一枚小型火箭带着细细的导线冲向云层，瞬间，云层与地面之间出现了一道耀眼的闪电。

　　近日，中国科学院寒区旱区环境与工程研究所雷电与雷暴实验室、中国气象科学研究院雷电物理与防护工程实验室等联合在山东进行的人工触发闪电实验获得首次成功。目前，世界上只有法国、美国、中国、日本和巴西五个国家拥有火箭人工引雷技术。

　　“人工触发闪电就是在适宜的雷暴条件下将雷电人为地引到地面。”参与实验的一位防雷专家告诉记者说，“人工触发闪电主要目的就是用于雷电物理研究。”

　　“雷电的发生是随机的，人们不知道它究竟具体在什么时间、什么地点发生，这给雷电研究带来巨大困难。而人工引雷使时空随机发生的自然雷电变成在一定雷暴条件下可以控制地进行，便于集中各种测量手段对雷电放电过程进行近距离综合观测，为深入研究雷电物理、雷电探测、防护以及其他相关科学问题提供了一个有效的新途径。”

　　雷灾无处不在

　　地球每秒钟造就1800次雷雨

　　雷电是不可避免的自然灾害。地球上任何时候都有雷电在活动。据统计，每秒钟地球造就1800次雷雨，伴随600次闪电，其中有100个炸雷击落地面，造成建筑物和发电、通讯、影视设备的破坏，毙伤人、畜，引起火灾，每年导致经济损失约10亿美元，死亡人数在3000以上。其中美国每年有将近400人被雷击死，财产损失达2.6亿美元。

　　1996年7月20日，印度东北地区雷雨不断，雷电击中了比哈尔邦的一座校舍，造成15名小学生死亡，多人受伤。雷电还将树下5个人全部烧死。另外还将4名在田间劳作的农民击死。

　　我国雷电灾害频发

　　我国也是一个雷电灾害频发的国家。每起雷击事故都会造成一定程度的损失，2000年，由于雷击造成上海证券交易所行情传输中断54分钟，这54分钟的损失难以估算。2004年北京雷击事故造成的经济损失超过150万元，其中电子设备的损失超过90%%。此外，山东临沂地区平均每年约有39人因雷击而伤亡。又如，湖南省溆浦县戈竹坪乡山背村是个罕见的雷区，近10年来曾先后被雷电击死8人，击伤115人（其中重伤24人），还击伤耕牛5头，击死击伤猪50余头，击死鸡、鸭、鹅等家禽450多只。村里变压器也先后5次被雷电击毁。

　　引雷意义重大

　　“人工引发雷电可用于研究闪电通道的发光度演变、通道电流及其时变特征等。还可以用于研究下行雷电与地面目标物如高建筑物、供电系统、通信信息系统等的相互作用，并在此基础上对雷电防护装置的性能进行综合实验和评估。”

　　影响天气过程的一个有效手段

　　实验表明，人工引发雷电有可能成为对雷暴天气过程进行人工影响的有效手段。

　　气候变化和雷暴雷电活动之间有着密切的关系，而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和滴谱增宽现象。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消减、降水增加。

　　和常规的播撒催化剂方式比较起来，人工引雷可以认为是“电催化”方式，具有作用时间快、影响范围大的特点，因为雷电通道在云内的传播速度可达每秒百公里以上，通道的树枝状分布及其产生的高电场可以吸附大量的云滴及雨滴。

　　此外，利用人工引发雷电及其他相关测量手段也可以研究雷电放电与雷暴动力及微物理过程的相互关系，研究雷电产生的氮氧化物及其他痕量气体特性以及它们对天气气候的影响等。

　　帮助选育有价值的植物新品种

　　有研究表明，人工引发雷电所击地点的附近会产生很强的瞬间电磁场变化，这可能对作物或其种子产生变异影响。所以，进一步探明人工引发雷电导致植物突变的机理，将人工引雷变为影响植物育种的物理因素，以选育多种有实用价值的新品种还是一个值得进一步研究的课题。

　　一些科学家还设计，利用人工引雷技术可以预先把云层的雷电释放出来以达到避雷目的。

　　方法不拘一格

　　“目前，人工引雷广泛采用的是火箭拖带细金属导线的方法。为了安全，火箭应具有抛伞或自碎功能。”传统触发方式

　　早在20世纪60年代，美国学者在室内实验中发现，快速引入强电场中的细金属丝会导致击穿放电，并提出了人工引发雷电的设想。此后，科学家用向雷暴云层中发射拖带细金属导线的方法成功地实现了人工引发雷电。

　　“向雷暴云发射拖带接地的细金属丝火箭的人工引雷方式称为传统触发方式。这种方式引发的雷电类似于地面高建筑物激发的上行雷。”防雷专家说。

　　通常根据地面电场及其变化趋势来确定火箭发射的时机。专家解释：“雷电发生前，云层中的电场将会影响地面上的电场。所以根据地面上的电场强度，可以大概推断云层中的电场强度，以确定‘触’雷时间。”

　　火箭发射前的地面电场值一般在4—10kV/m之间，火箭触发高度一般在200—400米左右。当火箭离开地面上升时，在其拖带的细金属丝末端会激发起上行先导（一种击穿空气过程），在适宜的环境电场下，上行先导将以105m/s的速度向雷暴云底部传输。当它到达雷暴云底部的电荷区时，就在雷暴云和大地之间建立了放电通道，并激发起持续时间数十至数百毫秒的连续电流，称为初始连续电流过程。

　　在雷暴云底部为正电荷集中区的情况下，人工引发雷电一般在初始连续电流过程之后即行终止，放电的峰值电流一般在千安上下；但在雷暴云底部为负电荷的情况下，初始连续电流过程之后，放电的峰值电流可达数十千安。这些过程和自然闪电的同类过程是完全相似的。空中触发方式

　　20世纪90年代以来，又进一步发展完善了所谓“空中触发”技术，即火箭拖带细金属丝的下端不直接接地，而是通过一段数十至数百米的绝缘尼龙线再和地面连接。

　　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，进而产生类似自然闪电回击一样的强烈放电过程。用空中触发方式引发的雷电其性质更接近于自然雷电，更适宜于研究雷电和地面目标物相互作用的机理和过程。其他触发方式

　　“也曾经试验过其他人工引雷的手段，如向雷暴云喷射火焰或高压水柱以及激光诱雷等，但均未取得真正意义上的成功。”参与此次实验的专家告诉记者。

　　特别是激光诱雷，曾进行过大量室内实验，并产生了数米长的激光诱导放电，但在进行野外实验时并未获得确认的激光诱发雷电。激光诱雷涉及了许多理论和技术问题，仍是今后值得深入研究的课题。一旦获得成功，将具有重要的科学意义和实用价值。

　　新突破指日可待

　　“十年来，我国在雷电物理及人工引发雷电研究方面取得了重大进展，有了丰硕的成果积累，并培养了一批优秀的青年人才，已成为具有国内领先、国际上也有一定地位和影响的研究集体。”防雷专家说。特别是人工引发雷电在雷电防护中的应用方面，我国已利用火箭引雷对雷电防护装置进行科学评估和检验，预期取得的成果不但对雷电物理研究有重要科学意义，也会产生重大的社会经济效益。可以预期，在今后不太长的时间内，我国将会在这一领域取得新的突破性的进展。

　　■新闻缘起

　　据新华社八月三日报道，中国科学院、中国气象科学研究院的专家们近日进行了一次特殊的实验，通过一枚小型火箭成功地将空中的雷电引到了地面。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。这次实验成功，将全国的雷电研究、预警水平推上了一个更高的层面，为建立具有我国自主知识产权的雷电防护技术提供了科学依据。