，于1940年受风荷载的动力作用完全摧毁。

英国渡桥（Ferrybridge）电站八座巨型冷却塔，塔高375尺，分两排。在1965年11月1日的一次大风中后排的三座被吹垮，也是由于设计风压比规定的偏小10%所造成的。

我国西北、东北山区，往往由于考虑气候不周造成交通阻塞。风吹雪可在道路上形成大小雪堆。如1957年牡丹江铁路局发生70多起雪害；1966年新疆天山一条公路因风吹雪使交通中断几个月。

倘若一座功率较大的风力机，安装在风速较小的地方，那么风力机就很少能达到原来设计的输出功率。此外，一个风力机考虑风压、风振不当，就可使风力机被风吹毁，如1939年美国制造的双叶片的1250千瓦的风力发电机组，安装在佛蒙特州拉特兰山上，风轮直径53.3米，因大风使叶片损坏而拆除。我国50千瓦的风力机也因风振使叶片损坏过。

根据国外报告，1961～1970年由于台风、热带气旋以及伴随的风浪、洪水，在亚洲、太平洋地区造成的损失，平均每年达十亿二千万美元之多。60年代飓风给美国造成的损失，平均每年四亿五千万美元。在所造成的损失中，大部分是由于工程设计时考虑风力不当所造成的。

中国有句古话，“顺天时，量地利，则用利少而成功多；任情返道，劳而无获”《齐民要术》。这句话充分说明了若按气象规律进行建设就可以最小代价，收到最大经济效益；若不按气象规律办事，不但得不到经济效益，而且还可造成生；命财产的损失。