中科院成功引雷,相机拍摄全过程,人工引雷到底是为了什么?

在古代神话传说中,一到下雨天,雷公电母就会出来工作,雷公锤一敲,闪电镜一照,必定电闪雷鸣。其实古人对于雷电一直秉承着一种敬畏之心,认为这是神仙给人的警示。但是随着科技的发展,雷电已不再是神仙的专属,人类已经可以自由运用雷电了。

2019年6月,俄罗斯的一篇报道引起了全世界的关注,报道称中国成功进行了人工引雷试验。根据公布的画面显示,一道闪电从天而降,笔直地矗立在地面上,就像是连接天庭的天梯,电闪雷鸣的场面仿佛神仙渡劫一般。美国更是评论,这是终极武器般的存在

如此壮观的场面是如何形成的呢?雷电又是如何产生的呢?

夏季太阳光强烈,照射到地面使地面温度急剧升高,地面上的大部分水分蒸发进入大气层,与高空中的冷气流相遇凝结成水滴,温度高的水滴会产生负电荷,温度低的则会产生正电荷。在高空气流的吹动下,正负电荷发生碰撞,形成带电的气流层,当气流层的电场越来越大时,就会穿透大气,产生雷电。

引雷的历史

1752年6月的一天,美国波士顿地区上空突然阴云遍布,电闪雷鸣。正在和儿子放风筝的本杰明·富兰克林看到风筝线末端的钥匙不正常的、剧烈地抖动起来,他立刻去解下钥匙,却在触碰到钥匙的一瞬间感受到了强烈的电流。因此他猜测,天空中的云里可能含有大量的电。

为了证实他的想法,他又连续做了好几次实验,最终成功收集到了来自天空中的雷电。并以此为依据,在自己的屋顶安装了世界上第一个避雷针,富兰克林也成为世界上第一个成功引雷的人。

什么是人工引雷?

人工引雷顾名思义就是人为的将雷电引到地面,通常是在发生雷暴的时候,利用特殊制作的装置,在某一个适宜引雷的地点触发装置,将雷电引到某处收集起来,进行科学研究。

人工引雷技术从二十世纪六十年代就已经出现了,1967年,美国首次在海上引雷成功,揭开了人类引雷活动的序幕,之后法国在1973年实现了陆地上的首次引雷。我国也不甘落后,在1989年实现了引雷,到目前为止,我国已经成功进行过上百次的引雷,在我国很多雷电的重灾区都进行过引雷实验,成功率高达90%多,这足以证明我国在自由运用雷电这方面已经达到了一个高度。

引雷的技术很复杂,危险系数极高,目前全世界只有五个国家完全掌握了引雷的技术。但是一直在坚持利用的却很少,美国从1967年引雷成功之后就很少再去进行这项活动了,所以在看到中国成功引雷的画面后,还以为是中国新研发的什么终极武器呢。

怎样人工引雷?

引雷并不是一件容易的事情,只有在雷暴条件比较成熟的情况下才能完成。现阶段采用的引雷方法是火箭——导线引雷技术,就是向雷暴云中发射一个带有金属丝的小火箭,当这个小火箭到达带电的云层中时,导电的金属丝会立即将雷电引向地面,从而形成如同天梯一样的雷电线。

为什么要引雷?

减少雷电造成的伤害及损失

雷电会对地面乃至人类的生产生活造成很大的影响。人类并不能时时刻刻的准确预测到天气的变化,有些突如其来的雷电会对人体造成伤害。曾有新闻报道一男子连续被雷劈中三次,造成不同程度的受伤,类似这种突然的雷击是预测不到的。

但是人工引雷会对雷电场和带电的云层产生一定的影响,能够人为影响天气,增强人类对于雷电的防护能力人工引雷可以将雷电引到地广人稀的地方去,从而减少对人类生产生活的伤害。

科学地了解雷电

雷电为什么会发生,在什么样的情况下发生这些都是人类应该去了解清楚的事情,自然界的变化发展都是有规律的,那么天气的变化也是有规律可循的。将雷电人工引到地面对其进行研究,可以获取一些有关雷电的资料和数值,探索出雷电产生发展的规律,有效地对雷电进行防护。还能通过这个手段检测我们的原有的防护措施合不合格,还需要做哪些改进。

实用价值

宇宙中所有的带电粒子都是有辐射的,这些辐射会导致物种的变异。现在太空育种已经成为人类主要研究的方向,只因太空种子的存活率高,结的果实大,对农业的发展有一定的促进作用。

雷电也不例外,只不过辐射可大可小。像雷暴发生地的辐射就比较大,经常会发现一些物种的变异,尤其是一些植物的变异。一般人工引雷的地点辐射都比较强烈,那么这项技术就可以用在人工育种上面,这比太空育种要更节省成本,可操作性也比较强。

保障航空航天事业的安全

雷电无处不在,只不过我们在地面轻易感受不到。但是对于航行在高空的飞机和发射的火箭来说,雷电是一个极其危险的因素。全世界范围内,因为雷电导致的飞行事故不计其数,飞机和火箭穿梭于大气层之上,往往会碰见带电的云层,这些云层极易发生雷电,如果飞行器不小心与之碰撞,将会是灾难性的伤害。

人工引雷技术可以对航空航天事业的安全给予一定的技术支持,知己知彼才能百战百胜。

储存和控制雷电

雷电中蕴含的能量十分丰富,据估算有50亿焦耳左右,而且温度极高,是太阳温度的六七倍。如此高的能量如果能被我们所利用,将会节省不少能源,而且雷电能源是自然界的馈赠,不会产生任何的污染,也是可持续的一种发展。

通过人工引雷将收集到的雷电储存起来,然后加以利用,百利而无一害。

自然界的万事万物都具有双面性,雷电既能为我们提供能量,也会威胁我们的生命安全,只有更好地利用它,控制它,人类才能真正成为地球的主宰。如今我们引雷技术已经得到了空前的发展,未来还会有更多的先进科技出现,科技强国的目标指日可待。

参考资料:

蒋如斌、刘冬霞 《人工引雷如何牵着雷电鼻子走》 知网 2021-11-01

王铭俊、曾艳、雷蕾 《人工引雷:为防御雷电灾害提供技术支撑》 知网 2021-08-09

聂武夫、陈太龙、曾斌 《人工引雷技术及其发展趋势》 知网 2015-05-15

中科院 《我国人工引雷技术再获成功》 中国科学院 2007-07-19

作者:小阿部 审核:henna 校稿编辑:李子

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