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中国西北地区，包括新疆、甘肃、青海、阿拉善高原一带等地区，是中国最干旱的地区。西北地区的面积占据全国面积的三分之一，这里属于温带大陆性气候，沙漠戈壁广布，降雨量稀少，绝大部分地区的降水量在200毫米以下。而西北地区的地表水量大约是2200亿立方米/年，仅占全国总径流量的8%左右。
可是历史上的西北地区并非如同现在一样干旱。在两汉时期，西北降水量要远远大于现在。根据《中国历史地理》的资料显示，在2000至300年前新冰期时，西域地区的气候呈现湿冷状态，降水量多、河水流量大，使得当时的西域出现了30多个小国。现在的许多沙漠地区，当时都被称为：“沮泽”、“泽卤”，《汉书·乌孙传》称当地“地莽平，多雨，寒”。
当时西域有一个非常有名的国家，名为楼兰，位于塔里木河注入罗布泊之处，拥有天然的绿洲。《汉书》记载楼兰国“户千五百七十，口万四千百，胜兵二千九百十二人”，也就是该国的人口有14000多人。可是随着气候逐渐干旱，罗布泊逐渐消失了，楼兰古城也只剩下了废墟。
河西走廊，曾经是水土丰美之地。历史上的祁连山森林密布，但是在唐宋遭到了大规模的破坏，森林变成了沙漠。从祁连山一带发源的黑河，原本是一条大河，该河流在阿拉善一带注入居延泽，居延泽曾经的水面达800平方公里，但现在仅有8平方公里。有相关证据表面，历史上的黑河在灌满了居延泽后，又继续向东，沿着戈壁滩一线继续东进，最终注入了黑龙江。
因为汉代西北的气候相对湿润，也使得西北成为了汉代经济的重心。根据司马迁《史记》的记载：“故关中之地，于天下三分之一，而人众不过什三；然量其富，什居其六。”然而从唐朝之后，西北气候急剧恶化，关中地区已经不适合定都。
为什么西北的气候会越来越干旱呢？一个重要的原因就是人类在西北的开发，导致这里的植被被破坏。植被破坏后，导致水土流失，土地无法涵养水源，最终导致水资源缺乏。
不过，人类的破坏只是加速了西北的干旱速度，就算没有人类的干预，西北的气候也是不断走向干旱的。西北的气候在上古时期之所以比较湿润，这得益于冰川时代的遗留。在1万年前，地球北半球还处于冰川时代，北亚、青藏高原、西域等地区都覆盖着冰川。这些冰川就是西北的主要水源。
1万年前，地球气温升高，冰川开始大规模地融化。当时的亚欧大陆普遍出现了大洪水，中国就有女娲补天的传说。西北的冰川融化后，并没有向其他地区一样汇入河流、流向大海，而是汇集到了塔里木盆地、准噶尔盆地和柴达木盆地等，形成了巨星的高原湖泊。现在的柴达木盆地有大量的盐矿，这些盐矿就是古代内流湖沉积下来的。
湖泊的大量存在，为西北提供了大量的水源。这些湖泊的水蒸发之后，又不断形成降水，使得西北的气候也十分的湿润。但是西北的气候系统也不是完全封闭的，该地区的湖泊蒸发的水汽只有一部分在当地变成了降雨，回到了当地，而还有很大一部分被西北风等吹到了其他地方。经过几千年的不断损耗，西北的湖泊就不断萎缩，蒸发量不断减少，降雨量也不断下降，气候自然变得越来越干燥。
根据考察，上古时期西北和北方河流的径流量是远大于现在，那时候的北方河流可以进行水运，如今北方水运几乎已经没有了。而长江各上游源头的水量也比汉朝时期萎缩了一半以上。现在的青海湖比1万年前萎缩了三分之一，水面高度下降了100米。可见，西北的气候是一个不断干燥化的过程，如今，西北地区已经形成了塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠等大型的沙漠。如果按照这个趋势发展下去，西北的环境和经济都会持续恶化。
改革开放后，中国非常重视环境的保护，开始在西北地区推行大规模的植被恢复运动。通过几十年的植树造林，新疆的森林覆盖率也达到了5%。植树造林也带来了一些效果，例如新疆的降水量达到了建国以来的最高水平。然而，植树造林，只能是缓解西北的干旱局面，无法从根本上遏制西北变干的发展趋势。
要想彻底改变西北的干燥趋势，那就是给西北提供水源，让西北原来的各大湖泊陆续恢复，进而加速植被的恢复，提高降雨量，最终达到了一种良性循环。目前来看，距离新疆最近的水源只有青藏高原。
在西藏南段，有一条很大的河流，名为雅鲁藏布江，它的接受了许多印度洋来的水汽，径流量很大。但是这条河的水量却大部分流向了印度、孟加拉国。到了夏季，印度和孟加拉国洪水泛滥，而这时候的雅鲁藏布江也达到了水量的高峰期，这些水白白流入印度，加重了印度的洪涝，也造成了水资源的浪费。而西北地区在夏季却是最缺水的时候。
如果我们采取管道运输的方式，将雅鲁藏布江的水运输到西北，既能够为西北提供水源，还能够减少印度、孟加拉国的洪涝灾害，这是一举两得。因此，从长远来看，藏水北调计划是利国利民，势在必行的了。