引雷人講述“馴雷記”

自然發生的雷電其實是行蹤詭異、難以預測的。如果有辦法讓雷電在指定的時間和地點發生，就可以對它進行更好的研究。人工引雷就是一項讓雷電在可知可控的條件下發生的技術。如何引雷？請聽引雷人蔣如斌講述他的“馴雷”故事。

說到雷電，大家都不陌生。它往往出現在狂風暴雨的惡劣天氣中。人們往往對雷電充滿敬畏之心，這也表明雷電的危害之大、威力之兇猛。蔣如斌是中國科學院大氣物理研究所研究員，下面是他與我們分享的有關雷電和“馴雷”的故事。

雷電并非是無惡不作的“瘋子”

在東西方的古神話中，雷電往往是神秘力量的代表。比如我國古代道教的雷祖九天應元雷聲普化天尊，以及雷公和電母，還有西方神話中的雷神等。

人們對雷電的敬畏和驚恐之心是非常自然的，因為它確實能給我們生活的各個方面帶來嚴重的威脅，甚至會導致嚴重的人員傷亡。在雷電防護水平和公眾防雷意識都比較低的印度，嚴重時一個月可能就有數百人因雷擊而死亡。

所以，雷電往往被描繪成無惡不作的“瘋子”。其實，最近的研究探索了雷擊地球表面產生的閃電熔巖，發現其中含有大量的活性磷和有機磷酸鹽分子，這類物質對生命誕生非常重要。比如，我們可以把雷電比作為女媧造人提供了最為寶貴的泥團。

再把視角拉回到日常生活中。我們知道，大氣電離層在我們的頭頂上方大概60 公里，正是它對電波的反射，使得廣播通訊的信號能夠在很遠的距離以外被接收到。

另外，在擊穿大氣的過程中，雷電使得放電通道達到上萬度的高溫，可以使氮氣、氧氣被完全電離，從而形成氮氧化物，進一步形成硝酸鹽。而硝酸鹽恰恰是農作物生長所需的養料。同時，由于雷電產生的氮氧化物會進入全球的氮循環，所以會對全球氣候和環境變化起到一定的調節作用。

人工引雷

自然發生的雷電其實是行蹤詭異、難以預測的。如果有辦法讓雷電在指定的時間和地點發生，這樣是不是就可以對它進行更好的研究？人工引雷就是一項讓雷電在可知可控的條件下發生的技術。

怎樣進行人工引雷呢？首先需要有充了電的雷暴云。當天空充滿了電荷以后，怎樣把它引下來？這就需要用到引雷神器——專業的引雷小火箭。

引雷小火箭的尾翼上固定著線軸，線軸上盤繞著幾百米長的細鋼絲。鋼絲的一端固定在地面上，隨著火箭的上升，鋼絲被快速地拉伸開，形成一條筆直的接地金屬通道。但是，引雷火箭只能飛到幾百米的高度，而雷暴云或者說強對流云的電荷區一般在幾公里的高度以上，這個放電橋梁是怎么構建起來的呢？這要得益于火箭所在的位置，也就是說細鋼絲尖端的位置發生了向上的尖端放電過程。這個放電形成了等離子通道，最終構建了云和大地之間的放電，雷就被引了下來。

雷被引下來之后，要做什么呢？最重要的一件事情就是探索雷電究竟是什么？雷電放電的參量、產生的電磁輻射以及發生發展規律究竟如何？這一系列事關雷電物理本質的基礎科學問題，可以通過人工引雷回答。

為什么要人工引雷

通過人工引雷，我們對雷電的物理過程、現象有了一些新的認識。

一直以來，我們都認為通道中聚集正離子的所謂正極性通道是連續傳輸的，而通道中聚集負電子的所謂負極性通道是梯級傳輸的。但是，后來少量的觀測證據對此提出了質疑。

人工引雷可以很好地回答這個問題：正極性通道實際上也客觀地存在著梯級傳輸的特征。通過人工引雷又發現，早期通道的梯級特征可以作為發生雷擊的一個先兆信號，預測雷擊會在很快的時間段內發生。通過探測先兆信號，我們有可能提前啟動防御動作，避免雷擊傷害。這種技術已在研發和測試階段，希望在未來它能夠實實在在地對降低雷電災害發揮有用的效果。

除了對科學問題進行探索和研究以外，人工引雷實際上還可以測試防雷技術。在通訊行業，通訊信號塔遭雷擊的問題非常令人頭疼，于是就委托我們做人工引雷實驗。

然而，傳統人工引雷的設置是在地面進行的，這個實驗卻要把雷引到10 層樓高的信號塔塔尖上，那是不是要把火箭平臺搬到塔頂上呢？那么狹小的空間顯然是不現實的。經過一系列的論證和方案的提出，最終我們提出采用“拆橋”的思路，就是在傳統的方案中把“電”先斷掉。我們接了一段絕緣的尼龍線，這個地方的放電就會被切斷，那么這個電往哪里跑呢？它只能去找旁邊最高的一個點進行放電，就自然地打到了信號塔上。