人雷之戰

顏士州

在我們這個地球上，平均每秒約有100次雷電落地。僅一次雷電就可產生數十萬安培的電流和上百億瓦特的能量，其熱量可以達到太陽表面溫度的3～4倍。如果把雷擊點的熱能聚集起來，熔化一個直徑4～6毫米的鋼球只要一瞬間。可見，雷霆萬鈞之說絕非夸張。

雷電之力，可以摧毀破壞高層建筑，扭曲堅韌的金屬板，劈裂粗大的百年老樹，擊斃來不及躲避的人畜……據統計，全球每年約有4 000人慘遭雷擊，著名建筑物毀于雷擊的事件也屢見不鮮。如紐約大廈就曾在20分鐘內被雷擊9次。至于家用電器和牲畜被擊事故，那就更多了。

對付雷電的避雷器

1775年，世界上出現了一個用風箏主動捕捉雷電的人——美國科學家富蘭克林，他是揭開雷電之謎的第一個人，也是發明避雷器的第一個人。然而他卻在一次引雷中被雷擊中去世。

有趣的是，避雷器的發明者富蘭克林認為，避雷器的頂端應是尖的。而對任何事情都抱否定態度，特別是對雷電一竅不通的英國國王喬治三世則認為避雷器的頂端應制成圓截面。因此在過去的很長時間內，美國人使用的避雷器頂端是尖的，而英國人使用的避雷器頂端是圓截面的。喜歡折中的法國人使用的避雷器則介于兩者之間，頂端是尖圓形的。但是，近年來美國物理學家查理·莫爾博士通過大量實驗證實：頂端是圓截面的避雷器引受雷電的能力要強得多，效率要比尖形的高兩倍。相反，尖狀避雷器在它的頂端會產生強烈的電離“罩”，這種電離罩能將雷電向外反沖。

其實，科學家已經弄清，不管避雷器頂端是何形狀，由于避雷器把雷電引入地下的“引下線”的根數、長度有限，很難保證超高層建筑物頂部免遭雷擊。于是，科學家又研制出性能更好的避雷帶和避雷網等新型防雷設施。近年來又發展到直接利用建筑物的鋼筋混凝土構件中的鋼筋作為接地裝置來防雷，這種“暗籠式避雷網”的防雷方式有眾多的引下線，是一種更加經濟、美觀和安全的方法。

然而，避雷器總是有限的，不可能到處都安上避雷器。為了更深入地探索雷電的許多奧秘，科學家們又開始了新的研究。

實驗中的雷電

實驗室中的雷電是通過巨大的靜電發生器來獲得的。在實驗室中，由靜電發生器產生的雷電的某些主要數據(如電位差、電流強度、閃電通道、溫度等)和大自然中的狀況相似，同時還設計了一些和人體特點相似的模特兒。

大家知道，人的皮膚的表層是較好的絕緣體，但皮膚的里層卻是較好的導體。每一個人都有著一定的電阻，一般在幾千至幾萬歐姆之間，電阻大小又決定于許多因素：如皮膚是干燥的還是濕潤的；性格是安靜的還是急躁的(據研究，安靜的電阻高，急躁電阻低)等等。當人體一旦處在高壓環境中，其電阻會相應降低，由于雷電是在高電位差情況下產生的，人體在雷電電流下的電阻只有300歐左右。所以，實驗用的模特兒必須根據人體的這些特點制作。模特兒是用塑料制成的，表面上涂一層薄薄的絕緣層，這層絕緣層是模仿人體的皮膚制作，這樣科學家就可以在實驗室中研究雷電對人體的作用了。

日本的科學家在人體模特兒上進行了許多試驗，如讓模特兒渾身潮濕；讓模特兒戴上手表、發夾、鑰匙；讓模特兒在雷雨情況下接觸某些生活設施等等。實驗表明：擊中模特兒的雷電，常常是擊中固定在模特兒身上的金屬物體，而沒有佩戴金屬物體的部位，很少會被雷電擊中。

科學家們通過實驗室人造雷電的模擬研究和實際調查，得到一些預防雷擊的新知識：當你在田野中遇到雷雨時，最好把身上所有的金屬物品收攏在一起放在遠處，而自己應坐在地上或凹坑中；雷雨時不要打電話和接觸自來水管；雷擊經常發生在水位高和特別潮濕的地方；地下水出口和金屬管較集中交叉點易于落雷；鐵路集中樞鈕、鐵路終端和高壓線路的轉角處容易落雷；天線、旗桿、鐵扶梯、屋頂金屬欄桿及大樹也容易落雷等。

這一系列防雷擊方法雖然有效，但都是在雷電發生之后才采取的。能否在雷電發生前就采取必要的對策呢？

雷電預報

近年來，美國科學家發明了一種預報雷電的研究系統。研究系統在美國設有8個站臺，每一個站臺有一部大的天線和無線電接收機，還有一架小的計算機，所有的計算機都和紐約州的大計算機相連。各預報站使用天線和無線電來收聽雷電轟擊地面時的聲音、計算機則記錄下雷電轟擊的地點。每個站臺對它周圍地區所發生的雷電加以分析，然后匯報給中心站。中心站的大計算機再匯總各站臺的情報，繪制天氣圖，標出雷電發生的位置。人們可以利用這個天氣圖，事先避開危險的雷電區。

最近，法國富蘭克林雷雨氣象公司也研制成功了一套預報雷電的系統裝置，從而使法國成為世界上第二個可以在雷擊出現前幾小時就能發出預報的國家，雷電預報的范圍在1～3公里。

這個雷電預報系統，用一種很靈敏的傳感器去探測閃電發出的電磁光。傳感器里有一臺計算機，可以分析接收到的閃電波，排除其中的“聲音”，只錄下閃電中各種弧光特有的符號信息。每臺傳感器可以收到800公里遠處的閃電波。分別放置在各地的傳感器，它會把接收到的信息，通過空間資料中轉網自動傳送到設在巴黎的一個計算中心。在那里，經過對閃電波幅、它們的入射角、偏振的分析、測算、對照和處理，了解每次雷擊放電的特點，確定其地點、時間、波幅、弧度等等。然后，再經過對聲響力度和向量的測算，確定該地區上空雷雨面的軌線，這樣就可以在打雷前幾小時發出雷擊點的預報。