你見過人工引雷嗎?最近,一段“從天上引雷”的視頻火了。一道紫色閃電劃破天空,隨即筆直地指向地面,整個(gè)場景極為震撼,有網(wǎng)友驚嘆:“天上出現(xiàn)了金箍棒!”科學(xué)家為什么要從天上引雷?試驗(yàn)的目的又是什么?
你見過人工引雷嗎?最近,一段“從天上引雷”的視頻火了。中科院官方微博“中科院之聲”7月13日發(fā)布的視頻顯示,一道紫色閃電劃破天空,隨即筆直地指向地面,整個(gè)場景極為震撼,有網(wǎng)友驚嘆:“天上出現(xiàn)了金箍棒!”
科學(xué)家為什么要從天上引雷?試驗(yàn)的目的又是什么?讓我們一起揭開人工引雷這件“酷炫”工作背后的玄機(jī)。
為何要引雷
該視頻顯示,7月11日晚后半夜到12日中午,山東濱州出現(xiàn)前后兩波強(qiáng)對流天氣,中國科學(xué)院大氣物理研究所野外工作人員連續(xù)作戰(zhàn),多次發(fā)射火箭進(jìn)行人工引雷。據(jù)介紹,人工引雷是指在雷暴環(huán)境中,利用一定的裝置和設(shè)施,在指定的地點(diǎn)人工觸發(fā)雷電,并將雷電引至預(yù)測的位置進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)。
自然閃電的發(fā)生充滿了瞬時(shí)性和隨機(jī)性,很難開展直接探測,人工引雷可以使閃電的發(fā)生在時(shí)間和空間上有一定的可預(yù)知性和可控制性,便于集合光學(xué)、電流、電磁場等多種手段同步觀測,為認(rèn)識閃電發(fā)生和發(fā)展的物理本質(zhì)提供了良好條件。
此外,也可以利用人工引發(fā)雷電的精準(zhǔn)時(shí)空信息和放電參量,為雷電定位系統(tǒng)提供標(biāo)定源。再者,利用人工引雷可以開展真實(shí)大氣條件下雷擊防護(hù)測試研究。
對我們來說,人工引雷可能是新鮮事兒,但其實(shí)中國早就開始做了。
為解開雷電發(fā)生的物理過程之謎,中國氣象科學(xué)研究院災(zāi)害天氣國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室雷電研究團(tuán)隊(duì)于2006年在廣州從化建立了國內(nèi)首個(gè)固定雷電野外試驗(yàn)基地,每年5月至8月開展人工引雷試驗(yàn),目前已成功引雷百余次。
如何實(shí)現(xiàn)人工引雷
引雷火箭是人工引雷的主要工具,箭體內(nèi)有火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火電爆管。
人工引雷火箭拖著一條細(xì)細(xì)的鋼絲,鋼絲要有足夠的抗拉強(qiáng)度,要細(xì)、要輕,以減輕火箭的負(fù)荷,而且導(dǎo)線表面要光滑,以減小飛行阻力。
火箭發(fā)射后上升的速度是決定能否成功引雷的關(guān)鍵?;鸺陌l(fā)射速度要掌握適中——太快了,會(huì)將鋼絲拉斷;太慢,趕不上帶電粒子的飄移速度,同樣不能引雷電落地。
人工引雷每次都能成功嗎
人工引雷并非每次都能成功。引雷需要研究確認(rèn)閃電產(chǎn)生的條件,包括電場、電荷和其他有關(guān)的空間條件,同時(shí)要準(zhǔn)確探測空中電場強(qiáng)度及其演變特性。當(dāng)引雷條件滿足,還要在自然閃電放電之前及時(shí)進(jìn)行引雷。
目前,世界上只有法國、美國、日本、巴西和中國掌握了人工引雷技術(shù)。
人工引來的雷電可以用來做什么
人工引雷可以為我國雷電監(jiān)測、預(yù)警預(yù)報(bào)和防護(hù)技術(shù)研究與開發(fā)提供必要的基礎(chǔ)平臺,為我國雷電業(yè)務(wù)的發(fā)展提供更加科學(xué)的技術(shù)支撐,以提高我國雷電災(zāi)害防御能力。
傳統(tǒng)的避雷系統(tǒng)是由避雷針、避雷帶、引下線、接地體等構(gòu)成的,但隨著新型避雷裝置的研究,需要進(jìn)行更加實(shí)際的雷擊試驗(yàn)。人工引雷提供了最接近真實(shí)的自然雷電模擬源,不但可以用于雷電物理研究,還能對雷電防護(hù)裝置的性能進(jìn)行綜合試驗(yàn)和評估,結(jié)果更為可靠。
另外,人工引發(fā)雷電對雷暴電場和降水有明顯影響,一般會(huì)導(dǎo)致降雨猛增,對冰雹云進(jìn)行人工引雷則可以使冰雹削減、降水增加。未來,人工引雷有可能成為人工影響天氣過程的一個(gè)有效手段。
人工引雷所在地點(diǎn)的附近還會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁輻射。這種輻射則可能誘發(fā)農(nóng)作物或其種子基因發(fā)生變異。如果將人工引雷技術(shù)應(yīng)用于人工育種,就能以大大低于太空育種的成本,選育出多種有實(shí)用價(jià)值的新品種。
雷電是一種強(qiáng)大的能源,如果能控制它并為人類造福,將產(chǎn)生不可估量的價(jià)值,人工引雷火箭也許是走向成功的第一步。
(《環(huán)球時(shí)報(bào)》《齊魯晚報(bào)》等)