近日F提到人工引雷的事情，正好曾有些许了解，从网上找了些资料（当然是科普级的）发来，抛砖引玉~~

广州日报：探秘人工引雷试验 闪电直击地面好似星战光束






      
图①上天引电的小火箭。图②试验人员通过这条光纤控制火箭发射装置。图③、④、⑤、⑥试验小组用高速照相机拍摄的人工引雷过程。（引雷试验小组提供图片）

记者日前走进设在从化的国内首个、世界上为数不多的固定野外试验基地临时试验场，揭开“现代富兰克林”们引下“天电”的神秘过程。

中国气象科学研究院研究员张义军博导告诉记者，目前世界上仅美、法、日、中等国家先后开展过人工引雷试验。中国开展人工引雷试验始于上世纪70年代，但由于条件所限，为流动性质，在一个固定的基地开展长时间、持续性的试验还从未尝试过。

2005年7月，中国气象局正式批复同意在广州从化建设“国家级野外雷电试验基地”。经过选址论证，专家认为广州从化具备场地建设的各项条件。“从化年平均雷暴日为93日，非常适合开展人工引雷试验。”广州野外雷电试验基地总设计师、广州市气象局局长杨少杰告诉记者，为了进一步验证选址的可行性，大批工作人员从今年7月3日起“进驻”从化，在江村和城郊镇光联村两个点安装好电流测量装置、电场仪、磁场仪、频谱仪、高速照相机等设备，开始引雷工作。

记者专门前往位于光联村的引雷点看到，整个试验场虽然看上去很简陋，但是远端的火箭发射架、近端观测室里先进的设备和星罗棋布在空地上的种种仪器，都在告诉着人们这里的科学家进行的是世界上最尖端的科学试验。“它的地基下面用角钢编织了一个完善的接地网，外面也做足了屏蔽，一般的雷电和电磁波伤害不了我们。”从化市气象局副局长陈绍东告诉记者。从安全角度考虑，试验场设置在一个比较空旷的地带，方圆一公里内没有人烟，农民种植的金银花，就生长在放置仪器的空地上，相映成趣。

目前工作小组已完成试验基地建设可行性研究报告的大部分内容。张义军向记者透露，可行性报告通过后，试验基地最快在明年初就会动工，届时试验条件将更加完备，并将陆续开展除人工引雷外的一系列试验，“比如说，我们会在基地里建一所小房子，把各种各样的防雷设施安装好，然后从天上引雷来‘劈’它，实地考察防雷设施的有效程度。”张义军兴致勃勃地说道。杨少杰告诉记者，野外雷电试验基地不仅开展人工引雷、自然雷电观测等雷电物理的研究，而且对雷电防护理论和方法、雷电防护器材的研究提供科学支撑。

闪电直击地面好似“星战”光束

在一个电闪雷鸣的黑夜，一枚长度只有几十厘米的小火箭拖着500米长的细长尾巴“嗖”一下飞上天空，就在它蹿得快没了踪影的时候，带着耀眼光芒的闪电顺着它的轨迹“刷”一下射落地面……

2006年7月13日下午5时，试验人员收到了从化市气象台的通知，根据雷达探测资料，试验基地的“头顶”上，可能有雷暴云飘过。这样难得的机会哪容错过！试验小组马上组织人手，带上所有的探测设备迅即扑向设在广东水电水利技术学院附近江村的引雷点，在这个雷电交加、人人躲之唯恐不及的傍晚，一行人动作迅速地钻进了引雷试验场的“大脑”——用铁皮搭建成的现场观测和火箭点火控制融为一体的临时工作室，在最短的时间内开启了所有观测仪器。傍晚6时左右，引雷点上空已是黑成一团，在雨水的掩护下，一道一道的闪电不时从周围劈落，身处这样的空旷地带，一般人着实感到心悸，但此时试验人员的心情却只有兴奋，因为这就是他们梦寐以求的天气环境。雷暴云越靠越近，试验条件越来越成熟，工作人员不失时机地点燃了引雷小火箭的点火控制器，小火箭马上带着0.2毫米直径的铁丝蹿上了半空。这时壮观的景象出现了——在刺眼的强光过后，人们清楚地看到闪电沿着火箭带上去的铁丝笔直地射向地面，就像科幻电影中外星人飞碟袭击地球的光束一样，随后，一声响雷就在小屋上方炸响。铁丝的末端连着地面的避雷针，从闪电击下到电流在地表散开，整个过程只有大概1秒钟的时间，尽管时间非常短暂，但观测设备上已经记录下了电流、电场、磁场强度、雷电频谱等种种数据，每秒钟能拍摄5000张照片的高速照相机也完整地拍摄到人工引雷的全过程。

实际上，要获得一次引雷试验的成功是相当不容易的。为了不错过一切引雷的可能性，试验人员在天气不稳定的状况下，每天吃过中午饭就分兵两路在引雷观测室里“守株待兔”，等待一切可能的引雷机会。8月18日、25日、29日三天，试验小组又分别5次成功引雷。这样，在将近两个月的时间里，试验小组共获得6次引雷试验的成功。


北京科技报：我国研制出新型人工引雷火箭


　　今年夏天雷阵雨天气变得多了起来，这几天古城西安也乌云密布，电闪雷鸣。在西安郊区的一处空地上，一枚火箭拖着一根细线腾空而起，就在它钻入浓密的乌云后，震耳欲聋的雷声消失了，闪电无声的顺着火箭上的钢丝猛扎到地面。

　　原来，这是我国新一代人工引雷专用火箭正在试验。夏日的雷电惊心动魄，震撼人心。前些年它击中山东黄岛油库，燃起熊熊大火，损失惨重。据有关部门保守的估计，我国每年因雷电造成的经济损失高达亿元以上。

　　中国气象科学研究院雷电物理与防护工程实验室主任张义军告诉《北京科技报》，“人工引雷”就是在适宜的雷爆条件下，通过一枚小型火箭将雷电人为地引发到地面。使本来随机发生的自然雷电在可控状态下进行，从而获得近距离研究雷电的机会。近日，在西安，我国新一代人工引雷专用火箭研制成功。目前，世界上也只有法国、美国、日本、巴西和中国掌握了人工引雷技术。

　　张义军解释说，雷电发生前，云层中的电场将会影响地面上的电场。所以根据地面上的电场强度，可以大概推断云层中的电场强度，以确定“触”雷时间。当火箭飞到200—400米高度时，就在雷暴云和大地之间建立了一条放电“通道”，触发闪电的过程和自然闪电的过程是完全相似的。

　　那么，人工引雷又是如何进行的呢？人工引雷火箭拖着一条细细的钢丝，这是引雷的关键。引雷火箭导线要有足够的抗拉强度，要细要轻，以减轻火箭的负荷，而且导线表面要光滑，以减小飞行阻力。

　　在实际引雷中，导线一般采用直径为0.2毫米的细钢丝，为了增加钢丝的机械强度及耐火强度，在钢丝外面包上一层尼龙。导线的长度大约为几百米，一般被绕在一个线轴上。线轴的绕制是一项比较精细的工作，绕线质量的好坏直接关系到拉线的成功率。

　　张义军介绍，引雷火箭是人工引雷的主要工具，火箭采用复合材料，箭体内有火箭发动机、发动机点火电爆管。为了防止火箭发射后落下时砸伤人员和附近的房屋，所以箭头内有降落伞、抛伞点火药及延时装置。

　　火箭发射后上升的速度是能否成功引雷的关键。火箭的发射速度，要掌握适中，最大速度以不超过每秒190米为宜。太快了，会把直径0.2毫米、仅能承受7公斤拉力的钢丝拉断，达不到引雷的目的。火箭太慢了，赶不上带电粒子的飘移速度，同样不能引雷电落地。

　　我国新一代引雷火箭的速度范围控制在120m／s-190m／s之间，满足成功拖线的要求；火箭在箭头内部装有降落伞，可在火箭发动机燃烧完并达到最大高度时将降落伞抛出，牵引箭头和火箭残体缓缓落下，保证了地面人员的安全。

　　那么人工引雷火箭究竟有哪些作用呢？张义军说，传统的避雷系统还是由避雷针、避雷带、引下线、接地体等构成的，但随着新型避雷装置的研究，需要进行更加实际的雷击试验。因此，“人工引雷”不但可以用于雷电物理研究，还能对雷电防护装置的性能进行综合试验和评估。对雷电防护设备的检测，过去只能在高压实验室内进行。而“人工引雷”提供了最接近真实的自然雷电模拟源，可对防雷设备机理及效果进行检验，结果更为可靠。

　　另外，气候变化和雷暴雷电活动之间有着密切的关系，人工引雷试验表明，人工引发雷电对雷暴电场和降水有明显影响，一般会导致降雨猛增。相关的模拟计算也表明，对冰雹云进行人工引雷可以使冰雹削减、降水增加。这样在一定条件下，人工引雷有可能成为人工影响天气过程的一个有效手段。

　　“人工引雷”所击地点的附近还会产生强大的电磁辐射。这种辐射则可能诱发农作物或其种子基因发生变异。比如在北京延庆县许家营的一次人工引雷试验中，引雷地点在玉米地旁，引雷成功的闪电击地点距玉米植株最近距离只有0.6米，两次引雷的时间又适值玉米的吐穗期和扬花期。引雷之后，不仅附近的玉米地结出的玉米产量高于其他地块四倍以上，而且在雷击地附近的玉米雄花上也结了穗。所以如果将“人工引雷”技术应用于人工育种，就能以大大低于太空育种的成本，选育出多种有实用价值的新品种。

　　地球上每天会有800万次雷电。一次闪电，云和大地间的电压可达1亿伏，电流强度可达10万安培，闪电的长度可达1万米，电火花直径也有十几厘米，闪电的功率可达100亿千瓦，是我国葛洲坝水电站发电功率的几千倍。雷电的确是一种强大的能源，如果能控制它并为人类造福将产生不可估量的价值。人工引雷火箭也许是走向成功的第一步。