2022年7月,,我國在山東濱州人工引雷試驗成功。當(dāng)日不少群眾見證這一壯麗的風(fēng)景,,紛紛驚呼“這又是哪位道友要渡劫,?”這次渡劫的不是別人,正是我國的人工引雷工程,。而這次成功,,宣告了我國引雷試驗的成功目前,,我國引雷成功的概率達(dá)到了60%,,居于世界前列。 看到這里很多人好奇,為什么要引雷,?引雷對我們有著怎樣的影響,?它的成功又會給我們生活帶來怎樣的好處? 人工引雷是什么,?對很多人來說,,是第一次聽說人工引雷技術(shù),但是根據(jù)本次人工引雷成功的負(fù)責(zé)人郄秀書院士介紹,,人類開展人工引雷技術(shù)已經(jīng)不是什么新鮮事了,,要知道人類最早了解和認(rèn)識雷電,就是通過人工引雷,,這就是著名的“風(fēng)箏實驗”,。 18世紀(jì),人類第一次認(rèn)識到電可以作為一種能量,,可以支持生產(chǎn)生活,,開始有意識利用電能。而最早開始人類并不認(rèn)為我們?nèi)粘I钪械碾娏骱吞焐系睦纂娋哂型瑯有再|(zhì),,直到富蘭克林所作的“風(fēng)箏實驗”,。 風(fēng)箏試驗中,富蘭克林選擇在雷電天氣,,將金屬絲拴在了風(fēng)箏上,,然后利用金屬的導(dǎo)電性,將天上的雷電引進事先準(zhǔn)備的萊頓瓶中,。 此后通過對萊頓瓶中的電進行電學(xué)試驗,,證明了天上的雷電和人工摩擦所產(chǎn)生的電具有同樣的特性。 如此來看,,這便是最早的人工引雷嘗試,。當(dāng)然這樣的方法具有一定的危險性,此后很多科學(xué)家為了驗證富蘭克林所說的正確性,,進行了引雷試驗,,但是他們也不幸的成為高壓下的亡魂。 隨著人們對雷電和電學(xué)認(rèn)知不斷的加深,,發(fā)現(xiàn)天上雷電和我們?nèi)粘K褂玫碾娋哂型瑯拥奶匦?,不少人開始思考人工引雷的可能性。 進入上個世紀(jì)60年代,,紐曼和布魯克兩位科學(xué)家提出了人工引雷的方案,,他們的想法是利用金屬的導(dǎo)電性,在巨大的電場置入導(dǎo)線,,就引起放電現(xiàn)象,。 1967年,,紐曼利用火箭拖拽導(dǎo)線,成功人工引雷,,這是人類歷史第一次成功的人工引雷試驗,。看到這一可能性后,,中國,、法國、日本等國也開展人工引雷試驗,,并獲得了成功,。 1977年,中科院原蘭州高原大氣物理研究所便開展了中國歷史上,,首次人類引雷試驗,。本次試驗中采用的是土火箭將導(dǎo)線送入強電場中,并獲得了成功,。而中國擁有專門的人工引雷的火箭,,成功引雷則在1989年,此后我國在專門引雷火箭的打造上,,不斷突破,。 2005年,在山東濱州,,我國利用引雷火箭,,測到了微秒級時間分辨率的回?fù)綦娏鞑ㄐ巍?6年后,我國的人工引雷試驗開始逐漸轉(zhuǎn)向廣東地區(qū),。 2008年,,我國推出了自主研發(fā)的新一代人工引雷火箭系統(tǒng),次年試驗成功,。目前,,我國所使用的人工引雷火箭均是我國自主研發(fā)的,這項成功的研制,,極大的降低了此后我們引雷試驗的成本,。 截止2022年,我國已經(jīng)成功人工引雷300余次,,其中功不可沒的引雷火箭,,為我國雷電科學(xué)試驗發(fā)展做出了巨大的貢獻。同時也正是一群雷電人的付出,,才能讓我國在這項技術(shù)上立于世界之巔,。人類控制和利用雷電,已經(jīng)不再是遙不可及的事情,。 為何要引雷,? 我國的是一個雷電災(zāi)害頻發(fā)的國家,,每年6-8月各地均會發(fā)布雷電預(yù)警,每年因雷電所造成的人身傷害和財產(chǎn)損失報道也屢見不鮮,。雷電不僅給人畜帶來性命威脅,也易引起火災(zāi),,造成電力系統(tǒng),、通信系統(tǒng)以及電子信息故障,給人類日常生活和經(jīng)濟建設(shè)帶來損失,。 為了減少雷電災(zāi)害給大眾所帶來的直接或間接經(jīng)濟損失,,我國自上個世紀(jì)70年代開始,便開始了“人工引雷”的試驗,。俗話說,,想要減少災(zāi)害帶來的傷害,首先就要了解災(zāi)害的本質(zhì),。 “人工引雷”作業(yè),,是目前了解雷電最合適的方式。 根據(jù)相關(guān)人士介紹,,火箭人工引雷技術(shù),,是國際上較為通用的引雷技術(shù),它指的是向已經(jīng)起電的雷暴云,,發(fā)射帶有金屬導(dǎo)線的專用火箭,,從而引發(fā)雷電的技術(shù)。 一般來說,,當(dāng)條件達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后,,應(yīng)用火箭引雷的話,當(dāng)火箭上升到200米迪的高度,,就可以引雷成功,。 這個技術(shù)有效的改變了,此前自然雷電想要捕獲雷電的困擾,。要知道在沒有人工引雷技術(shù)出現(xiàn)以前,,捕捉他們也不是件容易的事情可不是件容易的事情,自然雷電具有瞬時性和隨機性等特性,。 現(xiàn)階段想要直接探測具有極大的挑戰(zhàn)性,,因此很長的一段時間,我們都在追著雷電跑,。 但是隨著光學(xué),、電流以及磁場等多種觀測技術(shù)的全面提升,人類引雷技術(shù)已經(jīng)可以在時空上對閃電進行預(yù)判和控制,,這些都為認(rèn)識和發(fā)展閃電的物理本質(zhì)提供了良好的條件,。 當(dāng)然利用人工引雷,,我們可以準(zhǔn)確的掌握閃電的時空信息和放電量,為定位雷電提供轉(zhuǎn)卻的定源,。同時,,利用人工引雷,可以超越時空開展真實大氣條件下相關(guān)雷擊防護測試,,以增加相關(guān)雷電防護配置,,減少雷擊事件出現(xiàn)。 所以研究人工引雷技術(shù),,具有重要的意義,,可以推動雷電防護事業(yè)的發(fā)展,減少雷擊事件的發(fā)生,。同時,,也帶動了我們了解雷電這一自然現(xiàn)象的進程,為日后利用雷電提供了重要技術(shù)基礎(chǔ),。 人工引雷試驗是如何進行的,?當(dāng)然人工引雷有著特定的條件,畢竟雷電也發(fā)生在特定的環(huán)境之中,。例如自然閃電通常發(fā)生在雷暴云中,,這類云層對流非常的旺盛,分子之間頻繁摩擦容易給了雷電的產(chǎn)生提供了良好的條件,。 而人工雷電并不是在創(chuàng)造,,而是將可能發(fā)生雷暴的云層按照設(shè)定的時間和地點引爆。 學(xué)界認(rèn)為,,引雷最好時機是自然雷電即將發(fā)生且但尚未發(fā)生的時候,。在引雷之前,小組的成員需要對現(xiàn)場天氣情況,、地面的大氣電場等進行調(diào)查和測量,,掌握準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),另一方面,,要對雷電發(fā)生的概率進行預(yù)判,。 一般來說,雷電發(fā)生的天氣,,天色較暗,,云層較厚,且雷電僅發(fā)生在雷暴云中,,因此發(fā)射火箭的時間需要精準(zhǔn)的計算,,防止出現(xiàn)發(fā)射失誤。 引雷的時機很重要,,而引發(fā)雷電的火箭也大有玄機,。一般來說,,引雷火箭有兩個部分組成,一個是火箭,,另一個是位于火箭后端的鋼絲線圈,。當(dāng)發(fā)射成功后,鋼絲會受到?jīng)_擊進而散開,,形成一個直達(dá)地面的放電通道,。受到金屬導(dǎo)電性的影響,原本就很狂暴的雷電云內(nèi)部發(fā)生劇烈的變化,,進而發(fā)生放電,。 在引雷作業(yè)中,,試驗人員會提前對當(dāng)日的天氣情況進行計算,,判斷是否適合進行試驗。當(dāng)條件滿足時,,他們便會當(dāng)機立斷的按下開關(guān),,將火箭發(fā)射出去,隨后火箭便會以200米/秒的速度升空,,而火箭在上升過程中將擾動高空的磁場,,而這種變化達(dá)到一定的界限,便會達(dá)到閃電的初始階段,,即先導(dǎo),。 而先導(dǎo)向上運動發(fā)展至雷電云的電荷區(qū),而聚集的電荷通過散開的鋼絲線引向大地,。而鋼絲的末端是事先連接在法拉第籠,。隨著耀眼的閃電和雷聲,電流得以收集,,我們就可以利用設(shè)備,,對雷電的電流和輻射等進行測量。 人工引雷的應(yīng)用前景人工引雷的有著廣闊的應(yīng)用前景,,特別是為了人工影響雷暴,、雷電的方法提供重要的基礎(chǔ)。之所以不斷的開展人工引雷作業(yè),,其目的在于有朝一日,,可以更好地控制、利用的雷電這一巨大的能量,。這是自古以來人類的美好愿望,,但是一切都需要建立在對雷電有著科學(xué)的認(rèn)知的基礎(chǔ)之上。 當(dāng)然天氣的可控性是我們一直以來研究的問題,,對于雷電來說亦是如此,。雖然,,以目前的科學(xué)水平我們可能無法做到利用雷電這一高度,但是利用現(xiàn)行的人工引雷試驗,,我們已經(jīng)可以消減雷電帶來的影響,。 相信未來隨著我們對雷電認(rèn)知的不斷深入,相關(guān)技術(shù)也將不斷的進步,,利用雷電更好的支持我國經(jīng)濟發(fā)展和日常生活,。讓雷電不再是災(zāi)害,成為人類一項重要的可持續(xù)資源,。 在利用雷電方面,,除了引還需要儲存。和我們的水力發(fā)電或者火力發(fā)電,,閃電可以說是自然界中短時間瞬間爆發(fā)的巨大能量的代表,,具有高度的不確定性和不可控性。 這樣的情況下,,對于存儲它的材料也有著高度的要求,,目前還沒有發(fā)現(xiàn)合適的裝置材料。即便是有,,電力作為社會生產(chǎn)建設(shè)的基礎(chǔ),,它的相關(guān)建設(shè)需要處于一個合理的價格,如果成本過高,,性價比不高的話,,對于雷電的利用來說,僅能是試驗階段,,無法真正進入商用,,這與我們的所初研究的目的有著不小的差距。在這一方面,,也需要持之以恒加以改進,。 好了,本期內(nèi)容到這里就結(jié)束了,,看完這期別忘了給我們點贊,,關(guān)注和轉(zhuǎn)發(fā)。謝謝您的支持,,下期更精彩,! |
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