人工渡劫-中科院引雷

“渡劫”估計是很多人十分熟悉的一個詞,很多玄幻小說里說度過雷劫,就可以成仙了。
小說的真假暫且不論,今天咱就聊一聊一個人工渡劫,不過,這是一個標準的科學實驗,那就是:人工引雷。

前段時間,中科院大氣物理所在山東開展的人工引雷實驗,天空現(xiàn)金色光柱,一度使天空變得異常美麗??赡艽蠹叶加X得很奇怪,雷電多可怕啊,平時人們躲避都來不及,這中科院瘋了不成還專門引雷?
其實,中科院之所以引雷,主要是研究雷暴起電、閃電放電機制以及強對流天氣!但是雷電可不容易研究。今天就為大家介紹一下為什么要引雷實驗,如何操作?

首先,人類無法模擬真實雷電規(guī)模

有記錄做到人工雷電500萬V已經(jīng)極高了,前蘇聯(lián)的5M V閃電

然而,這個數(shù)字在自然界面前仍然是弟弟,自然界的的雷電幾億V起步。

其次,自然閃電難以追蹤

雖然我們可以通過天氣預報預測某一片天空會發(fā)生閃電,但是很難具體追蹤到精準位置。所以自然閃電難以追蹤,不具備研究的前提。
此外,雷電本身距離我們較遠,我們看到的雷電,往往是距離我們幾公里甚至十幾公里以外了。
而且是轉(zhuǎn)瞬即逝的,等你反應過來,都沒來了。

而最麻煩的事情,在于雷電本身不可控,拍過閃電的人一定有類似的經(jīng)驗,為了拍到雷電,我們往往得蹲在那里等著長時間曝光,然后捕捉雷電,而且這只是天上的雷電。
做過實驗的都知道,靠天吃飯,做個錘子。
正因為如此,我們?nèi)绻枰鰧嶒灥脑?,就要研?span id="s0sssss00s" class="color-purple-04">如何讓雷電能夠按照我們的意志出現(xiàn),并且出現(xiàn)在我們指定的地方。這就是人工引雷實驗。

第三,雷電也是電

說到人工引雷,顧名思義,人工引雷就是用人工的辦法去把雷電引下來。相信大家在讀書期間應該了解過一個很經(jīng)典的故事,就是富蘭克林的風箏實驗證明了雷電也是電。

本杰明·富蘭克林(Benjamin Franklin)是18世紀美國的實業(yè)家、科學家、社會活動家、思想家、文學家和外交家。他是美國歷史上第一位享有國際聲譽的科學家和發(fā)明家。風箏實驗是美國先賢本杰明·富蘭克林的一次關于雷電的實驗,1752年6月的一天,陰云密布,電閃雷鳴,一場暴風雨就要來臨了。富蘭克林和他的兒子威廉一道,帶著上面裝有一個金屬桿的風箏來到一個空曠地帶。富蘭克林高舉起風箏,他的兒子則拉著風箏線飛跑。由于風大,風箏很快就被放上高空。剎那,雷電交加,大雨傾盆。富蘭克林和他的兒子一道拉著風箏線,父子倆焦急的期待著,此時,剛好一道閃電從風箏上掠過,富蘭克林用手靠近風箏上的鐵絲,立即掠過一種恐怖的麻木感。他抑制不住內(nèi)心的激動,大聲呼喊:“威廉,我被電擊了!成功了!成功了!我捉住‘天電’了??!”隨后,他又將風箏線上的電引入萊頓瓶中?;氐郊依镆院螅惶m克林用雷電進行了各種電學實驗,證明了天上的雷電與人工摩擦產(chǎn)生的電具有完全相同的性質(zhì)。富蘭克林關于天上和人間的電是同一種東西的想法,在他自己的這次實驗中得到了光輝的證實。
這個實驗已經(jīng)成為了經(jīng)典的科學驗證猜想的例子。當然,這其中也是曲折的,比如1753年,俄國著名電學家利赫曼為了驗證富蘭克林的實驗,不幸被雷電擊死,這是做電實驗的第一個犧牲者。
而風箏實驗的成功,為我們生活帶來了一項巨大的改變,那就是——避雷針。
避雷針的發(fā)明,使得我們的高大建筑物從此避開了很多風險,要不減少雷擊,即使被雷擊也不會因此而遭受巨大損失,也讓“雷擊是天怒人怨”的迷信說法得到了破除。

而現(xiàn)在的人工引雷,基本一樣。

最后,如何人工引雷?

具體做法是:使用人工引雷火箭拖著一條細細的鋼絲,然后讓火箭去碰觸云端電流,這樣就把雷電引下來了。
不過大家別小看這個簡單的研究,其實也蘊含了不少科學的探索
首先,鋼絲要有門道。
一般情況下,云層要好幾千米高,這種情況下,讓火箭帶著鋼絲上去,就必須足夠的輕,否則火箭動力不足。但是太輕的話,又會降低鋼絲的強度,所以這需要材料科學的配合。
其次,火箭的速度也要掌握好。
飛的太快了,鋼絲就被拉斷了;飛的太慢了,趕不上帶電粒子的飄逸速度,同樣無法實現(xiàn)引雷。
當然,這只是引雷器具的本身,而下面的裝置配備才是重中之重。
引雷下來可不是為了好玩,而是要研究雷電,比如雷電物理原因、雷電的防護辦法、如何探測雷電等。
而雷電研究架設了國內(nèi)引進的首套“閃電成像陣列”(LMA),下面是官方介紹:
該陣列是一種長基線時差法雷電甚高頻(VHF)輻射源定位系統(tǒng),可用于雷暴電過程的實時無遺漏精細化三維探測,目前已在多個國際大氣電學研究機構(gòu)以及重大研究計劃中作為關鍵探測設備使用。該陣列可用于閃電的精確定位,為雷暴電活動觀測提供寶貴的精細化定位資料,推動雷暴起電、閃電放電機制以及強對流天氣研究。

中國是世界上除了法國、美國、日本和巴西等國之外的又一個人工引雷國家,填補了我國氣象部門在雷電電流測量方面的空白。

最后看看這神奇天象吧,科幻一般。

讓我想起了外星電影

而曾經(jīng)的人工閃電


