李慧

7月12日，中国科学院大气物理研究所开展人工引雷试验，一枚火箭弹向高空发射出去，在接触云层的瞬间，一根金色的光柱袭来，把天空都照亮成金黄色。网友们直呼，这画面太美，仿佛齐天大圣的金箍棒来人间了！

雷电：天上“神仙打架”

我们平时看到的闪电大多为云中闪：正负电荷的碰撞好比“神仙大战”，虽然激烈，但是不会对地面上的人和物造成危害。但是，如果不小心“劈”到地面上，就是云地闪了，它是雷击事故的元凶。

随着经济社会的发展，电子、通信设备的广泛应用，雷击及其强电磁辐射所造成的危害越来越严重。但人们对雷电发生机制、物理过程以及防护机理的认识仍然不足，这就需要强化对雷电及雷击过程的研究。雷电野外科学试验是认识雷电发生、发展的物理过程及其致灾机理的重要途径，也是开展真实雷电电磁环境下雷电防護技术测试的重要方式。

那么，雷电瞬间功率能有多大呢？据测算，闪电发生时，两端平均电压可以达到1000万伏，功率可达10亿千瓦。中国三峡水电站总装机容量是2250万千瓦，也就是说，雷电瞬间功率是三峡水电站的50倍左右。

引雷场面恍若科幻大片

人工引雷一般采用火箭拖曳导线的方式进行。但并不是每一次人工引雷都能够成功。想要成功进行人工引雷试验，需要天时、地利、人和。

绝大部分雷电孕育于对流旺盛的雷暴云（发展到一定强度之后产生雷暴的积雨云）中，也就是“天时”。雷电发生前，雷暴云中会积聚大量电荷并形成不同极性的电荷区，使雷暴云与地面之间形成空中电磁场，这也是建立放电“通道”的先决条件。

中国气象局雷电野外科学试验基地引雷试验现场（供图/ 中国气象科学研究院雷电研究团队）

所谓“地利”，是指一个大型引雷试验场地，并配备相应设施。

一切就绪，引雷“主角”就要闪亮登场了——重约2千克、长约50厘米的小火箭，尾部拖曳着一根长长的钢丝。

最后，当引雷火箭发射装置触发后，火箭以190米/秒的速度飞向头顶的雷暴云区。上升到200～400米高度时，火箭头部在空中强电场的作用下，产生上行先导并快速抵达雷暴云。先导产生后，不需要再借助火箭的推力，便可以超高速直冲云霄，将雷电引下来。雷电顺着预设的引雷路径，形成直直的强光闪电返回地面，这就是刷屏网络的金色光束。

人工引雷示意图

虽然我们没法人工干预雷暴，一次人工引雷试验能够捕获到的能量也不多，但雷电研究中仍有许多未解的奥秘需要去探索。比如雷电在云中的源头、始发机制，雷电信息对灾害性天气监测预警的重要意义等。此外，人工引雷应用前景也非常广阔。目前，不少行业对雷电防护的需求巨大，例如电力、通信、能源、交通、石化、林草等部门。这都需要继续开展人工引雷试验，并进行更多、更精细化的测试工作，使雷电防护工作更加精细和有的放矢。

知识拓展

人工引雷会影响雷暴云的放电频率吗？

答案是否定的。

一次典型的雷暴过程会有上千次云地闪发生，云中闪数量会更多。而现阶段大多数的雷暴过程，可实施的人工引雷次数在几次到十几次之间，所中和的电荷量相对于雷暴中电荷产生的能量，可以忽略不计。从这个角度来说，现阶段靠引雷改变自然雷暴中闪电放电频率几乎不可能。

（责任编辑 / 高琳  美术编辑 / 李子夜）