未来科学技术 消除害人的雷电
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雷电是夏季常见的一种自然现象,但它经常造成灾祸。据统计,在美国近20年的石油火灾中,有55%是由雷电引起;我国大兴安岭森林火灾和山东黄岛油库大火,也与雷击有关;世界各国雷击引起的停电事故占总停电事故的90%以上。此外,雷电还毁坏建筑物,威胁人畜安全。据估计,我国每年因雷电造成的经济损失高达亿元以上。因此,人工控制雷电具有重大的研究价值。
雷电形成于一种叫“积雨云”的云中,而积雨云是炎热季节里,暖空气和冷空气发生强烈对流的产物。它体态庞大,云冠高耸,垂直跨度可达8000?12000米,云内气温可以从10℃降到-30℃至-40℃,因而云体内存在着水汽、水滴、雪花、冰晶以及过冷的水滴、雪花和冰晶的混合物??霰。当积雨云中的冰晶和霰粒发生碰撞时,因短时的摩擦接触,致使霰粒表面局部温度上升而比冰晶高,造成了霰粒表面与冰晶之间的温度差。由于“温差起电”的作用,冰晶和霰粒分别带正电荷和负电荷。随着云中空气对流,逐渐形成正负电荷的明显分区,以致产生电位差。当电位差达到一定程度时,电荷分区之间或云地之间,就发生击穿空气的放电现象,产生极强的火光和隆隆的巨响。
认识雷电的形成,并不等于能够征服雷电。气象学家们在人工降雨中发现,云中爆炸可扰乱云中强烈对流和破坏水分供应,可达到人工抑制雷电的目的。在人工催化降雨中,人们又发现,用飞机在积雨云中撒播化学药物磺化银,能产生大量冰晶,从而使云中正电荷增多,减少电场强度,这样雷电也就不易发生。另外,科研人员的试验。由于金属丝的良好导电性能,可在云中正负电荷中心所构成的大气电场作用下,产生运动形成大气电流,从而使云中正负电荷积聚的电量逐渐中和减弱,这样也可达到抑制雷电形成的目的。
人类在抑制雷电的探索中,虽然取得一些成果,但这些方面都存在花费昂贵、作业不安全等缺点。随着航空、航天事业的发展,导弹、卫星、宇宙飞船等飞行器上天。为使它们免遭雷击,需要在空中开辟安全通道,因此,人工抑制雷电日益显得重要而势在必行。
1969年11月,美国宇宙飞船“阿波罗12号”发射升空穿过积雨云时,只见云中接连两次冒出耀眼的火光……
飞船穿过带电云体而遭雷击的现象,引起气象学家浓厚的兴趣。高速飞行器是否可以诱发闪电呢?这一奇妙而有趣的问题,深深吸引住富有想像力的科学家。他们经过对100多次雷击飞机事件的研究分析后得到启发,在带电云体里,即使云中电场的强度还不足以产生自然闪电,但是可以利用高速飞行导体来诱发闪电,消耗云中电荷,起到抑制雷电的作用。于是,科学家又进行试验,他们用一批头部带有金属小圆球的小型火箭,向带电云体发射,结果60%的火箭诱发了闪电。据观测,云下大气电场竟降低了几万伏特/米。如果将它们用于导弹、宇宙飞船起飞之前,那将如同工兵扫清道路上的“地雷”一样,使“大部队”安全通过。
在乌云翻滚、电闪雷鸣的一天,我国科技人员用火箭将细如马尾的钢琴丝,从地面牵引到千米高空。这时,奇迹出现了:震耳欲聋的雷声消失了,张牙舞爪的闪电不见了,巨大的雷电能量,无声地顺着钢琴丝猛扎到地面……这是我国科研人员研制出的人工引雷新技术。他们把钢琴丝的一端埋入地中,然后将长487毫米、重4.3千克,带着千米拖线的火箭发射到高空。3秒钟后,只见浓云密布的黑色天幕上,一条桔黄色的闪道,如同闪光的利剑竖立在天地之间,顺着钢琴丝直贯而下,使本来连续隆隆逞威的“雷公雷母”突然失去锐气而无声息了……
我国的这项具有国际先进水平的人工引雷技术,为人工抑制雷电开辟了新途径。随着科技的发展,人类制服雷电的时代即将到来。
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