仙人渡劫？不不不，这是中科院大气所在人工引雷

审核专家：孟梦

中国科学院物理研究所副研究员

最近，有个视频登上各平台的热搜。视频中，一支火箭冲上云霄，随后被雷电击中。一阵炫目的白光中，只见一道闪电如一把利剑直入地面，整个画面非常震撼。

网友直呼“这是何方道友在此渡劫？”，甚至开始在线念咒语。

来源 | 微博

小编在此科学辟谣，这其实是7月11日晚后半夜到12日中午，中科院大气所野外工作人员在山东滨州，多次进行发射火箭人工引雷试验。

想一想，那段时间暴雨＋雷电的天气，我们在家躲雨，他们却还要冒雨出去引雷，实在是太辛苦了。

你可能会疑惑了，每当雷电天气时，气象部门就会发布各种预警，苦口婆心地叮嘱公众尽量不要外出，为啥自己反而跑去引雷？就不怕电到自己？

1

为什么要做人工引雷试验？

在讨论这个问题之前，我们先来搞清楚什么是“人工引雷”。

大家都知道，雷电一般都会在云里一闪而过，这种闪电就是“云闪”。

但有些闪电脾气暴躁，会击中地面或地上的物体，如人、树木、房屋等。这种闪电则是“云地闪”或“地闪”，是雷暴云与地面之间的放电。这种闪电的危害极大，可以说是罪行累累——烧毁树木、房屋，引发火灾；烧伤人类，甚至造成人直接死亡。

来源 | 快资讯

与其任由其毁坏森林、造成人员伤亡，何不先发制人？

于是，气象专家在适宜的雷暴条件下，可以把闪电引到预知位置。暴戾的闪电怎么会乖乖听话任由指挥？

这是因为气象专家利用了“火箭人工引雷技术”，这可不是飞向太空的那种火箭，而是一种拖带金属导线的专用火箭。将这种火箭向起电的雷暴云发射，从而人为触发雷电，就是“人工引雷”。

触发后的闪电顺着金属导线，被一路引到预知位置。比起来随机发生的自然闪电，人工触发闪电的位置、时间确定，方便近距离观察、测量，研究人员可以获取其电流、近距离电磁场等关键数据。

因为自然产生的闪电具有高电压、大电流、长距离、强电磁辐射等特征，在实验室很难进行人工模拟。

所以，人工引雷是当前能够较为真实地模拟自然闪电的唯一手段，也是研究雷电放电过程、雷击效应及测试雷电探测设备的重要手段之一。尤其，人工引雷对雷电防护设备的检测肯定比在高压实验室内模拟的实验数据更加准确。

高考前，技术人员在校园内进行防雷安全检测。

来源 | 见水印

人工引雷可以为我国雷电监测、预警预报和防护技术研究与开发提供数据支撑，还以提高雷电灾害防御能力。因此，中科院大气所野外工作人员才会冒雨去人工引雷。

说完为什么引雷，接下来我们一起来看看引雷的具体过程。

‍2

如何人工引雷？

大家还记得物理课本上，那个在雷雨天放风筝的富兰克林吗？

来源 | 见水印

虽然他并没有将雷真正地引下来，但是启发了我们可以利用导体，在雷暴云与地面之间人为建立一条“放电通道”。

如今，风筝换成了火箭。

科研人员在有雷暴活动的区域，通过测量地面电场强度推断云层中的电场强度，从而确定触雷时间。在自然雷电发生前，向雷暴云发射拖着金属导线的火箭。火箭以100米/秒到200米/秒的速度直冲云霄引发雷电，导线就在雷暴云和大地之间建立了一条“放电通道”。

2019年广东从化人工引雷测量示意图，右上角为人工引雷的光学图像。

来源 | 大气科学

这就形成了文章开头视频中从云端到地面的强烈放电现象，而其中亮瞎我们钛合金眼的白光，就是放电过程中巨大的能量释放。

人工引雷现场 来源 | 中国气象数据

有网友说接地那段放电像“金箍棒”，又直又长又亮！那平日里弯弯曲曲的闪电，为什么在引雷时如一把利刃直插地面？

来源 | 湟中气象

这是因为视频拍摄者距离引雷点比较近，展示的大多是部分导线所引导下来的闪电。如果站远点看，就能看到人工引雷过程中的放电“路线”并不全是直的。

2019年广东从化人工引雷试验

来源 | 新华网科普

从上图中我们可以看到，整个闪电可以分为两部分，一段是从200m-400m高度起的闪电——弯弯曲曲的。这是因为闪电在空气中自由传播，形成常见的不规则放电通道。

另一端的人工触发闪电在约200m-400m以下（触发高度）到地面，这段直指苍穹的闪电都是我们前面所说的“放电通道”。这段闪电之所以是直的，原因也很简单——小火箭上升到触发高度时，拉直了尾部拖曳的金属导线，而闪电是通过导线传导到地面的，就变成直的闪电啦！

作为亲眼看见雷电劈折大树的小编，算是见识过雷电的危险。看到这个新闻时，很担心引雷会不会伤到在地面的工作人员？

3

引雷会不会伤到工作人员？

其实，大家也不用过于担心工作人员的安全。

虽然雷电的电压非常高、电流很大、电磁辐射也特别强，但科学引雷会根据天气状况和电场情况做好相应的安全防护，所有试验人员都必须待在“法拉第笼”里。

法拉第笼可以保护试验人员不受雷击

来源 | 网络

法拉第笼（Faraday cage）是一个由金属或者良导体形成的笼子。电磁学奠基人、英国物理学家迈克尔·法拉第冒着被电击的危险，把自己关在金属笼里，证明了法拉第电磁屏蔽原理，法拉第笼就是这个原理的产物。

你可能会觉得奇怪，金属明明是可以导电的，那闪电的电流为啥不会通过法拉第笼伤害到里面的试验人员？

我们知道雷电其实是静电，人之所以能被雷击，是因为人体的不同部位存在电位差，而法拉第笼利用了静电屏蔽原理，屏蔽了外电场的影响。

首先，法拉第笼是与大地连通的，高压电源会通过限流电阻将十万伏直流高压输送给放电杆，放电电流通过金属网传入大地。在外电场的作用下，法拉第笼里的金属会感应生出电荷分布在周围，从而产生内电场。

来自灵魂画手的法拉第笼原理图，中间的大圆圈是法拉第笼，被周围的正负电荷（+和-）包围，最中间小圆圈是人，导体的外壳对内部起到了“保护”作用。

来源 | 自制

这样，法拉第笼内部电场和外部电场抵消，也就是屏蔽掉了外电场。在静电平衡状态下，空腔内部没有电场，所以即使是被雷击中，笼子里的人也不会被电击到。

汽车、飞机等金属外表的交通工具和一些屏蔽产品，如屏蔽袋、导电袋、电子仪器外的金属网罩、有金属外皮的同轴电缆等都利用了法拉第电磁屏蔽原理。

但是，作为普通人，雷暴发生时最好不要外出。如果不巧在室外，要尽量避免让自己成为附近的凸起物，千万不要站在孤立的大树下、楼顶，不要拿金属物品，一定注意自身安全！！！

来源：数字北京科学中心

本文链接：https://www.bjjcc.cn/kepu/26604.html，文章来源：科普之家，作者：科普中国，版权归作者所有，如需转载请注明来源和作者，否则将追究法律责任！