雷电灾害能否变“害”为“利”

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作者：[贵州科比特防雷产品部] 人气：发表时间：2019/1/5 16:22:05

　　近年来，随着极端天气的日益增多，雷击事件也越来越频发。在科技发达的今天，避雷针不能帮我们挡去雷电的侵害吗？雷电是否也可以预报？据了解，人们并不是对于雷电无能为力，人工引雷就是人类影响雷电的一个手段。人工引雷有什么用途？人类可以人工引雷，是否也可以人工消雷？雷电所释放的巨大能量，我们是否有能力将其善加利用？
　　据国家减灾委办公室统计，仅今年7月，我国就有60人因雷击死亡。据国家气象局统计，我国每年有将近1000人遭雷击死亡，雷击造成的直接经济损失近10亿元，雷电灾害已成为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。
　　雷电事故成为第三大气象灾害
　　辽宁日报：近日屡屡出现人被雷击的事件，据国家减灾委办公室统计，今年7月份有60人因雷击死亡。近期雷电给我们带来这么大的损失，是否是因为我们正处在雷电的高发期？
　　郄秀书：从每年中国气象局给出的雷电灾害调查来看，每年都有近万次雷电事故。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。
　　辽宁日报：为什么在经济发达地区，雷电会造成更多的财产损失？
　　郄秀书：从雷击的角度讲，可以把雷电造成的灾害分为直击雷害和雷击电磁脉冲辐射造成的间接雷害。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，而雷击电磁辐射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。
　　辽宁日报：在城市，雷电造成的人员伤亡较少，是否是因为避雷针起了作用？
　　郄秀书：避雷针是建筑物防雷装置的一部分，其本身不构成一套完整的防雷装置。对于直击雷而言，闪电击中避雷针后，通过防雷引下线以及接地装置将雷电流泄放入地，从而达到雷电防护的效果。一方面，城市建筑物的防雷措施较农村地区要好一些；另一方面，城市的建筑物相对密集，雷雨时可提供比农村开阔地势情况下更为有效的遮蔽。
　　需要指出的是，避雷针实际上是一个引雷针，它的作用是把雷电引向自身，从而保护周围物体免遭雷击。但由于雷电发生发展存在时空随机性和强度上的差异，避雷针并不能百分之百保护附近的人和物体免遭雷电的危害。此外，如果接地系统不良，电流无法顺利向大地泄放，也将导致雷击事故。即便有避雷针，雷电流在引下线导入大地的过程中产生的电磁辐射也会对建筑物中的电子设备产生破坏作用，电子设备的保护是必不可少的。
　　人工引雷已从理论走向实践
　　辽宁日报：现在，雷电造成如此大的损失，作为仅次于暴雨洪涝、气象地质灾害的第三大气象灾害，我们不禁要问一句，雷电是否可以预报？
　　郄秀书：这是雷电研究者共同关注的一个重要课题。实际上，要做好雷电的预报，其中要做的工作还非常多，比如我们要搞清楚雷电的发生到底跟什么因素有关系，而对于这些相关因素的探测是否足以提供准确的预报信息。常规的天气预报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，我觉得对雷电较好的预报是可以预期的。
　　目前，对雷电灾害的预报基本上还是跟强对流天气的预报相结合，通过对强对流天气的预报来预报雷电。中国气象局正在探讨利用大气电场仪、雷电监测、天气雷达等资料相结合的雷电临近预警方法，并有初步预报结果。
　　辽宁日报：200多年前，本杰明·富兰克林曾用一只简陋的小风筝，成功地把“天电”从空中引下。富兰克林的尝试与如今的人工引雷类似吧？
　　郄秀书：有点像，富兰克林放飞的是用金属丝牵引的风筝，而如今的人工引雷是发射专用的引雷火箭。人工引雷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，向雷暴云体发射拖拽金属导线的专用引雷火箭，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。我国是继美国、法国之后全球第3个实现人工引雷技术的国家，在1975年首次人工引雷成功，目前掌握这项技术的还有日本和巴西。
　　辽宁日报：据了解，人工引雷已是一个比较成熟的技术手段，它的主要用途是什么？
　　郄秀书：最开始做人工引发雷电实验主要还是为了研究雷电。因为自然雷电发生的时间和地点具有一定的随机性，所以要想研究它的话，直接的雷电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。另外，可以借助人工引雷实验对雷电监测、定位系统的精度进行检验。
　　消雷储电大功率“容器”是关键
　　辽宁日报：人工引雷的成功让我们看到，人类已经可以影响雷电了，而不是只会被动防范。我们可否通过人工引雷，把雷电引到某地，从而减少其他地区的雷电？
　　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，还是有很大的困难。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。
　　辽宁日报：面对天灾，不少人提出疑问，是否可以利用科学技术消雷呢？
　　郄秀书：人们通常想法中的消雷的意思是将雷电消除。从科学的角度来看，人们所说的人工消雷说法并不准确。目前人工消雷只是一个设想或者一个愿望，实际上，很难做到消除雷电。
　　人们说的消雷可能可以从两个方面来理解，一是将本该在A处发生的雷电，通过人工引雷，使它提前在B处发生，从而降低A处雷电的产生率。第二就是通过形成一些云内的弱放电，来减少强烈放电的发生，比如：利用一定的技术在雷暴云内散播一些导电的物体，使雷暴的电能通过一些弱击穿放电的形式在云内发生，使得打到地面上的雷电减少。目前这些都还只是一些设想。
　　辽宁日报：雷电所产生的能量非常大，我们是否可以将其收为己用？
　　郄秀书：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的那样大，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，利用的价值不高。同时如果想利用这些能量，首先要解决的问题就是，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。

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