人雷之战

颜士州

在我们这个地球上，平均每秒约有100次雷电落地。仅一次雷电就可产生数十万安培的电流和上百亿瓦特的能量，其热量可以达到太阳表面温度的3～4倍。如果把雷击点的热能聚集起来，熔化一个直径4～6毫米的钢球只要一瞬间。可见，雷霆万钧之说绝非夸张。

雷电之力，可以摧毁破坏高层建筑，扭曲坚韧的金属板，劈裂粗大的百年老树，击毙来不及躲避的人畜……据统计，全球每年约有4 000人惨遭雷击，著名建筑物毁于雷击的事件也屡见不鲜。如纽约大厦就曾在20分钟内被雷击9次。至于家用电器和牲畜被击事故，那就更多了。

对付雷电的避雷器

1775年，世界上出现了一个用风筝主动捕捉雷电的人——美国科学家富兰克林，他是揭开雷电之谜的第一个人，也是发明避雷器的第一个人。然而他却在一次引雷中被雷击中去世。

有趣的是，避雷器的发明者富兰克林认为，避雷器的顶端应是尖的。而对任何事情都抱否定态度，特别是对雷电一窍不通的英国国王乔治三世则认为避雷器的顶端应制成圆截面。因此在过去的很长时间内，美国人使用的避雷器顶端是尖的，而英国人使用的避雷器顶端是圆截面的。喜欢折中的法国人使用的避雷器则介于两者之间，顶端是尖圆形的。但是，近年来美国物理学家查理·莫尔博士通过大量实验证实：顶端是圆截面的避雷器引受雷电的能力要强得多，效率要比尖形的高两倍。相反，尖状避雷器在它的顶端会产生强烈的电离“罩”，这种电离罩能将雷电向外反冲。

其实，科学家已经弄清，不管避雷器顶端是何形状，由于避雷器把雷电引入地下的“引下线”的根数、长度有限，很难保证超高层建筑物顶部免遭雷击。于是，科学家又研制出性能更好的避雷带和避雷网等新型防雷设施。近年来又发展到直接利用建筑物的钢筋混凝土构件中的钢筋作为接地装置来防雷，这种“暗笼式避雷网”的防雷方式有众多的引下线，是一种更加经济、美观和安全的方法。

然而，避雷器总是有限的，不可能到处都安上避雷器。为了更深入地探索雷电的许多奥秘，科学家们又开始了新的研究。

实验中的雷电

实验室中的雷电是通过巨大的静电发生器来获得的。在实验室中，由静电发生器产生的雷电的某些主要数据(如电位差、电流强度、闪电通道、温度等)和大自然中的状况相似，同时还设计了一些和人体特点相似的模特儿。

大家知道，人的皮肤的表层是较好的绝缘体，但皮肤的里层却是较好的导体。每一个人都有着一定的电阻，一般在几千至几万欧姆之间，电阻大小又决定于许多因素：如皮肤是干燥的还是湿润的；性格是安静的还是急躁的(据研究，安静的电阻高，急躁电阻低)等等。当人体一旦处在高压环境中，其电阻会相应降低，由于雷电是在高电位差情况下产生的，人体在雷电电流下的电阻只有300欧左右。所以，实验用的模特儿必须根据人体的这些特点制作。模特儿是用塑料制成的，表面上涂一层薄薄的绝缘层，这层绝缘层是模仿人体的皮肤制作，这样科学家就可以在实验室中研究雷电对人体的作用了。

日本的科学家在人体模特儿上进行了许多试验，如让模特儿浑身潮湿；让模特儿戴上手表、发夹、钥匙；让模特儿在雷雨情况下接触某些生活设施等等。实验表明：击中模特儿的雷电，常常是击中固定在模特儿身上的金属物体，而没有佩戴金属物体的部位，很少会被雷电击中。

科学家们通过实验室人造雷电的模拟研究和实际调查，得到一些预防雷击的新知识：当你在田野中遇到雷雨时，最好把身上所有的金属物品收拢在一起放在远处，而自己应坐在地上或凹坑中；雷雨时不要打电话和接触自来水管；雷击经常发生在水位高和特别潮湿的地方；地下水出口和金属管较集中交叉点易于落雷；铁路集中枢钮、铁路终端和高压线路的转角处容易落雷；天线、旗杆、铁扶梯、屋顶金属栏杆及大树也容易落雷等。

这一系列防雷击方法虽然有效，但都是在雷电发生之后才采取的。能否在雷电发生前就采取必要的对策呢？

雷电预报

近年来，美国科学家发明了一种预报雷电的研究系统。研究系统在美国设有8个站台，每一个站台有一部大的天线和无线电接收机，还有一架小的计算机，所有的计算机都和纽约州的大计算机相连。各预报站使用天线和无线电来收听雷电轰击地面时的声音、计算机则记录下雷电轰击的地点。每个站台对它周围地区所发生的雷电加以分析，然后汇报给中心站。中心站的大计算机再汇总各站台的情报，绘制天气图，标出雷电发生的位置。人们可以利用这个天气图，事先避开危险的雷电区。

最近，法国富兰克林雷雨气象公司也研制成功了一套预报雷电的系统装置，从而使法国成为世界上第二个可以在雷击出现前几小时就能发出预报的国家，雷电预报的范围在1～3公里。

这个雷电预报系统，用一种很灵敏的传感器去探测闪电发出的电磁光。传感器里有一台计算机，可以分析接收到的闪电波，排除其中的“声音”，只录下闪电中各种弧光特有的符号信息。每台传感器可以收到800公里远处的闪电波。分别放置在各地的传感器，它会把接收到的信息，通过空间资料中转网自动传送到设在巴黎的一个计算中心。在那里，经过对闪电波幅、它们的入射角、偏振的分析、测算、对照和处理，了解每次雷击放电的特点，确定其地点、时间、波幅、弧度等等。然后，再经过对声响力度和向量的测算，确定该地区上空雷雨面的轨线，这样就可以在打雷前几小时发出雷击点的预报。