科幻大片?人工引雷是如何做到的?

稿源:中国气象报社

试验讲述人:中国气象局广州热带海洋气象研究所助理工程师 杜赛(www.dahezhang.com)。背景:雷击及其强电磁辐射造成的危害、损失严重,但人类对雷电发生机制、物理过程以及防护机理的认识仍有不足。原理:在雷暴环境下,利用一定的装置和设施,人为在某一指定点触发闪电,并把闪电引到预知位置进行科学试验。流程:引雷火箭触发-飞向雷暴云区-火箭头部在空中强电场作用下产生上行先导-上行先导抵达雷暴云-云中电荷通过先导已建立的通道抵达地面。这就是刷屏网络的“金箍棒”。

意义:

研究雷电起、放电过程,评估闪电定位探测效果,测试雷电防护设备。

先来看看~~

震撼瞬间。来源:试验小组

P1 准备:人员物资齐上阵

“出发!”微信群里引雷点的消息一弹出,所有野外值班人员立即集合,前往引雷试验基地——位于广东省广州市从化区光联村山脚下的中国气象局雷电野外科学试验基地(以下简称“基地”)。

人工引雷基地

这是我第四年参与夏季人工引雷试验,也是基地开展引雷试验的第16个年头了。从2006年开始,基地开展引雷试验近200次,近5年平均成功率达到70%,可谓成绩斐然。

为了方便开展试验,确保一旦有时机可以快速到达引雷点,我们在距离基地两公里的地方租了一处房子。从这里开车去试验场,仅需5分钟。

试验场前面为平坦的农田,背面为山坡。火箭点火控制中心设在离发射点约90米处的金属铁皮屋内,金属铁皮屋接地,有良好的屏蔽性,能避免人工引雷对试验人员和设备造成危害。

室外主要的观测仪器有大气平均电场仪、快慢天线电场变化测量仪、宽带磁环天线、普通摄像机、高速摄像等;记录仪器主要包括多种数字存储示波器、各种数据采集卡及计算机等。我们一般通过观察雷达和闪电定位资料来判断未来一段时间内有无雷暴云。

基地设备

按照安排,试验人员到达引雷点后,要抢时间打开火箭发射控制电源和探测设备电源。

准备工作

有时候,试验人员还在开启设备的路上,雨就先于雷赶到了,被淋个透也是常有的。乡村电压不稳,普通市政供电仅能维持室内设备运转。开空调就是一件非常奢侈的事,大家在40℃条件下工作也是常有的。

淋雨、桑拿还算是好的,如果不小心踩到蚂蚁窝就糟了。被红火蚁咬到后,伤口又红又肿,奇痒无比,至少要一周才能消肿。

千万不要惹它们

引雷野外试验,还有时候会出现各种有意思的小插曲。

P2等待:捕捉一瞬间

一切准备就绪,所有人员都回到控制中心,开始操作各自负责的设备。

室内准备

不一会儿,试验场下起了雨,且越下越大。多年经验告诉我们,一般情况下发射火箭的最佳时机是在雷暴过程的中后期,抓住雨不太大、头顶仍然有雷暴云的契机。

引雷原理

这次试验,中国气象科学研究院副研究员樊艳峰是现场的总负责人,也是压力最大的人。他需要根据实际情况判断是否具备引雷条件,从而决定是否发射引雷火箭。

一旦进入“战斗”状态,控制中心所有人员都会在设备前静静等待指令。

“电场在升高,大家做好准备。”樊艳峰看看窗外的云,又看看面前电脑屏幕上的大气电场变化情况。

P3触发:天时地利加人和

时机成熟,一声指令,引雷火箭飞向天空!

随后,一道亮光如同激光射线一般,伴随着巨大的雷鸣声,从空中到达地面。

成功瞬间

“漂亮!”“成功了,赶紧保存数据。”控制中心的试验人员忍不住鼓起掌来。

虽然成功引雷多次,但每次成功后大家仍然兴奋不已。

几分钟后,原本乌云密布的天空亮了起来,雨也逐渐停了,一次引雷试验宣告结束。

探索,不止步

除了对雷电进行研究,人工引雷还可为其他行业,例如电力、通信、能源、交通、石化、林草等部门探索雷电防护关键技术提供支撑。

尽管我国引雷试验水平已经位居世界前列,但雷电研究中仍有许多未解的奥秘,我们期待将来有更多的技术、设备应用于引雷试验中,进一步揭开雷电的神秘面纱,提高我国雷电灾害防御能力。

不是每一次试验都会成功,但每年的5-9月,我们仍然怀揣着希望,踏上引雷之旅。

中国气象报社出品

作者:杜赛(中国气象局广州热带海洋气象研究所助理工程师)

图片来源:人工引雷试验组

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