海水虽然有融化与含有各种矿物质的能力，但海冰与水汽却没有这种能力，故海水因为温度变化从液体转变成气体或固体时，这些融化物就不能不分离而出。水汽与海冰都是释放这些物质后留下的淡水，这就是地球上最重要的自然过程之一的海水淡化过程。自然界的水分循环的源头就是从海水蒸发后进入空气中的水汽。

 

　　水从液体变成气体的蒸发过程在任何温度条件下都会发生，所以蒸发是海水淡化的主要过程。在地球海平面的气压条件下（约1000百帕），温度升到100摄氏度水就要沸腾，也就是急剧地由液体往气体转变，体积也猛烈膨胀，巨大的膨胀力转化为动能，可以用来推动机器运转。工业革命最早就是从蒸汽机开始的，那时的机器，火车、轮船都是用蒸汽机作为动力而出现在人类历史的舞台上。

 

　　蒸发后的水汽进入大气，就能随着气流从海洋到达大陆的上空，开始永不停息的水分循环，是干渴的陆地取得水分的唯一水汽来源。由于气流的上升，空气中的水分受到高空或近地层低温的影响，凝结成水滴，就会形成许多天气气候现象，如雨、露、雪、霜、雾、云等。其中，降水的多少是陆地生物生存以及干湿与旱涝灾害的主要原因，意义极其重大。

 

　　我国曾有人提出过空中调水的设想。他们发现喜马拉雅山脉南麓有大量降水，所以就设想在山脉中打开水汽通道，让水降在我国西北的干旱土地上。姑且不考虑工程的难度，这种想法也是违背科学规律的幻想。因为降水不是天空有水汽就能实现的，在紧靠印度首都新德里的西北就有一个降水极少的塔尔沙漠，那里有世界最强大的空中水汽流过，但在沙漠上空却滴水不下，而过了沙漠，到了喜马拉雅山的南麓因为气流急剧上升，就出现世界最强的雨带，中心地带降水可达4000-5000毫米之多。难道印度就不想分些雨水降在塔尔沙漠吗？而且从新德里派飞机人工增雨又近在咫尺，但是他们没有这样做，就是因为做不到。

 

　　这是由于降水不只需要空中有水，还需要这些水能够降得下来。西北之所以干旱主要还不是那里的天空里没有水汽流过，而是有水降不下来，所以即使调来了水，也不过像塔尔沙漠一样渺无痕迹。何况控制气流是一件比控制降水过程还要困难得多的科学问题。

 

　　据计算，大陆每年平均约有3.6万立方公里水是来自海洋的。我国北方干旱主要也是由于从海洋来的潮湿气流到了这里水分所剩不多，同时又没有强大的上升气流所致。只有降到地面的水才是人类可能掌握的水资源。老天不降水，人们盯着海水淡化就不足为怪了。何况这是获取淡水的一条最直接和简便的方法，而现在取得的效果又如此显著。

 

　　海水凝结则只能产生在温度低于零摄氏度的寒冷条件下。现在的南极，北极海域与高山地区因为气温寒冷，才有大量冰雪。有的科学家建议把两极的浮冰拖到需水的城市，以弥补那里淡水的不足，但是却存在如海程过远、沿途融化等困难，所以至今很少付之实现。在我国北方，如渤海湾的北部，冬季也要结冰，如果在冰层最厚时开采这里的海冰，运送到就近建设的冰库中保存，或许也能有助于缓解沿渤海地区的水荒。在高山之上的冰雪随着春夏气温上升而缓慢融解，往往就是河流的源头。

 

　　海水淡化是人工把水从海水中分离出来的工艺。与自然相比，人类的力量实在太小了，特别是人类还无法控制蒸发过程，以致使蒸发而得的水汽消散在大气里，根本无法回收。因此，现代海水淡化技术到上世纪90年代的中期主要用的是蒸馏法、电析透法、反渗透法和冷冻法，这些方法成本高而效益低，是海水淡化未能大规模推行的主要原因。

 

　　其中蒸馏法与冷冻法，就是用人为方法制造蒸发与凝结过程以取得淡水。电析透法就是在海水中插入两根电极，并用特制的薄膜把水室分作三区，通电后，海水中的盐分会向电极区集中，中间区的海水就逐渐淡化。西沙群岛的永兴岛就是用的这种方法，每天淡化海水20多吨。反渗透法就是利用半透膜只能透过水分子的特点，使之与盐分离。

 

　　太阳能蒸馏淡化装置形如小屋，屋顶是透光的玻璃或塑料，太阳能使海水蒸发，水汽上升后碰到室顶便能凝结成水滴，收集到集水槽中。目前世界上有90％以上的海水淡化采取多级闪急蒸法。其原理是给加热了的海水提高压力，然后突然降压，使水在瞬间蒸发。所谓多级就是把许多蒸馏器串联起来，使压力变化过程反复进行。

 

　　事实上，人类早就开始利用太阳能分离海水中的水分与盐分的工作。我国古代位于山东半岛北侧的齐国由于有盐铁之利，所以是列强之中的资源大国，国势十分富强。制盐主要从海水中排除水分，取得食盐；现代海水淡化则要从海水中排除盐分，取得水分。两者的目标相反，但在理论上不过是一个过程的两个结果，如果两者兼顾，必然提高效益。

 

　　应当认为，现代海水制盐技术仍然是极为粗放的，它依靠的是天然蒸发。塘沽是我国盐业中心，这里蒸发最强的5月，蒸发能力是288.7毫米，3-7月都在200毫米以上，是制盐的最好季节。在这里每平方米的盐池5月分最多只能生产10克食盐和0.3立方米的淡水。更何况，蒸发量是用蒸发皿测量出来的，蒸发皿水少，升温快，测出的蒸发量远大于自然蒸发量。故传统制盐技术是低效的，但却很容易改善它的工艺过程，极大地提高效益。

 

　　众所周知，塑料温室代替露天农业使农业单位面积生产率成十倍地上升，海水晒盐池用透明塑料覆盖，就能极大地提高效率。蒸发速度与水温有密切关系，盐池海水深，海水温度上升很慢，蒸发速度就要下降，必须逐渐加水，保持浅水（略深于每天平均蒸发力7毫米）晒盐，使海水保持高温，加快蒸发过程。水汽随之增多，并自动上升，从顶部管道排出室外，经过冷却，就能得到淡水，室外空气自流填补。如果从水汽中分离出氢与重氢，从沉积的盐分中也能提炼出金属等产品。这样，就能把单纯的晒盐过程改变成海水的全面提炼过程，取得综合开发的效果。

 

　　据估计，每产一吨食盐就可得到300立方米的淡水。如果把从海水中提炼其它物资结合起来，则同时还能得到324克氢，可以直接用作能源。还能得到30公斤重氢，相当30万升石油的能量，还可得到超重氢等清洁能源以及许多金属等物资。现在我国生产食盐约2000万吨，如果全部改变成室控生产，那么就能得到60亿立方米的淡水，216万吨氢与6亿公斤的氘（相当2.4亿升汽油），对全国经济发展所能作出的贡献就十分惊人了。

 

　　改进技术至少可以提高十倍效率，换言之，现在盐田面积可以缩小十分之九，就能建设一个巨大的淡水、能源与食盐等资源和充分满足发展需要的生产基地