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既然能防雷 能不能造个“雷神”?

发布时间: 2016-05-20 16:32:05 | 来源: 中国天气网 | 作者: | 责任编辑: 刘心源

中国天气网独家报道春末夏初,伴随着一场春雨一场暖,天空也一天比一天热闹。一声巨雷、一道闪电,常常劈出不少悲剧。不过,数据帝今天不聊悲剧,咱们来聊聊悲剧之外的雷电,它能劈出氮肥劈出负氧离子,甚至劈出新能源。顺手赠送全国以及全球雷电地图,一眼看明白哪里最“雷”。

雷电瞬间功率是三峡水电站的50倍左右

雷电雷电,有雷声有闪电,而给我们制造麻烦的主要是闪电,并且是云地闪。咱们平时看到的大多数闪电都是云中闪,这种情况就好比看天上神仙大战,噼里啪啦很热闹,一般也不会造成什么危害。但是,如果他们打着打着不小心劈到地面上,就是云地闪了,它是雷击事故的元凶,防雷防的主要就是它。

一般云中闪与云地闪的发生比例为3:1,云层中水汽发生冻结的高度越低,越容易产生云地闪。在热带地区的冻结高度较高,云中闪和云地闪的比例约为9:1;而在北纬60°的挪威,该比例为1:1。我们都知道雷电制造悲剧靠的是电,那这些电能不能拿来用呢?

数据帝:既然能防雷 能不能造个“雷神”?

其实,雷电所蕴藏的能量在极短的时间就释放出来,其瞬间功率是巨大的。超级闪电发生时两端平均电压可以达到1000万伏,平均电流10万安培,那么在闪电的一刹那,功率可达10亿千瓦,甚至更高。而我国最大的三峡水电站的装机容量才2240万千瓦,闪电的瞬间功率大约是三峡水电站的50倍左右。

可惜,闪电的放电时间极短,平均持续时间0.25秒,一次闪电的能量约7万千瓦·时(度),而平均一小时北京城市用电量达到180万度。一次雷电释放出的总能量,远远不够北京一小时的城市用电量。但在地球上每一秒钟就会产生44-45次闪电,全年14亿次闪电,如果将这些电能进行持续收集,其实是一个非常可观的能源。而早在200多年前,就有人试过收集雷电。

人工“用”雷现实吗?

富兰克林是第一个提出用实验来证明天空中的闪电就是电的的科学家。不过,没有证据表明他把这个实验付诸了行动,如果被真的雷电电到的话,很可能就没有后来的富兰克林了。

数据帝:没想到你竟是这样的雷电

不过,富兰克林提出的这个引导闪电的想法后来被法国人实现了。1752年5月法国的布丰伯爵托马斯·弗朗索瓦·狄阿里巴(名字长到没朋友),在巴黎北边的玛丽村竖起了一根12米长的金属杆,下面插进一个空酒瓶。金属杆被闪电击中后,一位助手前去查看,结果烧伤了手指,还产生了一股硫磺味。实验证明,闪电与人造的电是一样的。这次实验也是人类对云地闪的首次探索和研究。

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随着科技的进步,现代已有中国、美国等几个国家掌握了人工引雷技术。在雷暴条件比较成熟的情况下,向空中发射一个拖拽金属丝的小火箭,雷电沿着这个导线打到地面上,这样本来随机乱来的自然雷电就变得可控制了,也给了我们近距离研究雷电的机会。

不过,目前人工引雷主要是研究如何防雷,“用雷”尚未实现,因为没有容量巨大的电容器来收集雷电。

雷电地图告诉你哪里最“雷”

如果要研究如何“用雷”,那就最好了解到哪里机会最多,数据帝这么贴心当然替你扒好了。

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NASA有研究表明,在全球范围内闪电分布极不均匀,大概70%的闪电发生在热带地区的陆地上。刚果(金)及其周边国家是全球雷电最多发的地方,因为来自大西洋的暖湿空气遇到陆地上的山脉阻挡,空气上下对流非常旺盛。

其中,最常发生雷击的地方是位于刚果民主共和国东部山区的小村庄kifuka,海拔约975米,这里平均每年每平方公里约有158次雷电袭击。

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虽然我国没有进入世界雷电高发区的榜单,这不代表我们国家雷电不多。每年6-8月,云南、广西、广东、海南、青藏高原中部都属于雷电高发地区,平均一个月有超过10天出现雷电。因雷电频发而得名的广东雷州,平均一年有接近80天出现雷电。

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  这样的雷电你肯定不知道

除了新能源的潜质,雷电还有少有人知的好处,比如产生氮肥。据测算,全球每年因雷电落到地面的氮肥有四亿吨,如果全部落到陆地上,等于每亩地施了约二公斤氮素,相当于每亩地节约了大约30块钱的肥料钱。全球陆地面积大约是1.49亿平方千米,这简直是省钱王道啊。

再比如,雷电可以净化空气。世界卫生组织规定清新空气的负氧离子标准浓度为每立方厘米1000-1500个。有研究表明,有雷电日的负氧离子浓度明显偏高,日平均负氧离子浓度比无雷电日多500多个,堪称天然空气净化器。

当然好处再多,不研究出利用方法也没有什么卵用。不过,人工用雷也不见得就是天方夜谭,毕竟通过人工引雷已经初步做到了,说不定哪天真能造出个发电“雷神”呢。(文/李磊田设计/任成英)