新型火箭彈人工影響積云內外電場試驗

關屹瀛，張 洋，楊 帆，官福順，滕 浩 ，劉 穎，熊 峰

（1.黑龍江省氣象局機關服務中心，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.黑龍江省氣象數據中心，黑龍江 哈爾濱 150030）

1 引言

雷電災害被聯合國列為 “最嚴重的十種自然災害之一”[1]。 最早成功進行人工觸發閃電試驗要算是由Newman 于1966 年在里弗羅里達海洋上進行的，此后用向雷暴云發射拖帶細金屬導線的方法成功地實現了人工引發雷電[2]。 法、日、美以及中國都進行了人工引雷實驗及綜合測量，20 世紀90 年代以來，又進一步發展完善了所謂“空中觸發”引雷技術，這樣當細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在雷暴云電場作用下分別激發起上行和下行先導， 它們在環境電場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重不足：(1)因拖帶牽引線，故只能垂直發射，所以發射角很小，且不機動。 (2)存在極大安全隱患。 若引雷沒有成功的話， 銅引線在降落過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閃電的不足, 研發了一種新型無線消雷火箭彈，該火箭彈通過影響云內外電場，進而達到消除或減弱雷電活動，從而避免雷擊災害。

2 實驗設備

（1）火箭彈及發射系統：江西新余國科生產的XL-1 型火箭彈及8 管機動發控系統。

（2）大氣電場儀：北京華云東方探測技術有限公司生產的AEFI 型大氣電場儀。

（3）車載雷達：安徽四創電子股份有限公司生產的SCRXD-01M 型車載X 波段全相參多普勒天氣雷達。

3 實驗過程

2019 年8 月，歷時24 d 在伊春鐵力進行了新型火箭彈對云內外電場野外試驗。

（1）8 月 21 日上午：衛國村野外實驗。天氣：大雨

實驗情況：

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

圖1 8 月21 日上午新型火箭彈對地面大氣電場影響

8 月21 日下午：鐵力工農鄉野外實驗。 天氣：晴轉雨

實驗情況：

第 8 枚 13 時 47 分 27 秒發射火箭彈，第 9 枚 13時 48 分 20 秒發射火箭彈， 第 10 枚 13 時 48 分 52秒發射火箭彈。

從雷達圖可以看出，因目標云距發射點較遠，故發射點測得電場值也小， 火箭發射對發射點附近的電場影響也小。

第 11 枚 19 時 34 分 40 秒發射火箭彈，第 12 枚19 時36 分41 秒發射火箭彈。 由大氣電場儀記錄的數據，整理得到圖2。

圖2 8 月21 日下午，新型火箭彈對地面大氣電場影響

（2）9 月 1 日上午：鐵力工農鄉野外實驗。 天氣：小雨轉多云

實驗情況：

第 1 枚火箭彈 11 時 29 分 29 秒發射，第 2 枚 11時 30 分 25 秒發射，第 3 枚 11 時 32 分 40 秒發射。

由大氣電場儀記錄的數據，整理得到圖3。

圖3 9 月1 日上午新型火箭彈對地面大氣電場影響

從圖中可以看出11 時29 分左右發射3 枚火箭彈后，地面電場由正變負，出現了大幅度的下降。

9 月1 日下午：鐵力工農鄉

實驗情況：

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

由大氣電場儀記錄的數據，整理得到圖4。

圖4 9 月1 日下午鐵力工農鄉新型火箭彈對地面大氣電場影響

4 結論

新型火箭彈經過特殊處理后， 通過播撒金屬或非金屬導體粉末，使云內外電場的絕對值減小，云內外電場值越大，新型火箭彈對其電場影響亦越大，反之，云內外電場值越小，新型火箭彈對其電場值影響亦越小；新型火箭彈有增雨效果；新型火箭彈可以在某一時段內實現人工減弱、甚至消除雷電活動。 該成果的應用將為海上艦船、 火箭發射以及林區提供有效的主動雷電防御手段， 從而有效降低雷電給人類造成的災害。