人工引雷技术是上世纪60年代由美国科学家在海上首先成功的。现在掌握这项技术的国家有5个。我国是第三个实现了人工引雷技术的国家,中国科学院寒区旱区环境与工程研究所从上个世纪80年代就开始做了,目前在中国科学院知识创新工程重要方向项目的支持下,大气所和寒旱所合作正在山东继续开展这一实验,希望能对强对流天气中的雷电放电机理和强度有深入的了解。 / G1 p' K" m/ T$ f# x I' Y. E3 v- `- N% A4 y- a) h做人工引雷,首先要有起电的云——雷暴云。我们向雷暴云发射一种专门的小火箭。这种小火箭的尾部拖着一段比较长的金属导线,相当于把一个比较长的导体引入到空气当中,增加大气对地放电的概率。而什么时候发射火箭,要靠科学的判别和经验。. \8 b5 E. ^! J* }) `, ~% F2 O! j
6 k3 a2 s6 a' F8 A- r人工引雷的目的最早用于雷电研究。过去,人们很难对雷电进行直接测量,因为不知道它会打到什么地方。人工引雷把雷引到特定地点,可以集中现代化设备对雷电进行直接观测、研究。 T& S' t6 B' {: L b$ h2 h+ ~/ I) G# z" _- I8 a
人工引雷技术的实现,也使得人类控制雷电、利用雷电的梦想部分变成了现实。比如可以用它对雷电防护设备和技术进行效果检验。现在的检验都是在实验室进行的,但实验室又怎能模拟出自然雷的巨大能量和大风、大雨等恶劣的环境条件呢?又比如,雷电带来一个强大的电磁场突变,可能造成物种基因突变,可以为育种实验创造条件。而且,强烈的闪电能把通道中的大气电离,产生氮化物,雷多的地方地里氮肥多。我们在北京延庆做人工引雷时,附近地里的双棒玉米就特别多。另外,人工引雷人为改变了雷暴云中的电条件,也会对微物理过程和动力过程产生影响,在我们做人工引雷实验的地区,冰雹的发生被一定程度上抑制了。# r4 @2 {; v3 h' p
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至于人工引雷是否能作为防雷的手段,我想这个愿望是好的,也的确可以在一定程度上对自然雷电产生影响,但雷暴的能量非常强大,不可能指望通过一个雷来非常明显地减少雷电,或把它的整个能量都释放掉。
利用闪电的能量有一个困难,就是闪电不能按人们的希望在一定的时刻发生。换句话说,就是闪电不易控制。另外,虽然闪电是最常见的自然现象,但是据统计,每年在每平方公里面积上平均只有一两次闪电。雷雨云单体的尺度从一公里至十公里,所以各次闪电都隔着很大的距离。有人测量并统计过,在强雷雨时闪电之间的平均距离是2.4公里。在弱雷雨时闪电之间的平均距离是3.7公里。 " K2 ?9 T8 e5 O$ z. M2 W/ \, L0 f1 t
如果竖立一根很高的铁杆引雷,雷击的次数要多些,但是闪电击中铁杆的次数仍不很多。有人统计过,在一个雷雨季节,雷电击中高400—800米的避雷针的次数也不过20次。