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人工技术能不能制造出雷电(不受待见的“雷公电母”,有人却专门去请人工引雷干啥用?)

发布时间:2024-05-30 11:14:01 制造技术 909次 作者:装备制造资讯网

常见的雷电形状

我们平常看到的雷电都像树根一样,弯曲状向地面传递。但是下面这个雷电像直线一样,这不是普通的雷电,而是人工引雷。

人工技术能不能制造出雷电(不受待见的“雷公电母”,有人却专门去请人工引雷干啥用?)

人工引雷现场

我们最早听说胆大引雷的例子是富兰克林的“风筝实验”,在18世纪中叶,富兰克林冒着生命危险向世人揭示了雷电“电”的本质,首次无可辩驳地证明了雷电是自然界一种正负电荷之间的放电现象。

上世纪70年代,随着航空航天、电力等行业的飞速发展,雷电防护问题变得突出起来,一些发达国家如美国、日本、法国开始投入人力物力开始系统科学研究雷电监测和预警。但是雷电这玩意可遇不可求,发生的时间、地点都不可控。只有在雷电天气时,通过人工半可控的方式把雷电引下来,进行科学研究变得越来越迫切。

美国佛罗里达大学在十多年前利用人工引雷技术制造出闪电奇观,从天空中引下的雷电像一把镰刀劈开乌云密布的天空。

近日中科院大气物理所就在山东进行了一次引雷实验,场面十分震撼。

这是怎么实现的呢?为了人为控制雷暴云中的放电,有多种引雷技术方案,比如高压水柱、火箭-导线技术、激光诱雷技术等。我们看到此次实验中,一个像“窜天猴”的东西直直地飞向天空乌云之中,这就是此次火箭-导线引雷。当头顶雷暴在地面产生足够大的电场时,从地面发射一颗拖带接地导线的火箭,火箭高速上升,火箭和导线就能激发上行流光,从而可以引发从云内向地面的放电。

我国在1974年利用土火箭在宁夏固原首次引雷成功;1989年利用专门研制的第一代小火箭在甘肃永登黑林子引雷成功;1991与第二炮兵合作在北京康庄引雷成功;1994年研制成功第二代抛伞安全型引雷火箭,并利用空中引雷方式首次在江西石岗引雷成功;1995年-2005年,相继在山东、广东、上海、甘肃、西藏等地引雷成功。

在人工引雷过程中,选用的金属丝一般是直径0.2毫米的细钢丝,火箭发射的最大速度以不超过每秒190米为宜。一般雷场不论雷暴云有多高,能够从地面触发的高度大约在40~500米,地面电场值越高,火箭需要发射升空的高度就越低。火箭-导线技术也不是最完美的,也有缺陷,比如火箭上升速度只在百米/秒量级,速度还是太慢,不容易捕捉到下行流光,而且如果引雷失败,火箭和导线返回地面时有可能造成地面设备损坏。

美国大学使用引雷火箭技术有两种:第一种是利用固态铯盐形成导电路径,这种技术需要把铯盐加在火箭的推进器中,发射后铯盐随推进器中的气体喷出,在火箭到达雷雨云层后激发闪电。第二种原理大致相同,把铯盐换成了液态的氯化钙溶液。

为什么人工引雷?

自然产生的闪电具有高电压、大电流、长距离、强电磁辐射等特征,在实验室很难进行人工模拟。人工引发雷电较真实地模拟自然闪电,而且比起自然雷电在放电时间、放电地点都是预先可知的,就能够近距离测量,是研究雷电放电过程、雷击效应及测试雷电探测设备的重要手段,还能对各种雷电监测系统标定、检测以及新型防护器件的实际雷击实验,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,以提高我国雷电灾害防御能力。