本发明属于应对气候变化及可持续发展，具体涉及给地球降温及生态发展的技术路线和方法。
背景技术：
人类的生存依赖于地球资源和环境，在人类发展的历史长河中，渔猎社会和农耕社会，人口少、迁徙性大、生活和生产水平低、资源消耗少，基本上是依靠自身体力改造环境，而对环境的影响是微弱的、局部的。工业革命后产生的城市系统是人口高度集中，以人类为中心的人工系统。在城市中，作为消费者的人的消费除满足生理需求外，还包括大量的、远远超出生理消费的非生理消费，因此，每天都必须从城市外大量输入物质和能量来满足人类的生活、居住、工作、交通、娱乐等方面的需求，同时城市系统每天也必须向外输出大量的贬值的物质和能量，在这一过程中，为了满足人类不断膨胀的需求，地球上逐步形成了依赖不可再生自然资源的采掘业、制造业、建筑业等，特别是人类在“人是万物的尺度和主宰”、“人定胜天”的思想指导下，过渡开采依赖不可再生资源、大量浪费水资源、过渡排放热量和二氧化碳、破坏性采伐生物资源，以空前的广度和强度对地球环境带来深刻的影响，致使大气污染、温室效应加剧，地球臭氧层损耗、土地退化和沙漠化、水资源短缺与水污染、海洋环境恶化、森林锐减、生物品种减少、垃圾成灾等一系列全球气候和环境变化问题日益凸显，从而导致了生态危机、气候危机和资源危机。过去近200年全球升温0.85°C，造成冰山融化、海平面上升、极端天气频发、生物异常变化等。这与人类的活动密不可分，《巴黎协定》要求到2050年要控制温升不超过2°C。
从生态经济发展的角度看，绿色发展、低碳发展和循环发展是生态可持续建设的基本途径，它们既有联系也有区别，绿色发展强调保障人与自然、人与环境的和谐共存，促使社会系统公平运行；绿色发展是针对生态危机，是指以促进生态修复、环境改善为前提的发展模式，强调经济与生态系统的协调，注重两大系统的有机结合，突出以科技进步为手段实现绿色生产、绿色流通、绿色分配，强调经济发展模式的转变。低碳发展是一种以低耗能、低污染、低排放为特征的可持续发展模式，其核心是能源技术创新和人类能源消费观念的根本性转变。低碳发展针对的是气候危机，主要针对能源领域和应对全球气候变暖问题，重点是从建立低碳经济结构、减少碳能源消费入手，进而建立起全社会减少温室气体排放，形成在较高的经济发展水平上，碳排放量比较低的经济发展模式。循环发展的核心是物质的循环，通过减量化、再制造、再使用方式使各种物质循环利用起来，以提高资源效率和环境效率，循环发展解决的是资源危机。
加大绿色发展、低碳发展和循环发展的实施力度，形成整体优势，必将引起现代经济发展的深刻变革。
从生态可持续发展的基本要求看，生态发展不仅不能降低绝大部分人的现有生活水平，而且还要解决现有的贫困人口的问题，提高他们的生活质量；既满足现代人的需求又不损害后代人满足需求的能力；既要达到发展经济的目的，又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境，使子孙后代能够永续发展和安居乐业。发展生态产业应该满足以下条件：
（1）能够适应现有自然资源条件；
（2）能够合理开发和利用资源、节约能源、降低消耗以及防治环境污染、保护生态、提高应对气候变化和防灾减灾能力；
（3）能够改善民生和提高公共健康水平；
（4）能够显著提高产业技术水平、经济效益或者能够形成促进社会经济健康发展的新产业；
（5）能够促进现代农业或者农村经济发展；
（6）能够加快民族地区、边远地区、贫困地区社会经济发展；
（7）能够承受和推广的现有经济能力；
（8）能够形成自然生态系统、人工生态系统、产业生态系统之间共生的网络。
为了实现生态可持续发展，人们采取了一系列生态工程技术措施，并取得了一定成效。例如：生态修复和维系工程技术措施；生物多样性保护的工程技术措施；环境保护工程技术措施；水资源的利用和保护工程技术措施；能源的利用和保护工程技术措施；以及应对气候变化采取的综合应对措施等。
但是，上述这些方法和措施仍存在着要么能量转换环节多，效率低，投资成本高、运行费用高的问题；要么不具有吸收热量的功能；要么是将太阳热能又转换成热能排向环境；使得难于大面积推广或政府补贴负担重，无法快速形成大的生态产业体系，难以尽快见到明显的生态效果。
另外，科学家们还设想出了一系列给地球降温的生态工程技术措施，包括：大伞遮阳技术、硫酸盐遮阳技术、纳米粒子遮阳技术、海中加铁技术、反射阳光技术、纳米芯片催化剂使二氧化碳一步变乙醇技术、人工云层技术等。同时还提出了可以拯救环境和经济的巨型工程，包括：月球环、太空电梯等。这些都是十分科幻的，实施的难度极大，即便是实施了，也是治标不治本。
技术实现要素：
本发明要解决的问题是：寻求一种切实可行的既能给地球降温，又能实现生态发展的高效可持续发展的方法。为达到上述目的和解决上述问题，本发明提出的方法是：
一种给地球降温实现生态发展的方法，包括以下步骤：
（1）建设水源设施，包括大力建设以拦截雨水为主的第一水源；大力建设低成本高效海水淡化的第二水源；大力建设低成本高效污水处理和再利用的第三水源；在此过程中，大量的水利工程建设，可以消化建材行业的过剩产能、稳定就业，带动建材及建筑业发展。
（2）将环境中的热能通过热力直接驱动的泵系统直接变成水的势能，用于灌溉或海水淡化或污水处理；特别是采用太阳能直接驱动的泵系统提水，在此过程中，大力研制和使用可再生能源驱动的具有多重价值的水利生态装备，统筹规划、全面布局，广泛利用现有相关制造企业的产能，打造多处水利生态装备制造基地，大量生产以可再生能源及余热余压为动力的泵系统及相关配套的管路、阀门、微灌系统、互联网和物联网+泵系统等装备。既可以消化部分传统制造业的过剩产能，又可以带动新型装备制造业和信息传感技术产业的发展、稳定和增加就业。
（3）被提升或被处理的淡水用于浇灌植物或养殖生物或其它应用，促进生物生长。在此过程中，太阳能驱动泵，减少对化石能源的利用，减少二氧化碳排放，泵吸收热量、植物吸收热量、水吸收热量、植物吸收二氧化碳，给地球降温；生物吸收阳光、水分、二氧化碳，促进生物生长，增加生物资源、生产资料及粮食供给、进一步减少污染和二氧化碳排放，当地下蓄水充足，植物含水量增加，生物生长茂密，水循环加大，水系增加，水利资源充沛时，形成良性生态循环。
（4）大量广泛建设水利工程，生产制造使用生态水利装备，发展种养殖及加工业，形成生态发展产业体系。
按照上述方法结合专利号：201110198950.6的“一种多用途热力机械”、201310250763.7的“多用途热泵”；201520831669.5的“多用途泵系统”等装置的实施，就会形成一个庞大的水利生态装备生产制造、生物技术研发应用、气象土壤信息开发利用、资源循环利用等生态产业体系。该产业不同于现在的以化石能源为动力的产业，以化石能源为动力的产业属于熵增产业，其发展的越大，对生态环境的负面影响越大。而该方法是一种熵减产业，该产业发展的规模越大，普及的越广泛，其生态效果越明显。可以预测：将来既需要熵增产业的存在，也需要熵减产业的发展，当熵减产业的正效应发展到与熵增产业的负效应相当时，即两者的正负效应达到动态相对平衡时，我们的生态可持续发展事业才算实现。
该方法的最重要特征是将可再生能源、水资源、生物资源从微观到宏观上进行了系统融合，找到了一条生态可持续发展之路。特别是将太阳辐射的热能直接转换成水的势能后再利用。
本发明所述太阳能是指广义的太阳能。
下面针对地球温度升高的原因、降温机理及实施上述方法需要的环境自然资源条件做进一步说明。
1、环境气温升高的重要原因是人类排放热量和二氧化碳共同作用的结果。
（1）人类生产生活过程中向大气排放过多的热量。就像在蔬菜大棚里生炉子，会增加大棚里的热量，提高大棚里的温度一样。人类的生产生活，会向我们生活的空间里排放热量，提高空间里的温度。例如：各种电厂、工厂排放的热量，运输工具排放的热量，家庭炉灶排放的热量，制冷过程排放的热量，各种电器排放的热量，人类和动物自身排放的热量，森林植物减少吸收热量能力降低等等造成了环境温度升高。人类利用能源，无论是化石能源，还是太阳能、风能、核能，其最终的结果只要不是变成物质的势能都会转换成热量排向大气。对于空气和一般吸热物质而言，热量是温度的函数，热量的增加，必然造成温度的上升。例如：汽车行进过程中，其尾气要排放热量，发动机要散热，轮胎与地面摩擦要散热，车体与空气摩擦最终也变成了热量。再如，光——热转换过程，分子碰撞，光子有动量动能，与物质的分子碰撞后将动能转移到分子上，于是分子动能升高，内能增加，就是发热。光其实是一种能量，在照射到物质上时，使物质的原子吸收能量，形成跃迁，从而加大了体系的温度。
特别值得注意的是，各种形式的能量只要转换成水或其它物质的势能形式就不会产生热量，其转换过程中是一个吸热的过程。
（2）人类生产生活过程中向大气排放过多的二氧化碳。二氧化碳气体对来自太阳辐射的可见光具有高度透过性，而对地球发射出来的长波辐射具有高度吸收性，能强烈吸收地面辐射中的红外线，导致地球温度上升，而当热量不断增加，地气系统吸收与发射的能量不平衡，能量不断在地气系统累积，从而导致温度进一步上升，形成温室效应，造成全球气候变暖这一现象。例如：各种电厂、工厂排放的二氧化碳，运输工具排放的二氧化碳，家庭炉灶排放的二氧化碳，制冷过程泄露的氟利昂工质，人类和动物自身排放的二氧化碳，森林植物减少吸收二氧化碳能力降低等等。 形成温室效应的气体，除二氧化碳外，还有其他气体，如甲烷、一氧化氮等30多种。其中二氧化碳约占75%、氯氟代烷约占15%～20%，
（3）热量和二氧化碳积累形成恶性循环效应。科学家预测，今后大气中二氧化碳每增加1倍，全球平均气温将上升1.5～4.5℃，而两极地区的气温升幅要比平均值高3倍左右。新华社2016年10月24日电：2015年全球二氧化碳浓度首次达到400ppm，创新高,本世纪末将全球气温升幅控制在2°C以内非常困难。《巴黎协定》要求努力把温升控制在1.5°C以内，长远控制在2°C之内的任务难度很大。
2、提出上述方法的降温、固碳机理是：
（1）水具有吸热、吸碳作用。众所周知，灌溉或喷水是可以降低环境温度的。灌溉十分频繁的地区可达到降温1-2摄氏度。另外，灌溉的水吸收二氧化碳，与土壤中的化合物结合后会更好的吸收二氧化碳。特别是海水中存在着大量的绿色单细胞或多细胞的植物，他们的光合作用过程中大量吸收二氧化碳。
（2）植物有吸热、固碳作用。植物在生长过程中不仅要吸收光能，还要通过光合作用吸收二氧化碳。据相关资料表明，凡是有植物覆盖的墙面温度通常可降低2—7摄氏度；林木每生长1立方米蓄积量，大约可以吸收1.83吨二氧化碳，释放1.62吨氧气。因此，水利灌溉不仅促进植物生长，还吸收热量、增加碳汇。
（3）热动力水泵具有消耗热量和吸热的作用。无论机械压缩热泵循环模式提水装置、热动力循环模式提水装置，还是吸附式、吸收式循环模式的提水装置，都会从环境中吸收热量，而太阳能热动力模式和吸收、吸附模式的提水装置，还以太阳能热能作为动力，其吸热效果是叠加的。例如，太阳能热动力提水方式，在5米扬程时，热转换效率可在70%左右，有效吸收面积内的温度可降低10度左右。
（4）生态环境可以通过人为干预和自然生态系统的物流和能量的转化来实现。首先，历史上和现在，世界上有许多人为干预自然规律使其趋利避害的案例，特别是许多水利工程使人类受益，自然生态受到保护。其次，对于当前地球升温问题，也可以通过人为干预得以解决。热量是能量，热量度高即温度高，通过人类创新，制造出高效的具有多重价值的能量转换装置，将热能转换成水或其它物质的势能，可以实现吸热、吸碳、降低环境温度、加热冷水、提水灌溉、促进生物生长、提高生物资源供给能力的目标。再次，自然生态系统通过物流和能量流的转化，具有一定的自净、再造、自回复、自适应等能力，只要人类控制不过度破坏地球，自然生态环境还是可维持的。
3、自然资源条件。
实施上述方法，达到生态可持续发展的目标，首先需要有足够的自然资源条件。经过大量系统的研究，我们认识到：
（1）地球上有足够的可再生矿物资源及可再生能源满足人类生产和生活需要，只是利用方式还不理想及利用成本过高。首先对于不可再生资源的循环再生利用能够满足人类需求。据百度百科网介绍：目前我国的可循环利用资源，如：报废的钢铁、有色金属、塑料、橡胶、纤维等回收利用速度远高于国民经济的增长速度。但与发达国家相比，我们的报废物资利用率还很低。如我们的废塑料的回收率不到25%；再生铅消费率仅33%，而美国已经达到82%。“十三五”期间，我国主要再生资源回收利用率要远超过70%。如果将来人类需要的不可再生资源80%以上实现再生循环利用，加上发展一些替代性可再生资源和地下储存的剩余不可再生资源，是完全可以满足人类需要的。
其次，人类生活生产所需的能源最终要靠可再生能源，地球上的可再生能源的一小部分就足够人类生活和生产需求。据中国百科网站介绍：太阳光可以满足全世界2850倍的能源需求。风能可满足全世界200倍的能源需求，水力可以满足全世界3倍的能源，生物质能可以满足全世界20倍的能源，地热能可满足全世界5倍的能源需求。现今人类实际使用可再生能源远远低于其上述可被开发的潜力。
（2）地球上有足够的水资源来满足人类和生物生长的需要，只是我们的存储和利用方式需要改进。人类生活生产所需要的水资源最终要靠有效截流雨水、回收处理利用废水和可再生能源淡化海水三类措施，合理开发利用水资源足够人类生产和生活需求。据中国学网介绍：陆地上每年约有3.6×1013立方米的水流入海洋。从总的水储量和循环量来看，地球上的水资源是丰富的，如能妥善截留、保护与利用，可以供应200亿人使用。我们应该使更多的淡水留在陆地参与循环，部分改变雨水流入大海再蒸发循环到陆地的自然循环过程。
（3）地球上有足够的生物资源来满足人类的需要，只是没有创造良好的生物生长条件。生物生长的关键因素之一是供水，现在的情况是降水时间不适宜，水量分布不均匀。全球实现水的适宜循环、培育良好的生物品种，实现绿色发展后所生产的生物资源足够人类生活和部分生产需要，届时人们将更多地利用生物资源。据百度百科网介绍：据估计，在自然界中生活着的生物约有2000～5000万种。它们在人类的生活中占有非常重要的地位，人类的一切需要如衣、食、住、行、卫生保健等都离不开生物资源。当能源、水资源、土地资源有效利用问题解决之后，加上先进的生物技术，生物资源供给能力自然会大大提高，粮食供给自然会得到保障。
（4）要给地球降温，实现生态发展，需要大量采用该方法和可再生能源提水装备。过去的近200年全球升温0.85°C，造成冰山融化、海平面上升、极端天气频发、生物异常变化等。《巴黎协定》要求到2050年要控制温升不超过2°C。现存的热量和二氧化碳状况是上百年积累而成的，要恢复到工业革命前的气候需要两个阶段。一是解决当期热量和二氧化碳的增量，以维持地球的现有温升；二是解决往期热量和二氧化碳的存量，以恢复到工业革命前的温度水平，这需要经过长期的努力。就满足应对气候变化而言，可再生能源提水装备产业规模最少相当于全球所有消耗化石能源的装备及工程的规模。
有益效果：
（1）广泛应用该方法，发展水利生态产业，可减少二氧化碳和热量排放，可再生能源泵不需要消耗化石能源，而现有的电动和燃料抽水系统主要是消耗的是化石能源，据中国通用工业协会统计，我国的泵的用电量约占全国总用电量的20%，其中，农业排灌机械用电量约占5%-6%。
（2）广泛应用该方法，发展水利生态产业，可有效解决水需求，可供陆地生命使用的淡水量不到总水量的0.3%，以我国为例，每年可用水资源总量约28000亿立方米，人均2100立方米，为世界人均的1/4。
我国有些地区由于缺水，造成土地荒漠化、沙漠化严重，《2015年中国环境公报》显示：截止2014年全国荒漠化土地面积261.16万平方千米，沙化土地面积172,12万平方千米。
当前，首先要解决亏欠水问题，我们地球的大部分地方土壤和植物相比50年前减少了大量的水分，需要补充亏欠大量的水；其次水是随时蒸发、流失的，需要随时补充维系流失的水分。
（3）广泛应用该方法，发展水利生态产业，可提供充足的生产生活所需资源，生态环境形成后，动植物及粮食供给能力就会大大提高，加上不可再生资源的循环使用，可满足人类的需要。
（4）广泛应用该方法，发展水利生态产业，可实现降温与减排兼得。常规给地球降温的方法，一般需要增加化石能源消
（5）耗，从而增加二氧化碳排放和热量排放，强化室温效应。而利用低品位可再生能源作为动力进行提水灌溉，动力来源是可再生能源或环境中的热能，将热能变成水的势能，可降低环境温度；灌溉水和生长的植再次吸收热能，再次降温。形成生态环境后，雨水净化过滤空气，植物储存过滤水，水稀释分解无机物、沉淀重金属等，最终形成良性循环，实现降温减排与可再生资源利用效果的有机统一。
（6）广泛应用该方法，发展水利生态产业，可实现降温减排与经济发展兼得。过去大多认为，实行降温减排会影响经济发展，现在通过发展水利生态产业，利用现有人力资源、加工制造条件，从供给侧设计、生产、制造生态产业装备，建立一种新供给，从需求侧建立一种实施降温减排工程的新需求，从而推动过剩产能消纳、部分解决产能过剩与市场需求不足的矛盾，增加绿色就业，促进实现绿色、低碳、循环发展的生态产业体系，建立碳交易和温度交易市场体系，可形成庞大的生态产业。
（7）广泛应用该方法，发展水利生态产业，可实现降温减排与扶贫致富兼得。干旱缺水、遥远无电、交通不便等是少数农牧地区贫困的主要原因。解决了水的问题，就可逐步形成生态，人们可发展农、牧、渔、林、果、药和生态旅游产业等，逐步脱离贫困。
（8）广泛应用该方法，发展水利生态产业，可实现降温减排与生态文明建设兼得。过去，降温减排与生态文明建设之间存在着诸多矛盾，这一方案可以有效解决遵从自然与改造自然的矛盾，投入与收益的矛盾，眼前利益与长远利益的矛盾，个体利益与社会利益的矛盾。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施案例：在现有的河流河床下建设暗水库，暗水库可减少对耕地的占用；在河岸上安装太阳能直接提水装置，提水装置接有主管路、阀门，主管路接有若干支管路、阀门，支管路接有恒压水槽，恒压水槽接有若干支滴灌管路、阀门，阀门为远程遥控阀门，远程遥控阀门连接到电源控制器上，电源控制器连接到集控中心，集控中心通过通讯网络连接到控制平台。在拟被浇灌的土地上设置若干土壤含水自动监测仪，自动测试仪的数据信号通过无线网络发往通讯网络控制平台，网络控制平台根据土壤含水情况和植物需水情况自动控制或人工控制阀门远程遥控阀的开关，实现智能化灌溉农业。
尽管已经结合实施例描述了本发明的方法，但是本发明不限于本文所述的具体形式，相反，其目的在于覆盖理所当然会落入所述权利要求书限定的本发明范围内各种实施方式。