雷電如何探測?
透過記錄閃電和雷聲之間的時間差,可以判斷雷電的方向和時間,這便是雷電的人工目測方法。而雷電的自動觀測就要用到閃電定位系統了,其中的關鍵裝置就是閃電定位儀。
一次閃電雷擊過程會導致電場和磁場的強烈變化,閃電定位儀可以透過測算這些變化來對閃電進行定位。
目前定位的方法主要有兩種:一種是方位測定法;另一種是時間到達法,也可以兩種方法結合。
方位測定法是利用一對正交的磁場線圈,測定閃電所在的正確方位。透過三個閃電定位儀測定的方位找出相交的位置,就是閃電發生的位置。這種方法對三個探頭的準確度要求非常高,任何一個出現誤差,他們都不能匯聚在一個點,那麼閃電就發生在這個三角區域中。
時間到達法主要是透過測定閃電的電磁波從落地點傳播到探頭所需要的時間,從而確定閃電的方位。實際上這種方法只能測定閃電到達任意兩個探頭之間的時間差,從而在這兩個探頭間繪製出一個雙曲線,這個曲線上任意一點距離兩點的時間差都相同,那麼三條雙曲線的交點就是閃電的位置。
目前我國的閃電定位儀中,以時間到達法更多,也有兩種方法結合的。
從上面我們看到,無論哪種方法都需要三個或以上的閃電定位儀,這也是一開始為什麼我們說現在的閃電觀測使用的是閃電定位系統。閃電定位系統是一個網路系統,它所覆蓋的範圍越大,資訊通訊越先進,定位精度就越高,同時也能滿足使用者對資料實時性的要求。
人工引雷
就在我們忙著躲開雷電的時候,有這麼一群人她們在忙著引雷。
2021年7月12日,中國科學院大氣物理研究所在山東濱州,開展了一場人工引雷試驗。一架小火箭拖拽金屬導線快速升空,觸發閃電後,雲中的電荷就沿著拉直的導線直接傳向地面。達到引雷效果。
自然界中,絕大部分雷電發生於強對流雲中。人工引雷就是把即將發生的自然雷電,提前幾十到幾百毫秒人為誘發到指定位置,使其在指定的時間和指定的地點發生。
為什麼要引雷?
其實主要是為了避雷。在雷暴天氣中,我們提前將雷電引到偏遠安全的地方,提前釋放電荷,這樣對流雲中的電荷就所剩無幾了,避免出現雷電在不確定的地方造成突然的災害。未來在人工引雷的基礎上我們也可以有效地儲存和控制雷電。
- 作者資訊 -
沈越婷北京市懷柔區氣象局
排版 | 蘿蔔娟
稽核 | 六朵 蒼翼蝴蝶 淡定珠子
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