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控制雷电和利用雷电

随着科学技术的迅速发展,雷电这一自然现象已基本上被人们了解。但是我们应当在了解雷电的基础上,做到控制雷电并使之为人类服务。怎样才能利用雷电呢?
  一提起利用雷电,我们就会联想到打雷下雨时雷声隆隆、电光闪闪的壮观景象。大家一定会认为闪电可以释放出大量的能量,并企图利用闪电的能量。但是,利用闪电的能量有一个困难,就是闪电不能按人们的希望在一定的时刻发生。换句话说,就是闪电不易控制。另外,虽然闪电是最常见的自然现象,但是据统计,每年在每平方公里面积上平均只有一两次闪电。雷雨云单体的尺度从一公里至十公里,所以各次闪电都隔着很大的距离。有人测量并统计过,在强雷雨时闪电之间的平均距离是2.4公里。在弱雷雨时闪电之间的平均距离是3.7公里。
  如果竖立一根很高的铁杆引雷,雷击的次数要多些,但是闪电击中铁杆的次数仍不很多。有人统计过,在一个雷雨季节,雷电击中高400—800米的避雷针的次数也不过20次。
  很早就有人做过利用闪电制造化肥,肥沃土地的实验。我们知道,氮和氧是空气的主要成分。氮是一种惰性气体,在平常的温度下,它不易与氧化合,但是当温度很高时,它们就能化合成二氧化氮。
  如果我们有兴趣,可以做一个简单的实验:
  用一个封闭的玻璃瓶,里面充满空气并插上电极。通电时,电极间就有耀眼的火花闪耀。火花之中,慢慢地有黄色的氮气燃烧的火焰出现。过一会儿,原来无色的空气会变成红棕色,把瓶子打开,迎面就有一股令人窒息的气味,这就是二氧化氮。如果往瓶子里倒些水,摇晃几下,红棕色的气体马上消失,二氧化氮溶解于水变成硝酸。
  自然界的闪电火花有几公里长,温度很高,一定有不少氮和氧化合生成二氧化氮。闪电时生成的二氧化氮溶解在雨水里变成浓度很低的硝酸。它一落到土壤中,马上和其它物质化合,变成硝石。硝石是很好的化肥。有人计算过每年每平方公里的土地上有100克到l000克闪电形成的化肥进入土壤。
  人工闪电制肥实验的作法有很多,这里只举一个例子。有人在田野里竖立三根杆子(制肥器),一般是木杆,杆高约20米,杆距120米,杆子顶部装有金属接闪器,用金属导线 从接闪器一直引到地下埋入土中。建立后,曾进行了两次雷击实验。在每次雷击后对实验地段附近地区的雨水及土壤进行化学分析,测量其中硝酸态氮含量的增减。第一次雷击强度较小,比较明显的范围半径约15米,有效面积约1亩左右。经过土壤分析。结果是约增氮1.88斤至2斤,相当于硫酸铵9.4斤/亩至10斤/亩。第二次雷雨强度较大,以实验 地点为中心50米半径范围内,平均每亩增加2.7公斤,相当于硫酸铵13.55公斤。
  从以上实验可以看到,雷电确实起到了把空气里的氮“固定”到土壤里去的作用。更有趣的是,有人为了验证人工闪电制肥实验的效果,在实验室里用人工闪电做了实验。结果,经过闪电处理的豌豆比未处理的提早分枝,分枝数目也有增加,开花期也提早十天左右;处理过的玉米抽穗提早了七天;处理过的白菜增产15—20%,证明闪电对农作物确有一定好处。
  虽然这些数字只是从次数不多的试验中分析化验的结果,但是它可以直观地说明,闪电可以增加土壤里的氮肥,对农作物的生长有一定好处。

 古谚云:“以鸟鸣春,以雷鸣夏,以虫鸣秋,以风鸣冬。”叱咤天空的雷电,是大自然唱出的夏之歌。
  雷电既可造成令人毛骨悚然的灾难,却也带来意想不到的好处。不知你是否想过,地球上万物的诞生,雷电之功不可没。35亿年前的地球是一片荒漠,满目凄凉。正是天公放出的雷电,像催生婆一样,促使芸芸众生相继降临人间,使整个自然界充满了勃勃生机的繁荣景象。
  闪电放出的是直流电,在刹那间的闪电之时,可把闪电通道上的空气加热到6000~10000摄氏度,甚至高达20000~30000摄氏度,大气中的氧和氮在高温下会合成二氧化氮,随雨水溶解成稀薄的硝酸,渗入地下后形成多种硝酸盐,成为植物理想的天然氮素肥料。特别是雷电可直接给植物以“电肥”,在闪电的作用下,植物体内会发生一系列电化学反应,有机物质的分子化合成高能量的激发分子或离子,产生化学性能非常活泼的功能基因,生化反应加速,促进植物体内的新陈代谢,有利于生长发育和成熟,提高产量。
  雷鸣电闪时产生的强烈的光化学作用,可促使空气中的一部分氧气发生反应而变成臭氧,并伴随着雷电的上升气流,可将臭氧层这把“保护伞”进一步加固,使地球上各种生物免遭过多的紫外线伤害。
  震耳欲聋的隆隆雷声,强大的声波可杀灭空气中的细菌,使其变得洁净。雷雨过后,每立方厘米空气中负离子数目可达1万余个。负离子被誉为“空气中的维生素”。
  闪电时一次放电能量达1~10亿焦耳,建筑行业利用它的这种强大的冲击力,来夯实松软的地基。此外,利用雷电产生的高温,可使岩石内水分膨胀,达到爆破采石的目的。地质工作者利用雷电偏爱打击容易导电的物体的特性,可顺藤摸瓜找到地下金属矿藏。
  在地球大气对流层中,每一秒钟约有100余次雷电落地,每天有800余万次闪电释放着巨大的能量。其中落地雷,电压可高达几千万伏,峰值电流的强度为5~20万安培。这不正是一座天然“发电厂”吗!若将这一巨大的电能“捕捉”并储存起来,可是取之不尽的能源。

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