雷电是如何产生的怎样产生的

雷电是怎样形成?
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& & & & & & & & & & & 雷电是怎样形成? & & & & & & & & & &雷电是哪里来的 &地滚雷如何形成晏成和谈了雨、雪形成之后,也要讨论下雨时候的雷电。下雨前或下雨时,常常伴随着剧烈的雷电,闪电、打雷是人们经常见到和听到的最震撼人心的自然现象,当然会引起人们的探究与思考,雷电是怎样产生的、雷电是哪里来的?1752年富兰克林在雷雨天用风筝探索天上的雷电,得知雷电与实验室电荷放电具有完全相同的效应,世界各国的研究者开始了探索雷电形成的历程。自然雷电的发生经常是与下雨、与暴雨相伴,也就是与水蒸汽遇冷凝结成雨的过程密切相关,这是自然的提示,那么探究雷电就应该在水蒸汽相变成雨的过程中寻找线索、探讨雷电发生的下雨内在联系,揭示自然的真相。自然界春夏秋冬不断轮回,云、雨、水、汽,总是周而复始的循环,循环是大自然的重要特征。雷电总是迅猛地劈向大地,然而,大地电荷并没有越来越多,于是联想:雷电是不是来自循环?&但是由于电子云理论先入为主,阻碍了人们对核外电子规律运动的探讨,相变成了未解之谜,对雷电的探讨也避开了相变这一关键的线索,绕开了客观实在,因而探索也难有实质的进展,至今尚不知道雷电形成的真实原因。&质疑 & 百年前,人们只知道摩擦能够产生高压电,于是教科书就有理论认为:雷电的形成是云层中的水蒸气相互摩擦所致,这种观点是值得商榷的。因为:物质由液态相变成气体,体积扩大1000多倍,气体分子之间存在着巨大的斥力,常压下,气体分子之间距离是液、固体的10多倍,分子与分子完全挨不着,表面根本不会接触,也不会发生摩擦、更不可能生电。其二,就算气体分子有摩擦,空气中的氮气、氧气比水蒸气多数百倍,为何只是水蒸气摩擦生电。其三,冬天北风呼啸,那么冬天的空气摩擦最厉害,为什么冬天较少打雷,而春夏雷雨频发。其四,摩擦前后云层的电荷总量平衡,就算生成电荷,也不会形成对大地的放电。由此看来水蒸气摩擦产生雷电之说是站不住脚的。&可见“雷电的形成是云层中的水蒸气相互摩擦所致”之理论的漏洞百出,难以自欺欺人。我在12年前就提出质疑、予以批驳。最近我查了百度,发现拼弃了“水蒸气相互摩擦”这样的低级错误,网上容易与时俱进,就把水蒸气摩擦改成了温差起电效应、破碎起电效应,有了两个新名词。在实验室可以制作温差起电,可是条件严格、电压极低,与雷电的高电压根本是风马牛不相及。所谓的起电效应,其实质还是摩擦,只不过把水蒸气改成了冰晶,这样好像就可以回避了疑问,其实还是一个愚蠢!谁见过冰碴子摩擦起电?就算是摩擦起电,摩擦只是电子发生了转移,参与摩擦物质电荷总量不变,倘若电子发生了转移形成高电压,这电压差只可能在云层之间,电压自然就会在云层间就近释放,怎么会形成劈向地面的巨雷? & 雷电是天空的云层与地面之间或云层之间释放电荷,要解释雷电,我们先要探寻天上的电荷是哪里来的?因为:气体分子之间存在着巨大的斥力,分子与分子完全挨不着,表面根本不会接触,也不会发生摩擦、更不可能生电,就算气体分子有摩擦,空气中的氮气、氧气比水蒸气多数百倍,为何只是水蒸气摩擦生电?自然事实是:雷电的发生与下雨密切相关、与水蒸气相变成雨密切相关,那么,探索雷电就必须与此相变相关相联,起码你的科研应该朝相变想一下,你的文章应该提及。可笑的是:雷电科研竟然完全回避自然的提示、绕开相变。如此拙劣的“科普”,几十年的胡诌。在质疑面前,流传百年的“科学理论”破绽百出、逻辑稀烂。大自然的雷电还是要经常发生,孩子们肯定会发出天问:雷电是哪里来的,雷电是怎样产生的?我们的家长、老师、媒体再也不能拿这样的狗屁不通的理论去忽悠我们的孩子。&雷电是怎样形成 & &雷电是天空的云层与地面之间或云层之间释放巨大的电荷,要解释雷电,我们先要探寻天上的电荷是哪里来的?大家都知道,我们的大地能容纳大量的电荷、是个大电容,在大地电容的内部也存在着同性电荷的相斥。于是大地内的电荷(电子)常常被斥挤到地表。斥挤到地表的电荷由地面的植物、水面传带到大气之中,形成大气中游离电荷,于是森林、原野总是充斥着大量的负电荷(负离子)。悬浮的游离电子是闪电的接力体,所以在树下、在原野的人容易遭到雷击。空气中的游离电子易于受到水蒸气核心吸引,成了水蒸气核外电子的附加组成部分。这是因为在大气中,相对于氮气、氧气,水蒸气的分子较大;相对于二氧化碳,水蒸气的核外电子数少,又是围绕着三核心(两个氢和一个氧),因而水蒸气的2个价电子要围绕3个核心进行空间球面运转,路径长,对核心的覆盖难以饱满。导致每个水蒸气分子都有吸纳额外电子趋势。于是,大气中游离的电子总是被水蒸气吸引、吸纳,形成多对价电子围绕3核心的球面运转的水蒸气分子。这样,水蒸气就成了容纳大气中游离电子的载体,也可以认为水蒸气分子是大气中的微型电容。(平时,我们的电容器往往要密封,就是要防止电荷被水蒸气带走)空气的湿度越大,所含的水蒸气的比例就越大,能容纳的电荷越多,所以潮湿天游离电子住进了水蒸气分子,空气中不易形成静电。干燥天,大气中的水蒸气少,多出的电荷没有了去处,容易在环境中游荡、在物体上聚集,容易形成高电压,易于发生静电现象。了解水蒸气是大气中负电荷的载体,雷电的形成也就有了脉络。随着热空气的上升,水蒸气升上了天空,把蕴含的附加电荷也随身带到了高空。在高空遇到低温,水蒸气的价和电子速率降低,线路由空间球面运转进入到扭曲运转,分子相互吸引、相聚,水蒸气凝结,形成由气体到液体的相变。同时,水蒸气早期价电子运转时的加入成分——多出电子没有了容身之地。水蒸气聚合成云,多出的电子被排挤出来,形成了游离在云层中的电荷,多出的电荷时时试图挤回到H2O中抢位子,破坏了电荷平衡,形成了非常规电磁波——云层里的电压。云层是大量水蒸气相变成水汽的集合,因而附近也就聚集了大量的电荷,能形成很高的电压。云层之间、云层与大地之间产生电位差巨大,冲开一条路,高电压电荷在大气中穿行使周边物质的电子发生振动,形成壮观的闪电现象;同时还引起空气剧烈地震动,形成了隆隆的雷声。综上述不难看出,雷电是水蒸气相变成雨时的附产物,地表电荷由水蒸气轻柔地带上了天空,水蒸气相变时排挤出电荷,聚成雷电,猛烈地击回大地,如此周行不殆,实现了电荷在天地间的循环。闪电和雷声告诉我们,空气中已经有大量的水蒸气凝结成了水汽,预示着有可能要下雨了。(干打雷的现象也时有发生,因为下雨与温度、湿度、气压、气流等诸多因素有关。)冬天气温低,价和电子速率较低,空气中的水蒸气大部分都凝结成水或冰,所以冷空气较为干燥,所含的水蒸气少,所携带的电荷少,所以冬天较少打雷。还有一个原因是,空气中的电荷在受到地球引力、地表同性电荷的斥力的同时,还受到太阳的引力,电荷带常常聚集在地球植物茂盛,靠近太阳的部位,由于地轴线与黄道的夹角,3-9月在北半球、9-3月南半球聚集的电荷较多,所以春、夏时节是雷电多发季节。要证实以上雷电形成之说,可以设计几个简单的实验,如果制作一个大型的类似装置,还可以模拟人造雷电。在此不赘述。&地滚雷& &在雷电家族中,还有神秘恐怖的地滚雷。有目睹者的记述,在酷寒之夜,闪烁着电光的球体从天而降,在房顶、地面滚动,甚至还能挤进门窗。至于地滚雷是什么,怎样形成从却没有见到解释。在水蒸气中,主要是氢元素的价电子少,形成了较大的核外空间,使游离的电子有空可钻。除了水蒸气外,氢气的价和电子数少,也能吸纳大气中游离的电子;自然界的甲烷(5核心、8电子)、乙(丙、丁)烷气体分子也符合体积较大、价和电子数少的特征,也能吸纳大气中游离的电子。(图一)图一 &(图中&棕色:碳核心,绿色:氢质子) & &A:水蒸气分子 &B:甲烷 & & C:乙烷 & & D:丙烷&天空的高寒气流,使大气中少量的丙烷、丁烷气体骤冷发生凝结,吸纳在其间大量的多出电子没有了藏身之地,挤在正在凝结的气体周围,使丙烷、丁烷气体形成了一个电子包围的具有很高电压的气、液体团。部分烷气凝结,使其比重加大,从天空落下,在房顶、地面滚动,高电压使环绕的电子振动发光,形成了在阴暗的雷雨天闪着亮光的火球,这就是神秘恐怖的地滚雷。因为地滚雷外围绕着大量高速运转的电子,而电子的运转伴生着电磁波,在强电磁场的包裹中,地滚雷在地面不会立即接地消失,而是在屋顶或地面继续滚动。遇到较高温度,液态烷蒸发成烷气,外围的电荷又返回到分子周围,带着多余电荷的烷气升空,地滚雷又消失得无影无踪。所以是甲烷、乙烷、丙烷的相变(各种烷的相变温度不同)制造了神秘的地滚雷。&由于大气中水蒸气富含着多出的电子,使每个水蒸气分子的电荷不是平衡的,经常是带有负电荷,在地球磁场的作用下,水蒸气分子伴随大气按右手定则方向(自西向东)运动,于是就形成了地球温蒂的环流风。这样,我们就以核外电子规律运转——速率及线路随温度规律变化的基本观点,简洁、系统地阐释了水蒸气如何相聚成雨,及伴随着下雨前的雷电的形成,乃至地滚雷的形成。而在电子云理论的笼罩之下,这些常见的自然现象是无法解释的,是自然之谜。了解了雷电形成真实原理,可制成消雷装置,使我们的大厦和大型设施平安无忧,可减少或消除由雷电造成的冤魂,还可取“天火”制成新的能源。 & & & & & & & & & & & & & & & & 修改相关问题请参阅我的博文:&&&&&&&16、光是怎样形成的? & & &
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&摘要:地表的电荷——空气中的游离电子易于受到水蒸汽核心的吸纳、蕴含,成了水蒸汽核外电子的附加组成部分。水蒸汽升上了天空,遇到低温,形成由气体到液体的相变,多出的电子没有了藏身之,排挤出的电荷聚集在云层之中,形成了非常规电磁波——云层里的电压。云层之间、云层与大地之间电位差巨大,冲开一条路,就是壮观的闪电、雷鸣现象。
关键词: 水蒸汽&&
吸纳& 蕴含&&
春夏时节下雨时总是伴随着雷电。
[分析] 雷电的形成 剧烈的雷电是下雨前或下雨时常常伴随着发生的自然现象,闪电、打雷是人们经常见到、震撼人心的自然现象,当然会引起人们的探究与思考,雷电是哪里来的,雷电是怎样产生的?
1752年富兰克林在雷雨天用风筝探索天上的雷电,得知雷电与实验室电荷放电具有完全相同的效应,世界各国的研究者开始了探索雷电形成的历程。
自然雷电的发生经常是与冷空气、与暴雨相伴,也就是与水蒸汽遇冷凝结成雨的过程密切相关,那么就应该以探究水蒸汽相变成雨与雷电发生的内在联系,揭示自然的真相。但是电子云理论先入为主,阻碍了人们对核外电子规律运动的探讨,相变就成了未解之谜,对雷电的探讨也避开了相变这一关键的线索,绕开了客观实在,因而探索也难有实质的进展。
雷电是天空的云层与地面之间或云层之间释放电荷,要解释雷电,我们先要探寻天上的电荷是哪里来的?大家知道,我们的大地能容纳大量的电荷、是个大电容,在大地电容的内部同样也存在着同性电荷的相斥,于是,大地内的电荷(电子)常常被斥挤到地表,由地面的植物、动物传带到大气之中,形成大气中游离的电荷。
空气中的游离电子易于受到水蒸汽核心吸引,成了水蒸汽核外电子的附加组成部分,这是因为:在大气中,相对于氮气、氧气,水蒸汽的分子较大;相对于二氧化碳,水蒸汽的核外电子数少,一共8个价电子围绕着三核心(两个氢和一个氧)进行着空间立体运转,因而水蒸汽三核心的外电子层不饱满,每个水蒸汽分子都可以加入额外的电子。于是,大气中游离的电子总是被水蒸汽吸纳、蕴含,水蒸汽成了大气中负电荷的载体,也可以认为水蒸汽是大气中的微型电容。
空气的湿度越大,所含的水蒸汽的比例就越大,能容纳的电荷越多,所以潮湿天不易形成静电。干燥天,大气中的水蒸汽少,多出的电荷没有了去处,容易在环境中游荡、在物体上聚集,容易形成高电压,易于发生静电放电现象。
了解到水蒸汽是大气中负电荷的载体,雷电的形成也就有了脉络。随着热空气的上升,水蒸汽升上了天空,把蕴含的附加电荷也随身带到了高空。水蒸汽在高空遇到低温,水蒸汽的价和电子速率降低,由空间立体运转进入到扭曲运转,水蒸汽凝华,分子相互吸引、相聚,形成由气体到液体的相变。同时,水蒸汽中空间立体运转时的加入成分——多出的电子没有了藏身之地,排挤出的电荷聚集在云层之中,多出的电荷时时试图挤回到H2O中抢位子,形成了非常规电磁波——形成了云层里的电压。水蒸汽相变时形成雷电猛烈地击回大地
云层是大量水蒸汽相变成小水滴的集合,因而附近也就聚集了大量的电荷,能形成很高的电压。云层之间、云层与大地之间电位差巨大,冲开一条路,就是壮观的闪电现象。电荷在大气中穿行,引起空气剧烈地震动,形成了隆隆的雷声。
综上述,雷电其实是水蒸汽相变成雨时的附产物,地表电荷由水蒸汽轻柔地带上了天空,水蒸汽相变时排挤电荷形成雷电猛烈地击回大地,如此周行不殆,实现了电荷在天地间的循环。闪电和雷声告诉我们,空气中已经有大量的水蒸汽凝结成了水汽,预示着有可能要下雨了。
冬天气温低,空气中的水蒸汽大部分都凝结成水或冰,所以冷空气较为干燥,所含的水蒸汽少,所携带的电荷少,所以冬天较少打雷。还有一个原因是:空气中的电荷在受到地表同性电荷的斥力、地球引力的同时,还受到太阳的引力,因而地表电荷带常常聚集在地球靠近太阳的部位。所以南北半球,春、夏时节都是雷电多发季节。
在水蒸汽中,主要是氢元素的价电子少,形成了较大的核外空间,使游离的电子有空可钻。除了水蒸汽外,氢气的价和电子数少,也能吸纳大气中游离的电子;自然界的甲烷、乙(丙、丁)烷气体分子也符合体积较大、价和电子数少的特征,也能吸纳大气中游离的电子。&&
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天空的高寒气流,使大气中少量的丙烷、丁烷气体骤冷发生凝结,吸纳在其间大量的多出电子没有了藏身之地,挤在正在凝结的气体周围,使丙烷、丁烷气体形成了一个电子包围的具有很高电压的气、液体团。部分烷气凝结,使其比重加大,从天空落下,在房顶、地面滚动,高电压使环绕的电子振动发光,形成了在阴暗的雷雨天闪着亮光的火球,这就是神秘恐怖的地滚雷。
因为地滚雷外围绕着大量高速运转的电子,而电子的运转伴生着电磁波,在强电磁场的包裹中,地滚雷在地面不会立即接地消失,而是在屋顶或地面继续滚动。遇到较高温度,液态烷蒸发成烷气,外围的电荷又返回到分子周围,带着多余电荷的烷气升空,地滚雷又消失得无影无故踪。
由于大气中水蒸汽富含着多出的电子,使每个水蒸汽分子的电荷不是平衡的,经常是带有负电荷,在地球磁场的作用下,水蒸汽分子伴随大气按右手定则方向(自西向东)运动,于是就形成了地球上的环流风。
这样,我们就以核外电子规律运转——速率及线路随温度规律变化的基本观点,简洁、系统地阐释了水蒸汽如何相聚成雨,及伴随着下雨前的雷电的形成,乃至地滚雷的形成。而在电子云理论的笼罩之下,这些常见的自然现象是无法解释的,是自然之谜。
现行的理论认为雷电的形成是云层中的水蒸汽相互摩擦所致,这种观点是值得商榷的。因为:物质由液态相变成气体,体积扩大1000多倍,气体分子之间存在着巨大的斥力,在一个大气压下,气体分子之间距离是液、固体的10多倍,分子与分子完全挨不着,表面根本不会接触,也不会发生摩擦、更不可能生电;其二,就算气体分子有摩擦,空气中所含的氮气、氧气比水蒸汽多数百倍,为何只是水蒸汽摩擦生电;其三,冬天北风呼啸,那么冬天的空气摩擦最厉害,然而冬天较少打雷,为什么春夏雷雨频发;其四,摩擦前后云层的电荷总量平衡,就算生成电荷,也不会形成对大地的放电。由此看来水蒸汽摩擦产生雷电之说是站不住脚的。
水蒸汽摩擦产生雷电之说更无法解释地滚雷。
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中科院雷电专家郄秀书谈科学认识雷电
来源:SRC-563&&
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  嘉宾: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
  主持人:中国气象报(中国气象网)记者 徐文彬
  摄影记者& 吴家翔
  雷电灾害,作为联合国“国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一,近年来频繁发生在人们的生产生活中。它不仅威胁人身安全,从卫星、通信、导航、计算机网络系统乃至每个家庭的家用电器,都有可能在一道闪电中,毁于一旦。中科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为大家解释雷电产生的原理和防御措施,以及雷电研究的最新进展。
  雷电已经成为第三大气象灾害& 感应雷是经济发达地区主要雷电灾害形式  
  主持人:郄老师您好,请您首先介绍一下我国雷电灾害的现状。
  郄秀书:据气象部门的统计资料,雷电灾害已成为我国危害程度仅次于暴雨洪涝、气象地质灾害的第三大气象灾害。从每年中国气象局给出的雷电灾害调查来看,这几年雷电灾害总体呈增多趋势。我国雷电灾害主要集中在6至8月份,东南沿海地区是雷灾的高发区,另外中西部一些山区雷电灾害也较多,包括贵州、四川、重庆,甚至陕西、甘肃、青海等易发生局地强对流天气的山区。
  从造成的损失来讲,人员伤亡可能在农村比较多一些,一方面因为农田比较开阔,没有什么躲避的地方,另一方面,农民朋友的防护意识可能淡薄一点。但是在城市里面,尤其是在经济发达地区,雷电造成的财产损失更多一些。总的来说,我国还是雷电灾害比较严重的国家,尤其是人员伤亡较多。
  主持人:那么雷电产生原理是怎样的?雷电分为哪几种形式?
  郄秀书:雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷风。积雨云中电荷的分布较复杂,但总体而言,云的上部一般以正电荷为主,中部以负电荷为主,云内正、负电荷区之间或者云电荷区与大地之间电场达到一定强度后,就会产生放电,这就是我们常见的闪电现象。放电过程中,闪电通道内的高温可使周围空气极速膨胀后又冷却,使空气极速收缩,引起剧烈的有声振动,于是就有了我们听到的雷声。
  我们把云里面或者是两块云之间不同电荷区之间的放电称为云闪,云跟地面之间放电称为地闪。地闪是造成我们人身财产损失的主要根源,而云闪则主要对飞行器的安全或地面一些敏感的电子设备和通讯设备造成威胁。另外还有一种比较罕见的球形雷,因为观测资料很少,所以对其形式和破坏作用还了解不深入。
  从雷击的角度讲,可以把雷电造成的灾害分为直击雷害和感应雷害。直击雷害是指由于闪电直接击中目标物而造成的破坏,如建筑物损坏、森林火灾、油库爆炸、人员伤亡等,而感应雷害是指在雷电放电过程中,由于强大的脉冲电流产生的电磁辐射对附近的电子设备、通讯设备等产生的破坏,这种灾害往往造成严重的经济损失,也是经济发达地区雷电灾害的主要形式。
  雷击伤亡绝大部分在农村& 在周围环境中相对较高的建筑容易成为雷击目标  
  主持人:能不能给我们介绍一下我国现在城乡防雷现状?
  郄秀书:我们国家近几年对防雷是越来越重视了。不管是从宣传防雷的意识,还是从采取的防雷措施来讲,这几年的进步都是非常大的。特别是在城市里,不管是建筑物还是高压输电线,还有一些通讯设备等,都安装了相应的雷电防护设施,应该说大家都意识到了防雷的重要性。但是城乡的差距还是存在的,雷电灾害造成的人员伤亡绝大部分还是发生在农村。比如说农村的建筑物,尤其是农民自己建的房子怎么样防雷,在开阔的野外应该怎样避雷,大家的意识相对比较淡漠。另外一些在山上或坡地上比较突出的,孤零零的房子,这种防雷措施还相对差一些。
  主持人:农村的房子普遍比城市矮,有人觉得既然房子不高,就没有防雷的必要了。
  郄秀书:这个说法不够科学,高是一个相对的概念,不是绝对的。比如说在一个大家居住比较集中的村子,那会好一些,相当于大家的房子差不多,平均了被雷击的概率。但如果是一个周围比较平坦的地形,就一个房子突出出来,即使房子本身不高,但是相对于周围环境来讲还是很高的,那么这时候自然就有较高的概率变成雷击的目标。我们在城市里面,虽然有一些高楼,但是大家的楼都很高,我的楼相对于你的楼来讲并没有高出太多,大家一样也平分了这个概率。单就一个楼本身的高低而言,虽然有一定的关系,但是更要看它与周围的环境和地形相比,是不是有显著的差别。
  避雷针不可能百分之百保护建筑物
  主持人:建筑物一般都会安装避雷针。它的防雷原理是怎样的,您能给我们大概解释一下吗?
  郄秀书:避雷针大家现在基本也都比较熟悉了,实际上避雷针本身就是一个引雷针,它是由接闪器、引下线和接地体组成的。把避雷针装到建筑物上,由于它比建筑物本身高一些,所以雷电会首先打到避雷针上,这时避雷针本身就提供了一个闪电的通道,通过引下线跟地相连的导体,把雷电的大电流引到大地中去,或者说它通过牺牲自己,保护了周围的环境。避雷针的高度要根据被保护的建筑物的高度和范围来决定。
  另外,因为引下线本身就是一个雷电的通道,所以强大的电流经过引下线,还会产生强烈的电磁辐射,这种电磁辐射,对建筑物内的电子设备还是会产生影响的,不是说装了避雷针,这个建筑物内就安全了,对于一些电子设备还要安装浪涌保护器,以防感应雷害的发生。另外,避雷针也不可能百分之百保护建筑物本身,雷电绕过避雷针而打到建筑物上的绕击现象还是会发生的,只是说打到避雷针的概率大一些,击中建筑的概率减少一点。
  雷雨天气时要尽量避免使用手机
  主持人:遭遇雷电天气的时候,我们使用移动通讯设备会不会有危险呢?
  郄秀书:从科学角度来讲,对于以手机为代表的移动通讯设备是否会引雷,目前还没有太多的证据支持这个说法,起码没有太直接的证据证实这一点。不过因为它本身是一种电子设备,在打雷的时候,很有可能会遭到损坏,所以雷雨天气时还是要尽量避免使用手机。
  主持人:当我们在野外很空旷的地方遭遇雷电时,汽车是不是一个最好的避雷场所?
  郄秀书:对,如果没有其他地方可躲避的时候,汽车确实是一个比较好的场所,因为汽车本身就是一个金属壳体,相当于一个屏蔽室,即便雷打到汽车上,电流也会沿着汽车壳体表面流动并将电流释放到地面,汽车里面是相对安全的。
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在与记者交流
  我国雷电预报与国际基本同步发展& 对雷电较好的预报可以预期
  主持人:现在以我们目前的水平,雷电可以预报吗?
  郄秀书:我觉得这是雷电研究者的一个共同目标,现在这个目标也正在逐步地实现。雷电灾害的预报,从国际上来讲都是刚刚开始,法国、美国和以色列等国都有雷电的预报,但是实际上要做好雷电的预报,其中要做的工作还非常多。比如说要想做雷电的预报首先要搞清楚雷电的发生到底跟什么因素有关系。常规的天气预报也是随着观测技术和数值模式的不断发展,以及资料和经验的慢慢积累,逐步提高预报准确率的,所以雷电灾害的预报也要有一个过程。随着雷电资料的积累,大家对雷电发生发展规律的科学认识不断提高,我觉得对雷电灾害较好的预报是可以预期的。
  主持人:那么现在我国雷电预报是怎么样一个水平呢?
  郄秀书:雷电灾害预报我们跟国际基本是同步发展的。目前基本上这种预报还是跟强对流天气的预报相结合,通过强对流天气的预报来预报雷电。对于是否能够定时定点来预报雷电,困难还是比较大的。零到两小时雷电的预警,应该说在短期之内可以有比较好的预期。
  人工引雷一方面可以研究雷电 一方面可以测试防雷设备  
  主持人:您目前也从事人工引雷方面的研究,请您介绍一下人工引雷的发展状况。
  郄秀书: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在整整二十年,应该说期间取得了很大的进步。现在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。
  最开始做人工引发雷电实验,主要还是为了研究雷电。因为雷电发生的时间和地点具有随机性,不知道什么时候发生,所以要想研究它的话,直接的观测资料是不太容易取得的。人工引发雷电使雷电在一定时间、一定地点发生,所以我们可以在雷电放电通道下部对雷电流进行测量,然后在距放电通道比较近的地方,布设不同的电磁观测设备,对闪电产生的电流、电磁光效应进行同步观测,这样有助于我们对雷电机理本身的研究,这是最初的目的。
  随着人工引发雷电技术的发展,人们也自然会想到这种技术除了研究之外还有什么用处?实际上它的用处还是比较大的,比如说对雷电防护设备的检验。为了测试避雷针或者是一些防护设备是不是能够有效地防雷,我们可以利用人为引发雷电来做一个测试,进行评估。中国科学院兰州高原大气物理研究所曾经和国家电力总公司进行过这方面的合作,之后这种工作也一直在进行,包括中国科学院和中国气象局都在做,这是其中的一个用途。
  储存利用雷电能量是否值得  
  主持人:提到人工引雷的时候,我们还有个大胆的设想,能不能控制雷电后再利用雷电的能量或者进行人工消雷?
  郄秀书:人工引发雷电技术的发展的确使得我们人类控制雷电、利用雷电的设想部分变成了现实。但是真正要想利用雷电能量或者通过人工引雷来影响雷暴发展的话,还是会有一些问题的,雷暴是一个能量巨大又不断发展的天气过程,不会因为一个人工雷电就改变了整个雷暴的发展,事实上一个雷电也减少不了多少能量。所以从理论角度来看,在一定程度上影响雷电的发生是可以的,改变闪电的属性也是有可能的,但是要想通过人工引雷来影响雷暴的能量还难有实质性的突破。
  另外,也常有人设想,利用人工引雷把雷电的能量储存起来被人类利用,我觉得这种想法是好的。但是事实上雷电的能量并不像人们预期得那样大,雷电的瞬时能量,也就是峰值功率是很大的,但因为雷电持续的时间很短,所以时间积分的效果也就是能量并不是很强。如果想利用这些能量,首先要解决的问题就是,你用什么不怕雷击的“容器”来储存这么大功率的能量,这是首先需要解决的一个问题。另外一个问题就是,这样一个并不是很大的能量,有没有必要花如此大的代价把它存起来,就是说考虑其投入产出比,是否值得,起码在现阶段,我觉得它的意义还不是很大。  
(本访谈曾于日发布于中国气象网 责任编辑:达芹)
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