新型火箭彈人工影響積云內(nèi)外電場(chǎng)試驗(yàn)

關(guān)屹瀛，張 洋，楊 帆，官福順，滕 浩 ，劉 穎，熊 峰

（1.黑龍江省氣象局機(jī)關(guān)服務(wù)中心，黑龍江 哈爾濱 150030；2.黑龍江省人工影響天氣辦公室，黑龍江 哈爾濱150030；3.黑龍江省氣象數(shù)據(jù)中心，黑龍江 哈爾濱 150030）

1 引言

雷電災(zāi)害被聯(lián)合國(guó)列為 “最嚴(yán)重的十種自然災(zāi)害之一”[1]。 最早成功進(jìn)行人工觸發(fā)閃電試驗(yàn)要算是由Newman 于1966 年在里弗羅里達(dá)海洋上進(jìn)行的，此后用向雷暴云發(fā)射拖帶細(xì)金屬導(dǎo)線的方法成功地實(shí)現(xiàn)了人工引發(fā)雷電[2]。 法、日、美以及中國(guó)都進(jìn)行了人工引雷實(shí)驗(yàn)及綜合測(cè)量，20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，又進(jìn)一步發(fā)展完善了所謂“空中觸發(fā)”引雷技術(shù)，這樣當(dāng)細(xì)金屬絲被火箭帶到空中后， 在其上端及下端與尼龍線的連接處會(huì)在雷暴云電場(chǎng)作用下分別激發(fā)起上行和下行先導(dǎo)， 它們?cè)诃h(huán)境電場(chǎng)作用下分別向雷暴云和地面雙向傳輸[3]。

然而火箭拖帶金屬銅絲或者鋼絲引雷存在嚴(yán)重不足：(1)因拖帶牽引線，故只能垂直發(fā)射，所以發(fā)射角很小，且不機(jī)動(dòng)。 (2)存在極大安全隱患。 若引雷沒(méi)有成功的話， 銅引線在降落過(guò)程中如搭接到高壓電線或行人身上都將造成極大危害。 基于上述有線火箭觸發(fā)閃電的不足, 研發(fā)了一種新型無(wú)線消雷火箭彈，該火箭彈通過(guò)影響云內(nèi)外電場(chǎng)，進(jìn)而達(dá)到消除或減弱雷電活動(dòng)，從而避免雷擊災(zāi)害。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

（1）火箭彈及發(fā)射系統(tǒng)：江西新余國(guó)科生產(chǎn)的XL-1 型火箭彈及8 管機(jī)動(dòng)發(fā)控系統(tǒng)。

（2）大氣電場(chǎng)儀：北京華云東方探測(cè)技術(shù)有限公司生產(chǎn)的AEFI 型大氣電場(chǎng)儀。

（3）車(chē)載雷達(dá)：安徽四創(chuàng)電子股份有限公司生產(chǎn)的SCRXD-01M 型車(chē)載X 波段全相參多普勒天氣雷達(dá)。

3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

2019 年8 月，歷時(shí)24 d 在伊春鐵力進(jìn)行了新型火箭彈對(duì)云內(nèi)外電場(chǎng)野外試驗(yàn)。

（1）8 月 21 日上午：衛(wèi)國(guó)村野外實(shí)驗(yàn)。天氣：大雨

實(shí)驗(yàn)情況：

第 1 枚火箭彈 7 時(shí) 55 分 05 秒發(fā)射， 第 2 枚 7時(shí) 55 分 13 秒發(fā)射，第 3 枚 7 時(shí) 56 分 20 秒發(fā)射。 一分鐘后，雨明顯增大。 第4 枚8 時(shí)16 分 03 秒發(fā)射，第 5 枚 8 時(shí) 18 分 27 秒發(fā)射。 第 6 枚 8 時(shí) 50 分 48秒發(fā)射，第7 枚8 時(shí)56 分34 秒發(fā)射火箭彈。由大氣電場(chǎng)儀記錄的數(shù)據(jù)，整理得到圖1。

圖1 8 月21 日上午新型火箭彈對(duì)地面大氣電場(chǎng)影響

8 月21 日下午：鐵力工農(nóng)鄉(xiāng)野外實(shí)驗(yàn)。 天氣：晴轉(zhuǎn)雨

實(shí)驗(yàn)情況：

第 8 枚 13 時(shí) 47 分 27 秒發(fā)射火箭彈，第 9 枚 13時(shí) 48 分 20 秒發(fā)射火箭彈， 第 10 枚 13 時(shí) 48 分 52秒發(fā)射火箭彈。

從雷達(dá)圖可以看出，因目標(biāo)云距發(fā)射點(diǎn)較遠(yuǎn)，故發(fā)射點(diǎn)測(cè)得電場(chǎng)值也小， 火箭發(fā)射對(duì)發(fā)射點(diǎn)附近的電場(chǎng)影響也小。

第 11 枚 19 時(shí) 34 分 40 秒發(fā)射火箭彈，第 12 枚19 時(shí)36 分41 秒發(fā)射火箭彈。 由大氣電場(chǎng)儀記錄的數(shù)據(jù)，整理得到圖2。

圖2 8 月21 日下午，新型火箭彈對(duì)地面大氣電場(chǎng)影響

（2）9 月 1 日上午：鐵力工農(nóng)鄉(xiāng)野外實(shí)驗(yàn)。 天氣：小雨轉(zhuǎn)多云

實(shí)驗(yàn)情況：

第 1 枚火箭彈 11 時(shí) 29 分 29 秒發(fā)射，第 2 枚 11時(shí) 30 分 25 秒發(fā)射，第 3 枚 11 時(shí) 32 分 40 秒發(fā)射。

由大氣電場(chǎng)儀記錄的數(shù)據(jù)，整理得到圖3。

圖3 9 月1 日上午新型火箭彈對(duì)地面大氣電場(chǎng)影響

從圖中可以看出11 時(shí)29 分左右發(fā)射3 枚火箭彈后，地面電場(chǎng)由正變負(fù)，出現(xiàn)了大幅度的下降。

9 月1 日下午：鐵力工農(nóng)鄉(xiāng)

實(shí)驗(yàn)情況：

第 4 枚火箭彈 16 時(shí) 24 分 23 秒發(fā)射；第 5 枚 16時(shí) 27 分 36 秒發(fā)射； 第 6 枚 16 時(shí) 28 分 37 秒發(fā)射；第 7 枚 16 時(shí) 29 分 26 秒發(fā)射；第 8 枚 16 時(shí) 31 分 30秒發(fā)射； 第 9 枚 16 時(shí) 31 分 45 秒發(fā)射； 第 10 枚 16時(shí) 32 分 08 時(shí)發(fā)射；第 11 枚 17 時(shí) 38 分 52 秒發(fā)射；第12 枚17 時(shí)40 分 37 秒發(fā)射火箭彈。

由大氣電場(chǎng)儀記錄的數(shù)據(jù)，整理得到圖4。

圖4 9 月1 日下午鐵力工農(nóng)鄉(xiāng)新型火箭彈對(duì)地面大氣電場(chǎng)影響

4 結(jié)論

新型火箭彈經(jīng)過(guò)特殊處理后， 通過(guò)播撒金屬或非金屬導(dǎo)體粉末，使云內(nèi)外電場(chǎng)的絕對(duì)值減小，云內(nèi)外電場(chǎng)值越大，新型火箭彈對(duì)其電場(chǎng)影響亦越大，反之，云內(nèi)外電場(chǎng)值越小，新型火箭彈對(duì)其電場(chǎng)值影響亦越??；新型火箭彈有增雨效果；新型火箭彈可以在某一時(shí)段內(nèi)實(shí)現(xiàn)人工減弱、甚至消除雷電活動(dòng)。 該成果的應(yīng)用將為海上艦船、 火箭發(fā)射以及林區(qū)提供有效的主動(dòng)雷電防御手段， 從而有效降低雷電給人類(lèi)造成的災(zāi)害。