人工引雷（采用火箭拖带细金属导线的方法）

背景

人工引雷

据中国气象科学研究院雷电物理与防护工程实验室主任、湖北省气象局局长助理张义军介绍，世界上只有法国、美国、日本、巴西和中国掌握了人工引雷技术。“人工引雷”是一种很有价值的技术和手段，它具有多方面的意义。张义军介绍说，第一，可以通过这样一个技术或者手段，了解闪电本身是怎么发生、发展的，然后才知道怎么去防护它。第二，还可以利用这样一个技术进行有针对性的观测，获取一些很重要的参量，这些参量在雷电的防护设计里面也是非常重要的。第三，可以用这样的技术和手段来检验我们防雷技术和防雷的装置、器械是不是符合要求，能不能达到理想的雷电防护程度。

实验表明，人工引发雷电对雷暴电场和云物理过程有一定的影响，这使得人工引雷有可能成为人工影响天气的一个有效手段。也许未来对雷电的防护，也可像人工防雹一样，通过发射火箭将雷电的破坏力引导到指定位置并加以释放。另外，“人工引雷”所击地点附近会产生强大的电磁辐射，这种辐射则可能诱发作物或其种子基因发生变异，所以如果将“人工引雷”技术应用于人工育种，就能大大降低太空育种的成本，可以选育多种有实用价值的新品种。

实验

据中国科学院大气物理研究所研究员、国际大气电学委员会委员郄秀书介绍，人工引雷应该说是从上个世纪六十年代开始发展的一种专门技术。主要是通过在雷雨天气的时候，向雷暴云体发射专用的引雷火箭，使雷电在预定的时间和预定的地点发生。

国际上，美国1967年在海上首次引雷成功，陆地上首次成功的人工引发雷电于1973年在法国实现。我们国家上世纪八十年代在老一代科学家的领导下，开始进行人工引雷实验，从1989年中国科学院兰州高原大气物理研究所首次人工引雷成功到现2009年，应该说期间取得了很大的进步。截止2009年，我国一共成功引雷六十多次，在一些重点雷灾区域都有过成功的人工引雷实验。

2021年7月12日，中科院大气所在山东滨州开展人工引雷试验，天空出现金色光柱。^[1]

方法

人工引雷最早是研究雷电领域的一种技术或手段。所谓人工引雷，指的是在雷暴环境下利用一定的装置和设施，人为在某一指定点触发闪电，并把闪电引到预知位置进行科学试验。

“由于自然闪电发生的随机性非常大，不知道它什么时候在哪个地方会发生。这也使雷电研究受到阻碍，因为不知道如何去观测它。”中国气象科学研究院大气探测研究所所长张义军表示，早期，人们主要还是在雷电的多发区或者在高大的建筑物等待自然雷电发生，这种对雷电的认识方法极其有限。

后来，人们发明了一种技术就是人工引雷，即在雷暴条件比较成熟的情况下，向空中发射一个带金属丝的小火箭，这个金属丝在向上发展过程中，会诱导形成一个雷电，这个雷电就会沿着这个导线打到地面上，这样我们就可以有针对性地研究雷电。上世纪80年代开始，我国着手进行人工引雷实验。

人工引雷火箭拖着一条细细的钢丝，这是引雷的关键。引雷火箭导线要有足够的抗拉强度，要细要轻，以减轻火箭的负荷，而且导线表面要光滑，以减小飞行阻力。

在实际引雷中，导线一般采用直径为0.2毫米的细钢丝，为了增加钢丝的机械强度及耐火强度，在钢丝外面包上一层尼龙。导线的长度大约为几百米，一般被绕在一个线轴上。线轴的绕制是一项比较精细的工作，绕线质量的好坏直接关系到拉线的成功率。

引雷火箭是人工引雷的主要工具，火箭采用复合材料，箭体内有火箭发动机、发动机点火电爆管。为了防止火箭发射后落下时砸伤人员和附近的房屋，所以箭头内有降落伞、抛伞点火药及延时装置。

火箭发射后上升的速度是能否成功引雷的关键。火箭的发射速度，要掌握适中，最大速度以不超过每秒190米为宜。太快了，会把直径0.2毫米、仅能承受7公斤拉力的钢丝拉断，达不到引雷的目的。火箭太慢了，赶不上带电粒子的飘移速度，同样不能引雷电落地。我国新一代引雷火箭的速度范围控制在120m/s-190m/s之间，满足成功拖线的要求；火箭在箭头内部装有降落伞，可在火箭发动机燃烧完并达到最大高度时将降落伞抛出，牵引箭头和火箭残体缓缓落下，保证了地面人员的安全。

作用

传统的避雷系统还是由避雷针、避雷带、引下线、接地体等构成的，但随着新型避雷装置的研究，需要进行更加实际的雷击试验。因此，“人工引雷”不但可以用于雷电物理研究，还能对雷电防护装置的性能进行综合试验和评估。对雷电防护设备的检测，过去只能在高压实验室内进行。而“人工引雷”提供了最接近真实的自然雷电模拟源，可对防雷设备机理及效果进行检验，结果更为可靠。

另外，气候变化和雷暴雷电活动之间有着密切的关系，人工引雷试验表明，人工引发雷电对雷暴电场和降水有明显影响，一般会导致降雨猛增。相关的模拟计算也表明，对冰雹云进行人工引雷可以使冰雹削减、降水增加。这样在一定条件下，人工引雷有可能成为人工影响天气过程的一个有效手段。