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科技之光丨人工引雷:为防御雷电灾害提供技术

更新时间: 2021-09-15

  7月12日,中科院大气所在山东滨州开展了一场人工引雷试验,在多次发射引雷火箭后终于成功引雷。雷电像“激光”一样射向地面,笔直如线。有网友称:空中出现了“金箍棒”。

  中科院为什么要人工引雷?其实是为了开展科学研究,例如研究雷击过程及其机理、研发与测试新型雷电探测技术以及测试雷电防护技术等。

  每年进入雨季,除了可能出现洪涝灾害之外,还可能会发生可怕的雷电灾害澳彩今晚开奖结果。最为常见的便是雷电引发的森林火灾、城市火灾。人工引雷可以为我国雷电监测、预警预报和防护技术研究与开发提供必要的基础平台,为我国雷电业务的发展提供更加科学的技术支撑,以提高雷电灾害防御能力。

  不过,由于自然闪电具有高电压、大电流、强电磁辐射、尺度长等特征,很难进行模拟,同时由于其发生的随机性,也很难开展近距离的综合观测,这便有了人工引雷。

  在适宜的雷暴天气下,采用火箭拖带细金属导线的方法将雷电人为地引到地面就是人工引雷。当引雷试验场上方有雷暴云经过的时候,在合适条件下,通过向上发射尾部拖曳金属导线的引雷火箭,快速上升的火箭会促使放电通道起始并向上发展入云,最终形成云和地之间强烈的放电现象。

  为什么人工引来的雷电是笔直的呢?其实这一点很好解释。因为引雷时是由一架小火箭拖曳金属导线快速升空,火箭升空后这条金属导线就被拉直,这样雷电产生后就会沿着笔直的金属导线“一路向下”。所以我们看到的画面中,空中一端的雷电呈弯曲形状,只是延伸到地面这段是呈直线状。

  人工引雷中,金属丝要具有足够的抗拉强度,要细、要轻,以减轻火箭的负荷。导线表面要光滑,以减小飞行阻力。绕有金属丝的线轴固定在火箭的尾翼上,飞行速度约为100—200m/s,最大飞行高度约为800米。

  引雷火箭是人工引雷的主要工具,火箭内部置有火箭发动机及发动机点火电爆管。为了防止火箭发射后落下时砸伤人员及附近的房屋,箭头内还有降落伞、抛伞点火药及延时装置。

  人工引雷能提供最接近真实的自然雷电模拟源,触发闪电的过程和自然闪电的过程是完全相似的。不过,自然界中闪电发生的时间和地点都很随机,而人工触发闪电可以预知发生的时间和地点。

  人工引发雷电对雷暴电场和降水有明显影响,一般会增大降雨量,因此对冰雹云进行人工引雷可以使冰雹削减、降水增加。未来,人工引雷有可能成为人工影响天气过程的一个有效手段。