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