雷电是发生在雷暴天气条件下的一种瞬时放电现象。近年来，随着城市高层建筑的兴起和微电子设备的大量采用，雷电流及其强电磁辐射所造成的危害愈来愈严重。目前，尽管多种雷电保护措施的采用在一定程度上防止了直击雷害和间接雷害的发生，但由于对雷电的发生机制、物理过程及其基本参量的认识和积累不足，直接影响了雷电防护设计的发展和完善。 

 

　　随着科学的发展，“人工引发雷电”逐渐引起了科学家的关注，并逐渐成为了探索雷电的最直接方式。

 

　　揭开雷电“神秘面纱”

 

　　开展人工引雷技术研究有什么意义？简单地说，由于自然雷电在一定时空尺度上发生、发展的随机性和瞬时性，击中某一固定目标物的几率很低，使得对雷电流及其近距离电磁场的直接测量十分困难，对其物理过程的认识和科学的防护也受到制约。因此，我们通常借助于时间和空间可控状态下的人工引雷技术，对雷电流及其近距离电磁场变化特征进行观测研究和详细分析，可谓揭开了雷电发生机制、物理过程等的“神秘面纱”。

 

　　人工引发雷电按照触发方式的不同分为传统触发闪电和空中触发闪电。研究表明，人工引发雷电的研究结果可以应用到自然地闪放电过程的研究中，尤其是对闪电电流参数的测量，对于闪电物理研究、雷电定位系统的改进以及雷电防护研究等都具有重要的意义。

 

　　在世界先进中亮出“特色牌”

 

　　最早的人工引发雷电很可能是由美国的Brook等人提出的。60年代初，美国科学家通过发射拖带接地金属丝的小火箭在海上首次引雷成功，此后，该技术逐步在闪电物理及雷电防护研究领域中得到应用。而陆地上首次成功的人工引发雷电于1975年在法国实现。在以后的几十年里，中国、日本和巴西都陆续进行了人工引发雷电实验。

 

　　在我国，中国科学院寒区旱区环境与工程研究所研究人员曾利用人工引发雷电技术对雷电流及其电磁场进行了多年野外实验。自1989年以来，先后在北京、江西、上海、广东、山东等地成功引发雷电60余次，得到了人工引发雷电的基本过程，发现了南北方人工引发雷电的差别。

 

　　通过观测研究发现，中国南北方的人工引发雷电的放电特征有所不同：南方人工引发雷电一般包括多次回击，峰值电流达到1万安培以上；而北方山地单体雷暴的人工引发雷电的放电电流以持续几百毫秒的连续电流为特征，电流峰值只有几百安培。此外，由于实验中可以较准确地确定触发闪电的发生时间及接地位置，因此可以直接对闪电通道底部电流进行测量，并且可以对闪电不同水平距离的电磁场和光学特征等进行同步观测，从而极大地促进了闪电物理研究的发展。

 

　　经过二十多年的努力，目前，世界上仅有美国、法国、中国、日本、巴西五个国家掌握了此项技术，而我国人工引雷技术和雷电研究也已达到世界先进水平，并在人工引雷实验中保持着自己的特点和优势：火箭技术先进，安全性高，装有特殊设计的降落伞，可防止降落后对地面物体造成伤害；实现了近距离严酷电磁环境条件下的雷电测量，可在几十米的近距离内，对雷电的强电磁辐射场及10万安培的高电流进行直接测量，体现了较高的安全防护水平。

 

　　不可忽视的“防灾功臣”

 

　　随着人工引发雷电技术的快速发展，人们也自然会有疑问：这种技术除了研究之外还有什么用处？实际上它的用途很多，对雷电防护设备的检验就是其中之一。

 

　　众所周知，随着高新技术的广泛应用，雷电防护的要求也越来越高，而且对于雷电这种特殊的自然灾害而言，室内条件与室外相差极大，所以对各种各样的避雷针、消雷器以及雷电防护器件等防雷设施进行直接的雷电试验是十分必要的。人工引雷技术为这样的试验提供了良好的条件，特别是空中人工引雷试验的成功，为我们提供了更类似于自然闪电的可控雷电源，使各种雷电设施的检验和测试试验成为可能。如在人工引雷点附近放置避雷针，观测人工引发闪电是首先移向避雷针还是其他物体，以检测避雷针的吸引能力和保护范围，以及对不同结构的避雷针进行相互比较；对各种消雷器产生的电晕电流进行观测，检验其消雷能力以及各种防雷器件的可靠性等。

 

　　关于这方面的应用研究，法国和日本进行了大量的试验研究并取得了多项成果，中国科学院兰州高原大气物理研究所和国家电力总公司也曾经就此方面进行过合作。此外，中国科学院和中国气象局也正在将这项工作进一步推进。

 

　　另外，我国地形地貌千差万别，不同地区的雷电强弱差别很大。因此，如何因地制宜进行科学的雷电防护，制订出具有我国自主知识产权的防雷标准，不断积累不同地区雷电流及其电磁场数据是十分重要的。当然，这项工作也需要我们进一步开展并将长期坚持。