天空中烏云密布,一道奪目的閃電,猶如孫悟空的金箍棒,從天際直劈下來(lái)。難道21世紀(jì)還有人在“渡劫”?這不是電影里的奇幻場(chǎng)景,而是一群身穿白色實(shí)驗(yàn)服的中國(guó)科學(xué)院科學(xué)家在雷電交加、烏云翻滾的天氣里進(jìn)行的一場(chǎng)令人驚嘆的科研活動(dòng)——人工引雷。他們利用高科技裝備,進(jìn)行著一場(chǎng)與自然對(duì)話的實(shí)驗(yàn),試圖揭開雷電的神秘面紗。
馴服雷電需要幾步
如果將雷電比作生物,那它一定是頭兇猛的巨獸,要怎么馴服它呢?
第一步:找出雷電的“巢穴”
科學(xué)家通過(guò)氣象雷達(dá)精準(zhǔn)捕捉云層的厚度、高度、電荷分布和云的移動(dòng)方向等關(guān)鍵信息,同時(shí),借助閃電定位系統(tǒng),精確地測(cè)定閃電發(fā)生的位置、強(qiáng)度和頻次。
第二步:火箭“引雷術(shù)”
確定好位置后,利用火箭精準(zhǔn)引雷。根據(jù)預(yù)設(shè)指令,火箭以精確的速度和角度沖向目標(biāo)云層,它身后拖曳的那根小尾巴,是引雷的關(guān)鍵。這是一根由高強(qiáng)度合金制成的導(dǎo)線,細(xì)如發(fā)絲卻堅(jiān)韌無(wú)比,不僅能夠承受火箭高速飛行時(shí)的拉扯,還能抵御雷電傳導(dǎo)時(shí)的巨大電流沖擊。
當(dāng)火箭接近帶電的云層時(shí),云層中的電荷和火箭尖端激發(fā)的電荷會(huì)相互吸引,最終連接起來(lái),從而引發(fā)閃電。這樣,雷電也乖乖地沿著科學(xué)家預(yù)定的軌跡被引下來(lái),引雷就完成了。
火箭是怎么引雷的?
想要引雷,要先避雷,引雷技術(shù)實(shí)際來(lái)源于避雷針。避雷針由3部分組成:接閃器、接地引下線(電氣設(shè)備與接地體相連的金屬導(dǎo)體)和接地體。接閃器通常由直徑15到20毫米、長(zhǎng)度1到2米的圓鋼或鋼管構(gòu)成,被放置在建筑物最高的地方,通過(guò)一根接地引下線與埋于地下的金屬板接地體相連。因?yàn)楸芾揍標(biāo)幍奈恢檬歉浇罡叩牡胤剑援?dāng)雷云接近地面準(zhǔn)備放電時(shí),它更容易被雷電選中,這時(shí)避雷針針尖周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度大,能夠把相反的電荷都吸過(guò)來(lái),這些電就順著那根線安全地跑到地面了。中國(guó)科學(xué)院利用火箭拖著鋼制導(dǎo)線飛到雷云中心引雷,其實(shí)就相當(dāng)于使用一根延長(zhǎng)版的避雷針。
引雷術(shù)聽起來(lái)是不是很簡(jiǎn)單?但實(shí)際上,這是很復(fù)雜的一件事?;鸺枰现桓?xì)細(xì)的鋼絲,穿越厚厚的云層。鋼絲的重量和強(qiáng)度都要經(jīng)過(guò)反復(fù)推敲,太重會(huì)影響火箭的動(dòng)力性能,太輕則可能無(wú)法承受飛行中的拉力。火箭的速度也很關(guān)鍵,過(guò)快會(huì)拉斷鋼絲,過(guò)慢則無(wú)法追上散逸的電離子。
我國(guó)的引雷技術(shù)起始于20世紀(jì)80年代——1989年,中國(guó)科學(xué)院蘭州高原大氣物理研究所首次人工引雷成功。時(shí)至今日,我國(guó)的人工引雷實(shí)驗(yàn)成功率可達(dá)70%,在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位。通過(guò)一次次引雷實(shí)驗(yàn),科學(xué)家深入了解雷電形成的微觀機(jī)制,掌握雷暴天氣的“脾氣秉性”,進(jìn)而設(shè)計(jì)出更加精準(zhǔn)的氣象預(yù)報(bào)模型,讓我們能提前知曉雷電的行蹤,做好防范措施,保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。