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野外激光引雷试验

发布人:admin   发布时间:2019-06-11   作者:   资料来源:

      目前从事引雷研究的小组很多,但只有大阪大学为中心的研究小组进行了正式的野外激光引雷试验。他们在常有冬季雷发生的日本北陆地区的一小山上建起一座50 m高的铁塔。当雷云过顶时,他们将激光聚焦于塔顶上,试图进行引雷(Wang等,1995a,Uchida等,1996)。为了弄清楚塔顶上是否确实存在有足以让激光等离子体通道在此触发放电所需要的电场强度,他们测量了多次雷暴过顶情况下的塔顶电场。结果表明塔顶上的电场强度大约比地面电场大两个数量级。雷暴期间塔顶上确实存在有大于前节中讲到的CO2激光等离子体通道触发放电所需要的电场强度。
      图8-12是晴天时在塔顶上产生的等离子体通道的照片。通道的长度大约为5 m。雷云过顶时,他们尝试了多次诱雷试验,结果都是以失败而告终。追究其原因发现,每次雷云过顶时,塔顶上产生的等离子体通道都很弱,远远弱于晴天时的等离子体通道。原来雷云过顶时塔顶上存在较强的电场,受电晕放电除尘的影响,塔顶附近的尘埃将被清除得一干二净。如前所述,若是没有尘埃在空气中,则需要最大能量的激光才能产生等离子体通道。可是他们实验中所用的激光器还不足以达到这个强度。为了引雷在塔顶上需要有强电场,可是有了强电场又会导致塔顶附近尘埃消失,从而是不能在此产生等离子体通道。这个相互矛盾的现象是他们不能成功引雷的主要原因。另一方面,雷云过顶时,受雪和雨的影响,激光衰减得很厉害,估计这也是不能成功引雷的原因之一。
      为了进行通过激光产生的上行先导去引导自然地闪中的下行先导,从而使雷电击到安全地点的试验,大阪大学研究小组利用自然放电中的先驱放电来触发激光(Wang等,1995,Uchida等,1996)。
      当下行先导向下传输时,受静电感应作用,塔顶电场也会变得很强,此时发射激光有可能触发上行先导。上行先导与下行先导通过相互间的电场作用,可能会相互吸引,最终连接到一起,从而使雷电击到铁塔上。在很多次这样的试验中,确实有几次试验激光发射后不久雷电击到铁塔上(Uchida等,1996)。因而大阪大学研究小组宣称首次激光引雷成功。可是也有可能,即使没有激光等离子体通道,雷电也会击到塔顶上,只是由于采用了雷电的先驱放电作为激光的触发信号,使得激光与雷电“同步”到一起。所以仅凭上述结果,说激光引雷已获成功尚属过早。