科学认识雷电用途多多

深蓝色的畅想

《中国科学报》：人工引雷的主要用途是什么？

郄秀书：目前为止，人工引雷的最主要的目的还是为了更科学地认识雷电。人工引雷可以在一定的时间和空间可控状态下进行，为集中多种观测设备对雷电进行直接和近距离测量提供了条件，比如：雷电的放电电流直接测量和近距离电磁场的测量，从而有助于解雷电的物理过程和电荷传输特征、放电强度、电磁辐射特征，以及雷电与地面目标物的相互作用等。随着人工引雷技术趋于成熟，人工引雷实验不仅在科学研究发挥着重要作用，也在通讯、石化、电力等行业的雷电防护技术测试，以及雷电定位系统的效果评估等方面得到了应用。当然，我们雷电研究的目的，也希望有朝一日能更好的干预和影响雷电、控制雷电，甚至安全利用雷电，但这都要建立在对雷电的科学认识之上。

《中国科学报》：如何做“真实条件下的雷击防护测试”？

郄秀书：以往，雷击防护设备的有效性测试主要基于高压实验室模拟的长间隙放电开展，但实验室的模拟雷击很难同时构建自然雷电“高电压”“大电流”等特征，与实际雷击环境是有差别的。人工引雷除了不能再现自然雷电击中地面时的首次回击及其之前的过程以外，其他放电过程与自然雷电是几乎相同的，属于自然雷暴天气条件下的真实雷击。由于位置确定，便于对雷击致灾的关键参量进行测量、并对雷击防护设备的性能进行测试评估，获取重要的测试数据从而支撑相应雷电防护技术的提升与完善。已开展的测试对象包括通讯、电力、石油化工等行业当中雷击敏感设施（如通讯基站铁塔、输电线路、储油罐等）的防护系统等。

《中国科学报》：“雷电定位系统”是什么，它主要发挥哪些作用？

郄秀书：雷电定位系统主要是用于确定雷电发生的时间、位置、强度和类型等特征的一种雷电测量装置。通常是利用相距一定距离的多个测量站来同步测量雷电放电过程产生的不同频段的电磁波，再通过一定的定位原理和算法设计，来反演确定放电事件的发生时间、位置等信息，它是观测和定量研究雷电的重要基础，也是进行雷电监测预警的重要手段。

根据目的不同，可以建立不同类型的闪电定位系统。比如，对于科学研究来说，关心的是闪电发展传输的全过程，需要对一次闪电放电的全过程进行高精度高时间分辨率的三维成像定位，近10年来，类似的定位系统在国内外研究机构中发展非常迅速。而对于业务化的闪电监测而言，可能更关心地闪打到地上的时间、击地位置、峰值电流强度等，这些信息可帮助进行森林雷击火灾的判别，雷击输电线路故障点查找等。业务化的闪电定位系统在气象、电力、林业、航空等部门都有广泛的应用，甚至在航天发射中也都配备有雷电定位系统。