審核專(zhuan) 家：孟夢

中國科學院物理研究所副研究員

最近，有個(ge) 視頻登上各平台的熱搜。視頻中，一支火箭衝(chong) 上雲(yun) 霄，隨後被雷電擊中。一陣炫目的白光中，隻見一道閃電如一把利劍直入地麵，整個(ge) 畫麵非常震撼。

網友直呼“這是何方道友在此渡劫？”，甚至開始在線念咒語。

來源 | 微博

小編在此科學辟謠，這其實是7月11日晚後半夜到12日中午，中科院大氣所野外工作人員在山東(dong) 濱州，多次進行發射火箭人工引雷試驗。

想一想，那段時間暴雨＋雷電的天氣，我們(men) 在家躲雨，他們(men) 卻還要冒雨出去引雷，實在是太辛苦了。

你可能會(hui) 疑惑了，每當雷電天氣時，氣象部門就會(hui) 發布各種預警，苦口婆心地叮囑公眾(zhong) 盡量不要外出，為(wei) 啥自己反而跑去引雷？就不怕電到自己？

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為(wei) 什麽(me) 要做人工引雷試驗？

在討論這個(ge) 問題之前，我們(men) 先來搞清楚什麽(me) 是“人工引雷”。

大家都知道，雷電一般都會(hui) 在雲(yun) 裏一閃而過，這種閃電就是“雲(yun) 閃”。

但有些閃電脾氣暴躁，會(hui) 擊中地麵或地上的物體(ti) ，如人、樹木、房屋等。這種閃電則是“雲(yun) 地閃”或“地閃”，是雷暴雲(yun) 與(yu) 地麵之間的放電。這種閃電的危害極大，可以說是罪行累累——燒毀樹木、房屋，引發火災；燒傷(shang) 人類，甚至造成人直接死亡。

來源 | 快資訊

與(yu) 其任由其毀壞森林、造成人員傷(shang) 亡，何不先發製人？

於(yu) 是，氣象專(zhuan) 家在適宜的雷暴條件下，可以把閃電引到預知位置。暴戾的閃電怎麽(me) 會(hui) 乖乖聽話任由指揮？

這是因為(wei) 氣象專(zhuan) 家利用了“火箭人工引雷技術”，這可不是飛向太空的那種火箭，而是一種拖帶金屬導線的專(zhuan) 用火箭。將這種火箭向起電的雷暴雲(yun) 發射，從(cong) 而人為(wei) 觸發雷電，就是“人工引雷”。

觸發後的閃電順著金屬導線，被一路引到預知位置。比起來隨機發生的自然閃電，人工觸發閃電的位置、時間確定，方便近距離觀察、測量，研究人員可以獲取其電流、近距離電磁場等關(guan) 鍵數據。

因為(wei) 自然產(chan) 生的閃電具有高電壓、大電流、長距離、強電磁輻射等特征，在實驗室很難進行人工模擬。

所以，人工引雷是當前能夠較為(wei) 真實地模擬自然閃電的唯一手段，也是研究雷電放電過程、雷擊效應及測試雷電探測設備的重要手段之一。尤其，人工引雷對雷電防護設備的檢測肯定比在高壓實驗室內(nei) 模擬的實驗數據更加準確。

高考前，技術人員在校園內(nei) 進行防雷安全檢測。

來源 | 見水印

人工引雷可以為(wei) 我國雷電監測、預警預報和防護技術研究與(yu) 開發提供數據支撐，還以提高雷電災害防禦能力。因此，中科院大氣所野外工作人員才會(hui) 冒雨去人工引雷。

說完為(wei) 什麽(me) 引雷，接下來我們(men) 一起來看看引雷的具體(ti) 過程。

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如何人工引雷？

大家還記得物理課本上，那個(ge) 在雷雨天放風箏的富蘭(lan) 克林嗎？

來源 | 見水印

雖然他並沒有將雷真正地引下來，但是啟發了我們(men) 可以利用導體(ti) ，在雷暴雲(yun) 與(yu) 地麵之間人為(wei) 建立一條“放電通道”。

如今，風箏換成了火箭。

科研人員在有雷暴活動的區域，通過測量地麵電場強度推斷雲(yun) 層中的電場強度，從(cong) 而確定觸雷時間。在自然雷電發生前，向雷暴雲(yun) 發射拖著金屬導線的火箭。火箭以100米/秒到200米/秒的速度直衝(chong) 雲(yun) 霄引發雷電，導線就在雷暴雲(yun) 和大地之間建立了一條“放電通道”。

2019年廣東(dong) 從(cong) 化人工引雷測量示意圖，右上角為(wei) 人工引雷的光學圖像。

來源 | 大氣科學

這就形成了文章開頭視頻中從(cong) 雲(yun) 端到地麵的強烈放電現象，而其中亮瞎我們(men) 鈦合金眼的白光，就是放電過程中巨大的能量釋放。

人工引雷現場 來源 | 中國氣象數據

有網友說接地那段放電像“金箍棒”，又直又長又亮！那平日裏彎彎曲曲的閃電，為(wei) 什麽(me) 在引雷時如一把利刃直插地麵？

來源 | 湟中氣象

這是因為(wei) 視頻拍攝者距離引雷點比較近，展示的大多是部分導線所引導下來的閃電。如果站遠點看，就能看到人工引雷過程中的放電“路線”並不全是直的。

2019年廣東(dong) 從(cong) 化人工引雷試驗

來源 | 新華網科普

從(cong) 上圖中我們(men) 可以看到，整個(ge) 閃電可以分為(wei) 兩(liang) 部分，一段是從(cong) 200m-400m高度起的閃電——彎彎曲曲的。這是因為(wei) 閃電在空氣中自由傳(chuan) 播，形成常見的不規則放電通道。

另一端的人工觸發閃電在約200m-400m以下（觸發高度）到地麵，這段直指蒼穹的閃電都是我們(men) 前麵所說的“放電通道”。這段閃電之所以是直的，原因也很簡單——小火箭上升到觸發高度時，拉直了尾部拖曳的金屬導線，而閃電是通過導線傳(chuan) 導到地麵的，就變成直的閃電啦！

作為(wei) 親(qin) 眼看見雷電劈折大樹的小編，算是見識過雷電的危險。看到這個(ge) 新聞時，很擔心引雷會(hui) 不會(hui) 傷(shang) 到在地麵的工作人員？

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引雷會(hui) 不會(hui) 傷(shang) 到工作人員？

其實，大家也不用過於(yu) 擔心工作人員的安全。

雖然雷電的電壓非常高、電流很大、電磁輻射也特別強，但科學引雷會(hui) 根據天氣狀況和電場情況做好相應的安全防護，所有試驗人員都必須待在“法拉第籠”裏。

法拉第籠可以保護試驗人員不受雷擊

來源 | 網絡

法拉第籠（Faraday cage）是一個(ge) 由金屬或者良導體(ti) 形成的籠子。電磁學奠基人、英國物理學家邁克爾·法拉第冒著被電擊的危險，把自己關(guan) 在金屬籠裏，證明了法拉第電磁屏蔽原理，法拉第籠就是這個(ge) 原理的產(chan) 物。

你可能會(hui) 覺得奇怪，金屬明明是可以導電的，那閃電的電流為(wei) 啥不會(hui) 通過法拉第籠傷(shang) 害到裏麵的試驗人員？

我們(men) 知道雷電其實是靜電，人之所以能被雷擊，是因為(wei) 人體(ti) 的不同部位存在電位差，而法拉第籠利用了靜電屏蔽原理，屏蔽了外電場的影響。

首先，法拉第籠是與(yu) 大地連通的，高壓電源會(hui) 通過限流電阻將十萬(wan) 伏直流高壓輸送給放電杆，放電電流通過金屬網傳(chuan) 入大地。在外電場的作用下，法拉第籠裏的金屬會(hui) 感應生出電荷分布在周圍，從(cong) 而產(chan) 生內(nei) 電場。

來自靈魂畫手的法拉第籠原理圖，中間的大圓圈是法拉第籠，被周圍的正負電荷（+和-）包圍，最中間小圓圈是人，導體(ti) 的外殼對內(nei) 部起到了“保護”作用。

來源 | 自製

這樣，法拉第籠內(nei) 部電場和外部電場抵消，也就是屏蔽掉了外電場。在靜電平衡狀態下，空腔內(nei) 部沒有電場，所以即使是被雷擊中，籠子裏的人也不會(hui) 被電擊到。

汽車、飛機等金屬外表的交通工具和一些屏蔽產(chan) 品，如屏蔽袋、導電袋、電子儀(yi) 器外的金屬網罩、有金屬外皮的同軸電纜等都利用了法拉第電磁屏蔽原理。

但是，作為(wei) 普通人，雷暴發生時最好不要外出。如果不巧在室外，要盡量避免讓自己成為(wei) 附近的凸起物，千萬(wan) 不要站在孤立的大樹下、樓頂，不要拿金屬物品，一定注意自身安全！！！

來源：數字北京科學中心

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