中科院大气所开展了“人工引雷”试验活动,使用了一支飞天金属导体,一跃而上冲上云霄,随后被雷电击中,闪电沿着导体传输到地面,整个画面非常震撼。
引雷画面
不好意思,放错图了,这个才是:
人工引雷
将高空闪电引下来,并且准确控制其击中了指定位置的各种研究仪器,中科院是如何实现影响闪电的击打路线的呢?为什么要研究人工引雷技术呢?这会是气象武器的初步研究吗?
闪电风暴
闪电——得不到的永远在*动不要看人类似乎现在又能上天又能入地的,但实际上有很多的东西是人类无法接触和想明白的,比如闪电就是其中之一。 这是人类从古至今就一直畏惧的天威,即便是现代科技,也依然对它没有办法。
雷电的瞬间电压可以高达1亿伏特,电流高达上万,甚至于几十万安培,这是什么概念呢?人类的安全电压规定是不高于36V,你家灯里面的电流只有0.2安培,更关键的是如此巨大的电压电流所作用的时间只有短短的千分之一秒,可以说闪电击中的过程就是大力出奇迹 一发入魂!
闪电击中地面
也因为雷电如此巨大的威力,所以经常有地面建筑物或者人、动物被雷击中,比如在2021年8月6日,孟加拉国一对新人结婚的时候,新郎的接亲队伍乘船前往新娘家,靠岸时不幸被闪电击中,造成至少17人死亡,喜事惨变丧事,而隔壁的印度,根据统计2017年有2,885人死于闪电,2018年为2,357人,而美国2019年死于雷击人数才20人,这之间的差距到底来自于哪里,一个是防雷击的知识宣传普及,另一个就是国家对于防雷击技术的研究了。
被雷击中
当然这里所说的防雷击技术并不是简简单单的一根避雷针,实际上现代社会的避雷针也并不仅仅是大家理解的那样一根铁杆子而已,防雷击是一整个的技术体系,而要研究最先进的防雷击技术最大的问题就是你得有雷电来做研究啊?研究雷电的威力,作用过程,做出设备以后找雷劈一劈看看效果,这都需要有雷电的参与,但自然界的闪电几乎是没有任何规律的,等雷劈是不可能的研究行为,而现在的人工模拟雷电技术,产生的电压和威力远远赶不上自然的雷电,所以对于高端设备的研究起不了太大的作用,所以为了研究这些技术,人工引雷技术也就不断的开始了发展。
防雷技术
来啊,来劈我啊!最早的人工引雷技术相信大家都非常熟悉了,就是著名的富兰克林放风筝实验,1752年6月的一天,富兰克林和他的儿子威廉一道,带着上面装有一个金属杆的风筝来到一个空旷地带。富兰克林高举起风筝,他的儿子则拉着风筝线飞跑。由于风大,风筝很快就被放上高空,之后引来了雷电,并将雷电倒入到莱顿瓶里面,做了研究,揭示了原来天上的闪电和人类的电能是一回事儿的本质。(必须吐槽一下:带着自己儿子一起去做这个实验,还让自己儿子放风筝,这个操作,有点魔性)
富兰克林做实验
当然这种操作可以说是非常危险而且原始的,进入现代社会以后,人们对于引雷技术开始了新的研究,自美国在1967年实现了首次海上引雷,法国在1973年实现了陆地上首次人工引雷之后,很多国家都成功引下来了雷电,其中方法很多,包括:微波引雷、喷水引雷、火焰引雷、高温气体引雷等等,但现在发展得最好,也是最有研究价值的就是激光引雷和火箭-导线引雷技术。这次中科院就是用的火箭——导线引雷技术。
听名字就知道,这个技术利用的原理是在火箭的尾部绑上导线,然后将火箭发射到雷暴云层中,当闪电击中火箭以后,就会沿着金属电线一直往下,击打到我们指定的位置上,然后这里的设备就可以对闪电进行检测和研究了,这个东西听起来其实很像军事上使用的光纤制导导弹一样,然而听起来很简单,国际上能够做到这点的国家却并不多,原因就在于对火箭和导线的研究上。
光纤制导导弹
1、物美价廉力量强:首先这个实验对于火箭是有要求的,必须价廉物美力量强,火箭引雷的高度往往需要达到数百米,也就是说火箭本身需要拖着身后数百米长的金属导线,上升到云层中去,这对火箭的运载能力是有要求的,而且人工引雷实验需要引多次闪电下来,每一次发射火箭又不一定能够成功引雷,一场实验下来需要消耗的火箭数量并不少,如果价格太贵了根本承受不起,谁有钱能够一次引雷实验发射10枚长征五号火箭?发射前估计就会被雷劈了,败家子!
2、不快不慢刚刚好:为了控制成本,这类火箭一般都非常的简单,但是人工引雷对于火箭速度又有着比较高的要求,如果速度太快了可能会导致下面的金属导线被拉断,太慢了如果赶不上带电粒子的飘逸速度,那也无法成功引雷,一般而言,引雷火箭要求速度需要在100~200米每秒的速度范围以内。便宜好用还需要控制好速度,这个不容易。
中科院引雷用的一圈火箭
3、又轻又强放线长:为了减少火箭的负载,火箭后面的导线的长度必须要足够的轻和细,一般而言直径只有0.2毫米左右,然而问题是在每秒上百米的速度之下,这么细的钢丝要想不被拉断,又需要做得足够的结实,又轻又结实,这是对材料学的大考验,更何况地上的放线设备如何控制导线的放线速度,防止太快导线缠在一起,太慢被拉断,这也是需要有一定技术含量的。
人工引雷不容易,难度高花费大,那么为什么各国还要研究人工引雷吗?这东西会是闪电风暴的原型吗?
花钱招雷劈,为什么?其实人类目前对于闪电的研究,还真的仅仅停留在研究的环节,主要是研究避雷技术。除此之外人们的一些构想也在研究过程中。
1、收集雷电力量:比如很多人说的可以把雷电储存起来,目前人类还做不到,而且性价比太低了,速度太快,力量太强,如图高压水枪的水一样,要存下来对容器的要求太高了,而且因为时间短,所以其实一次储存的能量并不多,再加上雷电发生时间的不固定,所以可以预见的是,在未来的几十年甚至更久的时间里面,储存闪电的能量都是一件没有多大意义的事情。
2、研究气象武器,这点目前并不好说,因为人们发现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,对冰雹云进行人工引雷则可以使冰雹削减、降水增加。所以在未来,人工引雷有可能成为人工影响天气过程的一个有效手段。另外雷电产生的电磁场对于各种电子设备的破坏力量是很强的,如果真的可以很方便地对于指定的地点进行人工引雷的话,还是有很大的利用价值的。
定点雷击
人工引雷目前还处在起步阶段,但是万丈高楼平地起,现在不投入研究,等真的几十年后,别人可以控制天上雷电的时候,我们依然一无所知,这样的结果谁愿意去承受呢?所以也许脚下现在是泥泞,身边是腐朽,但路的尽头可能就是一座金山,不是吗?衷心希望祖国的各项技术都能够不断发展,每一项都能够站在地球的最顶端。
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