四川
人工引雷試驗與雷電防護技術測試
摘自《中國氣象科學研究院雷電科研進展》，資助項目: 國家自然科學基金項目(U2342215) , 中國氣象局創新發展專項(CXFZ2026J134) , 中國氣象科學研究院基本科研業務費項目(2024-Z005)。全文發表在《應用氣象學報》2026年第4期。
作者：呂偉濤①②、鄭棟①、張陽①、姚雯①、張義軍③
①、災害天氣科學與技術全國重點實驗室/中國氣象局雷電重點開放實驗室, 中國氣象科學研究院。
②、南京氣象科技創新研究院, 中國氣象科學研究院-江蘇省氣象局。
③、復旦大學大氣科學研究院/大氣與海洋科學系。
人工引雷作為一種能夠真實再現自然雷電過程的技術, 其發生時間可預知、 雷擊位置可控制, 便于直接或近距離測量雷電的放電特征參量、 觀測和研究雷擊破壞效應, 是認識雷電物理過程、 揭示雷擊破壞機理、評估雷電定位系統性能的重要研究手段 。中國氣象科學研究院與廣東省氣象局雷電科研團隊持續開展人工引雷試驗, 發展并完善了引雷時機判別、火箭發控、雷電多參數測量及雷擊測試等關鍵技術, 結合自研設備實現了針對人工引雷的多頻段、 多動態范圍聲、光、電、磁信號的全自動同步觀測。 在此基礎上, 建成了真實雷擊環境下的測試平臺, 可對多種類型的雷電承載體進行雷擊防護性能測試。
廣州人工引雷試驗
2006 —2025 年期間, 廣州人工引雷試驗場共發射引雷火箭518 枚,成功觸發閃電249 次, 總體成功率為48% 。這些觸發閃電中,僅有2 次為正極性觸發閃電且均無回擊(占比不到1 % ) 。地面觸發方式為220 次, 觸發高度從近200 m 到超過600 m, 平均約為350 m; 空中觸發方式為29 次, 觸發高度范圍從400 m 到超過700 m, 平均約為590 m。
廣州人工引雷試驗的通道電流特征的統計表明: 與國內外其他地區報道值相比, 負極性人工引雷初始階段具有更長的持續時間和更大的平均電流、 電荷轉移量和作用積分, 其回擊過程的放電特征也更強。 造成這種現象的原因可能與廣東大尺度雷暴系統電荷區更大, 且引雷位置多選在電荷區更集中的層狀云區有關。 約65 % 的廣州人工觸發閃電在初始階段后跟隨著回擊過程, 單次觸發閃電包含的回擊可達十幾次, 有回擊的觸發閃電在初始階段的電流和轉移電荷量相對較小 。
基于高靈敏度磁場測量技術對負極性人工引雷始發過程的觀測表明: 與先導相關的磁場脈沖貫穿UPL 的整個發展過程, UPL 持續以小尺度擊穿的形式發展 。 Chen 等指出觸發閃電的起始階段可能經歷一次不穩定始發階段便能穩定自持發展, 也可能經歷多次不穩定始發階段后才能實現穩定發展。 王敬軒等認為有回擊的觸發閃電在先驅脈沖峰值電流、初始連續電流幅值、電荷轉移量及持續時間上均顯著大于無回擊的閃電, 并明確了從閃電先驅放電進入穩定自持放電階段的電荷條件。
結合人工引雷試驗, 吸引國內多家單位聯合開展了觸發閃電高能輻射、 微波熱輻射、 光譜、 雷聲等特征的觀測和分析。
雷電防護技術測試試驗
在廣州人工引雷試驗場構建了雷電破壞效應和防護測試平臺, 實現了多種類型雷電承載體的嵌入和同步測試, 以及在真實雷擊強電磁環境下不同距離、不同方位多種參量的同步觀測。 基于廣州人工引雷試驗, 在國內率先開展了通信基站、氣象站、風機、輸電線、石油儲罐等的雷擊測試和防護技術研究, 成果推動了相關行業雷電防護技術的發展、 產品的研發及測試方法和裝置的革新。 雷電防護技術測試試驗主要以中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所為主開展, 在文獻《廣東野外雷電綜合觀測試驗十年進展》（ 氣象學報,2016 ,74 、《廣東雷電野外綜合觀測試驗20 年進展》（應用氣象學報,2025 ,36）中均有詳細闡述。
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