当然,对于高速相机没有办法捕捉的过程,我们还有其他神器,比如通过传感器、利用射频定位的办法重构闪电放电的物理过程。就可以得到这幅重构的、非常漂亮的闪电发展图像。
通过人工引雷,我们对雷电的物理过程、现象取得了一些新的认识。在这里简单地举一个例子:它是怎样发展和传输的。
这里涉及连续传输、梯级传输两个名词,我简单地介绍一下。连续传输比较好理解,它持续地往前发展放电通道;而梯级传输则是间歇性的停顿,往前跳一步、再停顿、再往前跳一步地发展放电通道。
一直以来,我们都认为通道中聚集正离子的所谓正极性通道是连续传输的,而通道中聚集负电子的所谓负极性通道是梯级传输的。但是,后来少量的观测证据对此提出了质疑。
人工引雷可以很好地回答这个问题,比如我们可以精确地获得它放电的电流参量;我们也可以做不同距离、不同地方、不同频段的电磁辐射探测;因为它发生的位置是已知的,我们也可以开展更快、更高速的高速摄像。这就系统地回答了正极性通道实际上也客观地存在着梯级传输的特征。
说到这里,大家可能觉得非常枯燥,甚至有一点无聊,觉得把这些问题搞清楚有什么意义?这个问题跟我有什么关系?我一度也只能用“哪里存在未知,我们就要去解决它”来回答。直到后来我们发现,早期通道的梯级特征可以作为发生雷击的一个先兆信号,预测雷击会在很快的时间段内发生。
通过探测先兆信号,我们就有可能提前启动防御动作,避免雷击的伤害。这种技术已经在研发和测试阶段,特别希望在未来它能够实实在在地对降低雷电灾害发挥有用的效果。
除了对科学问题进行探索和研究以外,人工引雷实际上还可以测试防雷技术。换句话说,我们的防雷技术到底有没有用,可以通过引雷的办法打一打来进行检验。
在通讯行业,通讯信号塔遭雷击的问题非常令人头疼,于是就委托我们做人工引雷的实验。
当然问题也来了。左图是传统人工引雷的设置,它是在地面进行的,而这个实验要把雷引到10层楼高的信号塔塔尖上。那我们是不是要把火箭平台搬到塔顶上呢?那么狭小的空间显然是不现实的。经过一系列的论证和方案的提出,最终我们提出采用“拆桥”的思路,就是在传统的方案中把“电”先断掉。那怎么做呢?