人工引雷”能不能控制雷电

yangqiji · 发表于 2011-7-28 08:31

“人工引雷”能不能控制雷电　　
7月23日晚，因动车遭雷击失去动力导致后车追尾，造成了震惊全国的温州动车相撞事故。在全力抢救伤员、积极调查事故原因的同时，很多人也对雷电的危害有了更加痛切的认识。

　　有些对前沿科技略有了解的读者提出这样的问题：可以人工消雹和增雨了，听说现在也有一种人工引雷技术，它能帮助实现人工消雷的目标吗？

　　最初是为研究雷电性质

　　人工引雷最早是研究雷电领域的一种技术或手段。所谓人工引雷，指的是在雷暴环境下利用一定的装置和设施，人为在某一指定点触发闪电，并把闪电引到预知位置进行科学试验。

　　“由于自然闪电发生的随机性非常大，不知道它什么时候在哪个地方会发生。这也使雷电研究受到阻碍，因为不知道如何去观测它。”中国气象科学研究院大气探测研究所所长张义军表示，早期，人们主要还是在雷电的多发区或者在高大的建筑物等待自然雷电发生，这种对雷电的认识方法极其有限。

　　后来，人们发明了一种技术就是人工引雷，即在雷暴条件比较成熟的情况下，向空中发射一个带金属丝的小火箭，这个金属丝在向上发展过程中，会诱导形成一个雷电，这个雷电就会沿着这个导线打到地面上，这样我们就可以有针对性地研究雷电。

　　美国1967年在海上首次引雷成功，陆地上首次成功的人工引发雷电于1973年在法国实现。上世纪80年代开始，我国着手进行人工引雷实验。

　　“目前，世界上也只有法国、美国、日本、巴西和中国掌握了人工引雷技术。” 张义军说。

　　试验有利于更好地防雷

　　张义军介绍说：“由于人工引雷能提供最接近真实的自然雷电模拟源，可对雷电形成机理及防雷效果进行检验，结果更为可靠。可以通过这样一个技术或者手段，了解闪电本身是怎么发生、发展的，进行有针对性的观测，获取一些很重要的参量，这些参量在雷电的防护设计中至关重要。”

　　自然界中闪电发生的时间和地点都很随机，而人工触发闪电可以预知发生的时间和地点，因此，我们可以用人工引雷技术和手段来检验防雷技术和防雷的装置、器械是不是符合要求，能不能达到理想的雷电防护程度。

　　全国各地目前都已经建立了雷电监测网，形成区域性雷电监测、预报、预警和研究系统。张义军称，开展野外雷电试验，目的就是为我国雷电监测、预警预报和防护技术研究与开发提供必要的基础平台，为我国雷电业务的发展提供更加科学的技术支撑，以提高我国雷电灾害防御能力。

　　激光诱雷一旦成功将有重要价值

　　事实上，利用人工引雷技术可以将雷电引到安全区，但首先要解决的问题是提高引雷的成功率。据介绍，国内外目前的引雷成功率水平在60%左右。

　　张义军表示，“这需要进一步研究确认闪电产生的条件，包括电场、电荷或其他有关的空间条件。同时，要准确探测空中电场强度及其演变特性，由于近地面空间电荷层的屏蔽作用，仅靠地面电场的测量是难以了解空间电场特性的，这样的引雷必然具有一定的盲目性。”

　　目前，人工引雷技术采用的火箭导线引雷技术。由于火箭引雷存在一定的安全隐患，除了火箭本身的不安全性外，导线也可能有隐患，一旦引雷不成功，导线落下后会威胁周围设施安全，因而现在有一些研究小组在开发不用导线的人工引雷技术。

　　尽管曾经试验过其他人工引雷手段，如向雷暴云喷射火焰或高压水柱以及激光诱雷等，但是均未取得真正意义上的成功。特别是激光诱雷，曾进行过大量室内实验，并产生数米长的激光诱导放电，但在进行野外实验时并未获得确认的激光诱发雷电。激光诱雷涉及诸多理论和技术问题，仍是今后值得深入探讨和研究的课题，一旦获得成功，将具有重要的科学意义和实用价值。

　　人工消雷、利用雷电还只是幻想

　　提及人工引雷，有人可能会大胆猜想，能不能控制雷电后再利用雷电的能量，或者进行人工消雷？对此，中国科学院大气物理研究所研究员郄秀书表示，人工引雷技术的发展的确使得人类控制雷电、利用雷电的设想部分变成了现实。但是要想真正利用雷电能量或者通过人工引雷来影响雷暴发展，还是存在很多问题。

　　她分析说，雷暴是一个能量巨大又不断发展的天气过程，不会因为一个人工雷电就改变整个雷暴的发展，事实上一个雷电也减少不了多少能量。所以，在一定程度上影响雷电的发生是可以的，但是要想通过人工引雷来影响雷暴的能量还难有实质性的突破。

　　不过，已经有实验表明，人工引发雷电对雷暴电场和云物理过程有一定的影响，这使得人工引雷有可能成为人工影响天气的一个有效手段。也许未来对雷电的防护，可以通过发射火箭将雷电的破坏力引导到指定位置并加以释放。

　　另外，也常有人设想：雷电的出现会带来巨大的能量，能否利用人工引雷把雷电的能量储存起来被人类利用？郄秀书称，事实上雷电的能量并不像人们预期的那样大。雷电的瞬时能量，也就是峰值功率是很大的，但因为雷电持续的时间很短，所以总的能量并不是很强。因此至少在现阶段，雷电能量利用的意义并不是很大。

yangqiji · 发表于 2011-7-28 08:33

延伸阅读

　　雷电也会立功

　　雷电灾害经常导致人员伤亡，还可能导致建筑物、供配电系统、通信设备、民用电器的损坏，引起森林火灾，仓储、炼油厂、油田等燃烧甚至爆炸，造成重大的经济损失。

　　但是，任何事物都是一分为二的。雷电也有功绩，主要表现在以下几个方面。

　　第一，可制造化肥。雷电过程离不了闪电，闪电的温度是极高的，还造成高电压。在高温、高电压条件下，空气分子会发生电离，等它们重新结合时，其中的氮和氧就会化合为亚硝酸盐和硝酸盐分子，并溶解在雨水中降落地面，成为天然氮肥。据测算，全球每年仅因雷电落到地面的氮肥就有四亿吨。

　　第二，雷电还能促进生物生长。雷电在发生时，地面和天空间电场强度可达到每厘米万伏以上。受这样强大的电位差的影响，植物的光合作用和呼吸作用增强，因此，雷雨后一两天内植物生长和新陈代谢特别旺盛。例如，有人用闪电刺激作物，发现豌豆提早分枝，而且分枝数目增多。

　　第三，雷电能制造负氧离子。负氧离子又称空气维生素，可以起到消毒杀菌、净化空气的作用。在雷雨后，空气中高浓度的负氧离子，使得空气格外清新，人们感觉心旷神怡。

　　生活常识

　　如何有效防避雷电？

　　●不要在山顶或者高丘地带停留，不能在大树下、电线杆附近躲避，也不要行走或站立在空旷的田野里，应尽快躲在低洼处蹲下来，两脚并拢。

　　●不要用金属柄雨伞，摘下金属架眼镜、手表、裤带等，若是骑车要尽快离开自行车，亦应远离其它金属制物体。不要在空旷地方打手机。

　　●靠近河湖池沼以及潮湿地区是雷击事故多发区。在雷雨天气，不要去江、河、湖边游泳、划船、垂钓等。

　　●应立即关掉室内的电视机、收音机、音响、空调机等电器，以避免产生导电。此时，在房间的正中央较为安全，切忌停留在电灯正下面，忌依靠在柱子、墙壁边、门窗边，以避免在打雷时产生感应电而致意外。

　　●汽车也是最好的“避雷所”，一旦汽车被雷击中，它们的金属构架会将闪电电流导入地下。

北京日报

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