守得雲開見明月,耐住雲關“捉”雷電
盛夏之際,中科院大氣物理所捉雷隊再次出征山東濱州沾化,開展人工引發雷電綜合觀測實驗。天氣氣候的異常,在導致我國南方多地暴雨洪澇災害的同時,也讓中國科學院中層大氣和全球環境探測重點實驗室引雷基地所在的魯西北地區,一度盼雨而雨不至。
等雨來
剛到基地,捉雷隊員們冒着酷暑,連續多日架設各種設備,搬得動瓷瓶、擰得了螺絲、調得順設備,個個化身全能工程師。周全佈局,只為捉住雷電的那一刻。
圖1.左:高壓絕緣瓷瓶;右:精心調整引雷火箭架的水平和垂直
圖2.左:信號塔上要測量;右:引雷接地要做好
圖3.調試閃電高能探測傳感器
閃電可產生X射線、γ射線等高能輻射,但原因和機理不甚明確,人工引雷可以創造得天獨厚的近距離探測條件。
圖4.架設完畢後,整裝待發的引雷火箭
圖5.夜間,用激光器提供定點光源,標定一公里外的光學探測設備
這是一場耐力的考驗,還伴隨着與蚊蟲叮咬的對抗,當然,閒暇間仰望星空,也有一絲別樣的浪漫。
圖6.2 km以外的第二觀測點,成功架起4米高的框架式觀測室
圖7.方艙、框架觀測室就位
雷聲就是命令
雖然捉雷隊的成員大部分都是90後,年輕是招牌,但他們從來沒有因為年輕而鬆懈,那句從雷電研究團隊老一輩人員口中傳承下來的“雷聲就是命令”謹記在每個人的心裏。不管白天黑夜、疾風驟雨,只要聽到雷聲,觀測和作業就是第一要務。
圖8.雷雨將至
儘管照片壯觀,但實際上對流天氣系統最終繞開了我們,雷暴並沒有過頂,小夥伴撲了一場空後,閃電——逃掉了。
圖9.隊員正在調試信號採集設備
凌晨三四點,小夥伴們開始了雷暴系統過境前的準備,一場風雨即將來臨。不開燈的房間,設備屏幕的微光持續發亮,直到兩三小時後的黎明。抗住朦朧的睡意,對信號採集記錄的緊張調試正在進行。
圖10.進行短暫休整
對流天氣系統分波過頂,在等待下一波過程的空隙,見縫插針地補個覺——只為再睜眼時鬥志昂揚的又一次開始做好觀測。
圖11.汛期導致道路難以通行
困難年年有,從來不嫌多。由於道路改造工程的開展,引雷場到主站的鄉路正值修繕,路面土基堆砌後,因汛期來臨而暫停了瀝青、水泥硬化。大雨過後,泥濘不堪的道路無法行車,小夥伴們只能蹣跚步行,“回家”補上因通宵觀測而沒睡成的美“覺”。
遲來的捷報
在經過一個月的焦急等待之後,7月31日下午,一場雷雨終於光臨,兩道利劍一般的光柱,劃破雲天,沿着引雷隊員發射的小火箭所攜帶的鋼絲霹靂而下,分別擊中了預設的通訊信號塔和法拉第籠。其中一例,是罕見的正極性引雷,這讓捉雷隊員們的興奮溢於言表,國際上一度認為極難捕捉的正極性引雷,已連續兩年被小夥伴們斬獲(此外2015年也曾成功)。
圖12.2020年7月31日,山東人工引雷實驗成功引發的兩次閃電(左:擊中通訊信號塔,主要用於雷電防護測試研究;右:擊中地面法拉第籠,主要開展雷電基礎研究)
來源:中國科學院大氣物理研究所
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來源:中科院之聲