新型火箭弹人工影响积云内外电场试验

关屹瀛，张 洋，杨 帆，官福顺，滕 浩 ，刘 颖，熊 峰

（1.黑龙江省气象局机关服务中心，黑龙江 哈尔滨 150030；2.黑龙江省人工影响天气办公室，黑龙江 哈尔滨150030；3.黑龙江省气象数据中心，黑龙江 哈尔滨 150030）

1 引言

雷电灾害被联合国列为 “最严重的十种自然灾害之一”[1]。 最早成功进行人工触发闪电试验要算是由Newman 于1966 年在里弗罗里达海洋上进行的，此后用向雷暴云发射拖带细金属导线的方法成功地实现了人工引发雷电[2]。 法、日、美以及中国都进行了人工引雷实验及综合测量，20 世纪90 年代以来，又进一步发展完善了所谓“空中触发”引雷技术，这样当细金属丝被火箭带到空中后， 在其上端及下端与尼龙线的连接处会在雷暴云电场作用下分别激发起上行和下行先导， 它们在环境电场作用下分别向雷暴云和地面双向传输[3]。

然而火箭拖带金属铜丝或者钢丝引雷存在严重不足：(1)因拖带牵引线，故只能垂直发射，所以发射角很小，且不机动。 (2)存在极大安全隐患。 若引雷没有成功的话， 铜引线在降落过程中如搭接到高压电线或行人身上都将造成极大危害。 基于上述有线火箭触发闪电的不足, 研发了一种新型无线消雷火箭弹，该火箭弹通过影响云内外电场，进而达到消除或减弱雷电活动，从而避免雷击灾害。

2 实验设备

（1）火箭弹及发射系统：江西新余国科生产的XL-1 型火箭弹及8 管机动发控系统。

（2）大气电场仪：北京华云东方探测技术有限公司生产的AEFI 型大气电场仪。

（3）车载雷达：安徽四创电子股份有限公司生产的SCRXD-01M 型车载X 波段全相参多普勒天气雷达。

3 实验过程

2019 年8 月，历时24 d 在伊春铁力进行了新型火箭弹对云内外电场野外试验。

（1）8 月 21 日上午：卫国村野外实验。天气：大雨

实验情况：

第 1 枚火箭弹 7 时 55 分 05 秒发射， 第 2 枚 7时 55 分 13 秒发射，第 3 枚 7 时 56 分 20 秒发射。 一分钟后，雨明显增大。 第4 枚8 时16 分 03 秒发射，第 5 枚 8 时 18 分 27 秒发射。 第 6 枚 8 时 50 分 48秒发射，第7 枚8 时56 分34 秒发射火箭弹。由大气电场仪记录的数据，整理得到图1。

图1 8 月21 日上午新型火箭弹对地面大气电场影响

8 月21 日下午：铁力工农乡野外实验。 天气：晴转雨

实验情况：

第 8 枚 13 时 47 分 27 秒发射火箭弹，第 9 枚 13时 48 分 20 秒发射火箭弹， 第 10 枚 13 时 48 分 52秒发射火箭弹。

从雷达图可以看出，因目标云距发射点较远，故发射点测得电场值也小， 火箭发射对发射点附近的电场影响也小。

第 11 枚 19 时 34 分 40 秒发射火箭弹，第 12 枚19 时36 分41 秒发射火箭弹。 由大气电场仪记录的数据，整理得到图2。

图2 8 月21 日下午，新型火箭弹对地面大气电场影响

（2）9 月 1 日上午：铁力工农乡野外实验。 天气：小雨转多云

实验情况：

第 1 枚火箭弹 11 时 29 分 29 秒发射，第 2 枚 11时 30 分 25 秒发射，第 3 枚 11 时 32 分 40 秒发射。

由大气电场仪记录的数据，整理得到图3。

图3 9 月1 日上午新型火箭弹对地面大气电场影响

从图中可以看出11 时29 分左右发射3 枚火箭弹后，地面电场由正变负，出现了大幅度的下降。

9 月1 日下午：铁力工农乡

实验情况：

第 4 枚火箭弹 16 时 24 分 23 秒发射；第 5 枚 16时 27 分 36 秒发射； 第 6 枚 16 时 28 分 37 秒发射；第 7 枚 16 时 29 分 26 秒发射；第 8 枚 16 时 31 分 30秒发射； 第 9 枚 16 时 31 分 45 秒发射； 第 10 枚 16时 32 分 08 时发射；第 11 枚 17 时 38 分 52 秒发射；第12 枚17 时40 分 37 秒发射火箭弹。

由大气电场仪记录的数据，整理得到图4。

图4 9 月1 日下午铁力工农乡新型火箭弹对地面大气电场影响

4 结论

新型火箭弹经过特殊处理后， 通过播撒金属或非金属导体粉末，使云内外电场的绝对值减小，云内外电场值越大，新型火箭弹对其电场影响亦越大，反之，云内外电场值越小，新型火箭弹对其电场值影响亦越小；新型火箭弹有增雨效果；新型火箭弹可以在某一时段内实现人工减弱、甚至消除雷电活动。 该成果的应用将为海上舰船、 火箭发射以及林区提供有效的主动雷电防御手段， 从而有效降低雷电给人类造成的灾害。