【摘 要】
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7月12日,中国科学院大气物理研究所开展人工引雷试验,一枚火箭弹向高空发射出去,在接触云层的瞬间,一根金色的光柱袭来,把天空都照亮成金黄色。网友们直呼,这画面太美,仿佛齐天大圣的金箍棒来人间了!雷电:天上“神仙打架” 我们平时看到的闪电大多为云中闪:正负电荷的碰撞好比“神仙大战”,虽然激烈,但是不会对地面上的人和物造成危害。但是,如果不小心“劈”到地面上,就是云地闪了,它是雷击事故的元凶。 随
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7月12日,中国科学院大气物理研究所开展人工引雷试验,一枚火箭弹向高空发射出去,在接触云层的瞬间,一根金色的光柱袭来,把天空都照亮成金黄色。网友们直呼,这画面太美,仿佛齐天大圣的金箍棒来人间了!
雷电:天上“神仙打架”
我们平时看到的闪电大多为云中闪:正负电荷的碰撞好比“神仙大战”,虽然激烈,但是不会对地面上的人和物造成危害。但是,如果不小心“劈”到地面上,就是云地闪了,它是雷击事故的元凶。
随着经济社会的发展,电子、通信设备的广泛应用,雷击及其强电磁辐射所造成的危害越来越严重。但人们对雷电发生机制、物理过程以及防护机理的认识仍然不足,这就需要强化对雷电及雷击过程的研究。雷电野外科学试验是认识雷电发生、发展的物理过程及其致灾机理的重要途径,也是开展真实雷电电磁环境下雷电防護技术测试的重要方式。
那么,雷电瞬间功率能有多大呢?据测算,闪电发生时,两端平均电压可以达到1000万伏,功率可达10亿千瓦。中国三峡水电站总装机容量是2250万千瓦,也就是说,雷电瞬间功率是三峡水电站的50倍左右。
引雷场面恍若科幻大片
人工引雷一般采用火箭拖曳导线的方式进行。但并不是每一次人工引雷都能够成功。想要成功进行人工引雷试验,需要天时、地利、人和。
绝大部分雷电孕育于对流旺盛的雷暴云(发展到一定强度之后产生雷暴的积雨云)中,也就是“天时”。雷电发生前,雷暴云中会积聚大量电荷并形成不同极性的电荷区,使雷暴云与地面之间形成空中电磁场,这也是建立放电“通道”的先决条件。
所谓“地利”,是指一个大型引雷试验场地,并配备相应设施。
一切就绪,引雷“主角”就要闪亮登场了——重约2千克、长约50厘米的小火箭,尾部拖曳着一根长长的钢丝。
最后,当引雷火箭发射装置触发后,火箭以190米/秒的速度飞向头顶的雷暴云区。上升到200~400米高度时,火箭头部在空中强电场的作用下,产生上行先导并快速抵达雷暴云。先导产生后,不需要再借助火箭的推力,便可以超高速直冲云霄,将雷电引下来。雷电顺着预设的引雷路径,形成直直的强光闪电返回地面,这就是刷屏网络的金色光束。
虽然我们没法人工干预雷暴,一次人工引雷试验能够捕获到的能量也不多,但雷电研究中仍有许多未解的奥秘需要去探索。比如雷电在云中的源头、始发机制,雷电信息对灾害性天气监测预警的重要意义等。此外,人工引雷应用前景也非常广阔。目前,不少行业对雷电防护的需求巨大,例如电力、通信、能源、交通、石化、林草等部门。这都需要继续开展人工引雷试验,并进行更多、更精细化的测试工作,使雷电防护工作更加精细和有的放矢。
知识拓展
人工引雷会影响雷暴云的放电频率吗?
答案是否定的。
一次典型的雷暴过程会有上千次云地闪发生,云中闪数量会更多。而现阶段大多数的雷暴过程,可实施的人工引雷次数在几次到十几次之间,所中和的电荷量相对于雷暴中电荷产生的能量,可以忽略不计。从这个角度来说,现阶段靠引雷改变自然雷暴中闪电放电频率几乎不可能。
(责任编辑 / 高琳
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