快看！雷电版“定海神针”

■文/土豆泥

在漫威电影中，雷神有一把非常厉害的锤子。这把锤子有一个大招——召唤雷电，本来威力就很大，再加上雷电的攻击，一般的反派都扛不住，就连灭霸都被这把锤子锤得不轻。而在现实中，科学家也研制出了拥有这种神奇能力的装置，能够把雷电召唤出来，并让雷电到达指定地点，这种装置就是神奇的人工引雷装置。

雷电的诞生

雷电的诞生

在介绍人工引雷装置前，我们先来看看雷电是如何出现的。传说中的雷公、电母自然是不存在的，下雨天会出现雷电是因为这时候天上出现了两个派别的云，一个派别带正电荷，另一个派别带负电荷。这两个派别的云在风的作用下相遇时会出现放电现象，这就是我们平时看到的雷电。云层在放电的同时还会放出大量热量，这些热量导致周围气温急速上升，气体迅速膨胀。这些气体在快速移动的过程中会产生极大的冲击力，并发出巨大的声响，这就是我们听到的雷声。

现实版雷神之锤

讲完了雷电的产生，咱们重点来说说人工引雷。所谓人工引雷，简单来说，就是制造一把现实版的雷神之锤，在雷雨天召唤出雷，并把它们引到指定位置进行科学实验。当然，现实中用来召唤雷电的不是一把大锤子，而是由引雷火箭等设备构成的一套引雷装置。在雷雨天，引雷火箭会拖着金属导线快速上升，当上升到一定高度时，就会把雷电召唤出来，并让这些雷电沿着金属导线直线而下。这些雷电会在空中留下一道闪亮的光柱，远远看去，就像是一根立在天地之间的定海神针。

人工引雷现场

知识补丁：富兰克林徒手引雷？

说起引雷，相信不少人会想到富兰克林放风筝的故事。故事大概是这样的：有一天，阴云密布，电闪雷鸣，美国著名科学家富兰克林在室外放飞了一个风筝，并在风筝线的末端系了一把铜钥匙。在大风的作用下，风筝很快就飞到了高空，富兰克林突然感觉手麻木了，他赶快把手指靠近铜钥匙，接着铜钥匙上就射出了一串火花。这个故事虽然听起来有理有据，却不可能是真的。雷电出现时释放的电流很强，能达到几十千安甚至上百千安，这么强的电流通过人体，人体内部的器官根本承受不了。另外，雷电放出的热量也足以让人致命。所以，如果富兰克林真的被雷电击中，他受到的伤害不可能仅仅是手被电麻，除非他有雷神的超能力。

召唤雷电没那么简单

发射一个火箭就能召唤出雷电，如此简单，岂不是每个人都有做雷神的潜质。看起来确实如此，但如果真正操作起来，你会发现召唤雷电远没有想象中的那么简单。

首先，引雷不是一个火箭就能搞定，还需要各种地面设备配合。在选定地点后，试验人员通常需要忙碌好多天架设各种引雷设备。另外，对火箭和拖拽的金属导线也有要求。金属导线既要身材纤细，减少火箭负担，又要有足够的抗拉强度，不能被轻易拉断。火箭则要保持一个恰当的上升速度，上升太快容易把金属导线拉断，上升太慢又很难引发雷电。其次，空中电场情况难估测，并不是任何时间都能引发雷电。一般来说，空中的电场强度要达到每米百千伏的量级才能发生放电，现有手段无法直接探测云中的电荷和空中的电场强度，只能通过测量地面的电场强度来推测空中的电场情况。然而，受地面设备、地形、降水等因素的影响，试验人员很难准确估测空中的电场情况，这无疑增加了人工引雷的难度。最后，由于雷电的电压非常高、电流非常强，人工引雷必须做好安全防护，在发射火箭进行人工引雷阶段，所有试验人员必须待在一个牢固可靠、有良好的屏蔽和接地的金属方舱内，严格遵守规章制度和操作规范，不能有半点马虎。

此外，火箭的质量、发射的时机、发射过程中有无自然雷电等因素都会影响人工引雷的成功率，想要成功召唤雷电真的没那么简单。

人工引雷装置的现场照

为何要人工引雷

既然引雷这么麻烦，为什么还要耗费大量人力、物力去召唤雷电呢？相信对于这个问题，很多人想到的都是把引来的雷电储存起来作为电能利用。想一想，雷电的电流那么强，峰值时能达到几万安培，如果能把大量的雷电引到指定地点，既可以避免雷电灾害，又能作为清洁能源使用，确实是件一举两得的好事。

可理想很美好，现实却很无奈。我们对雷电的关注几乎都集中在雷电产生的电流强这一点上，却忽略了雷电持续的时间往往非常短，一般只能持续数十微秒。在这么短的时间内，雷电实际能够产生的能量远比我们想象中的要少。另外，尽管全球每年有十多亿次雷电出现，但它们分布于世界各地。再加上雷电出现的时间不固定、对收集设备要求高等原因，想收集到大量电能，让雷电变成像太阳能、风能一样的清洁能源，目前还不现实。

既然人工引雷目前还不能让雷电变成能源加以利用，为什么还要大费周章地召唤雷电呢？答案是用于科学研究。所谓知己知彼，百战不殆。通过对人工引雷得到的雷电模拟源的研究，人们有望研制出更加先进的避雷装置，降低雷电灾害。此外，未来人工引雷还可能在人工降水、人工育种等方面发挥重要作用，很值得期待。

人工引雷，我们是认真的

这么有前途的技术，我国自然不会错过。其实，早在20 世纪80 年代，在老一辈科学家的带领下，科研人员就开始召唤雷电了。经过30 多年的发展，我国在人工引雷方面取得了很大的进步，不仅有了专用的引雷试验场、引雷火箭等，随着经验的积累和探测手段的丰富，引雷的成功率也有了大幅提高。目前，世界上只有包括中国、法国、美国等在内的几个国家掌握了人工引雷技术。毫无疑问，我国在这项技术上已经走在了世界前列。相信随着技术的进步，对这种杀伤力极大的自然现象，我们一定能找到更好的控制方法，让它更好地为人类造福。

雷电防护小贴士

当然，在雷电被更好地控制之前，我们对它还得采取一些防护措施。雷电一般比较青睐单独的高建筑，所以出现雷雨天的时候，如果你在室外，要尽快躲到有避雷设施的建筑物、汽车、山洞等地，远离铁塔、烟囱、电线杆和大树，也尽量不要到孤立的棚子和小屋里躲避。尽管它们不是很高，但单独突显出来的它们也容易成为雷电攻击的对象。如果你的周围没有建筑物，就赶快找个地势较低的地方蹲下来，头部尽量放低，不要让自己成为攻击目标。另外，也尽量不要拨打或接听电话，避免手拿金属物品在雷雨中停留。如果雷雨来临时你在室内，就要尽量做到把雷电拒之门外。关闭窗户，防止雷电从窗户进来；不使用太阳能热水器，以免雷电顺着管道进来；关闭室内的电磁设备，它们同样有可能引来雷电；尽量远离窗口，不接触窗户的金属护栏，不给雷电可乘之机。

需要说明一点，出现在自然界的雷电尽管破坏力很大，但它们对我们也有有益的一面。首先，最初地球上甲烷、二氧化碳、水等有机分子的出现就有雷电的功劳，它们为生命的起源作出了贡献；其次，雷电出现时，会把空气中的一部分氧气变成臭氧，而臭氧对空气有杀菌、消毒的作用，雷电也算是间接做了个清洁卫士；最后，雷电还能让大气中产生天然氮肥，这些氮肥会让土壤变得更肥沃。

知识补丁：神出鬼没的球状闪电

在雷电大家族中有一个非常神秘的成员，它的名字叫球状闪电。因为身世神秘，科幻作家刘慈欣还以它为主角写了一部长篇小说。

球状闪电打破了我们对雷电的常规认识。比如，它没有常规雷电的纤细身材。球状闪电的身体呈圆球形，大小不定，有时候只比拳头大一点，有时候却堪比足球。它可以有多种颜色，除了较为常见的橘黄色、红色，有时还会呈现紫色、蓝色、亮白色等光环。它不会像常规雷电那样闪现，通常可维持数秒，有时甚至可以存在1～2 分钟。如果球状闪电不是经常在雷雨天出现，恐怕雷电家族都不会承认它的身份。

除了跟常规雷电有明显区别，球状闪电还总让人感觉很神秘，难以捉摸。首先，它来无影去无踪，不一定什么时候就出现在了你的视野里，然后又消失不见。其次，球状闪电行动诡异，它可能在空中静止，也可能漫无目的地游荡；可能随着风前进，也可能逆风而行；可能水平移动，也可能上下窜动，总之毫无规律可言。最后，球状闪电的破坏力也是未知的，有时候会悄悄消失，就好像从未出现过；有时候却会发出惊人的爆破力，仿佛想让更多人知道自己来过。

需要说明的是，因为球状闪电极为罕见且难以捕捉，目前科学家对它的研究还很有限。可以说，现在的球状闪电在大家眼里依旧是谜一般的存在。当然，球状闪电的身世不可能一直这么神秘，人们现在已经能召唤雷电了，随着科技的发展，说不定哪天就找到了研究球状闪电的办法，让球状闪电不再神秘。