□作者: 云　轩

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　　4.不要在河岸边停留或划船；
　　5.家用电器应当接地，在使用后必须切断电源；
　　6.为建筑物安装避雷针。为了做好雷电预防工作，从2007 年6 月11 日起，中国气象局在全国范围内实施《气象灾害预警信号发布与传播办法》。《办法》指出，雷电预警分为三级，分别以黄色、橙色和红色表示，黄色为低级，橙色为中级，红色为高级。其中，一旦发布橙色信号，雷电防御措施应该是：在空旷地带不要打伞，切断危险电源，人员应该留在室内等。
　　
　　百年探索
　　
　　从1752 年以来，人们探索雷电奥秘已经有250多年的历史了，有关雷电的神话故事则出现得更早。
　　
　　古人话霹雳人类很早就已开始注意雷电。在一些古老民族的神话中，长期把雷电当作一种超自然现象，当成令人生畏的神灵的巨大武器。古希腊人把雷电看作是宙斯猛然抛出的神物。斯堪的纳维亚人认为，雷电是坐在战车上的雷神穿过云层时用铁锤击打铁砧产生的火花。北美印第安部落想象闪电是神鸟翅膀的扇动，雷则是神鸟扑打翅膀发出的声音。我国古人把雷电看作是雷公雷母用来警示世人、惩罚恶徒的工具。
　　风筝实验 这个实验是在18 世纪下半叶做的，当时静电学理论已经成熟，人们已能将正负电荷分开，并能把静电发电机发出的电荷贮存在原始的电容器里。人们不仅知道贮存在电容器里的电荷可以产生电火花，而且知道这种电火花可以观测。一些人还注意到实验室里的电火花与闪电的火花类似。这些电学知识是风筝实验的理论依据。著名的风筝实验是从富兰克林开始的。当时，富兰克林从理论上认识到云是带电的，并猜想闪电也一定带电。他认为，证明他的猜想的最好方法就是用风筝做实验，因为风筝可以放到比较高的高空，可以飞到任何地方。风筝飞到哪里，就能将金属棒带到哪里。1752 年，美国宾夕法尼亚发生雷暴期间，富兰克林进行了历史上著名的风筝飞行试验。他把一只大风筝放到天空，从风筝上引下一根细铜丝，自己站在站台上，一只手拿着系铜丝的铁棒，另一只手和地面接触。这样，富兰克林接地的身体为雷暴云中的电流提供了导电通道。（注意：读者千万不要做这样的试验，因为它是非常危险的，弄得不好会引来巨大的惊雷，带来杀身之祸！）如果云是带电的，从风筝往下流的电流就可以通过地面放电，铁棒和接地的丝网之间就应当出现火花。
　　富兰克林设计了实验装置，但他没完成实验。第一个成功完成这项实验的是法国的托马斯·弗朗科斯·戴立巴德，他在1752 年5 月一次雷暴期间观测到铁棒上的火花迸发。瑞典物理学家G ·W ·黎其曼1753 年7 月在俄国证明了积雨云中有电荷。不过，在19 世纪末以前，人们对雷电特性的认识还很肤浅。19 世纪末，随着照相设备和光谱测量设备在雷电观测中的应用，人们才对雷电特性有了较深刻的认识。随后，许多人用照相方法检测了雷电对地面放电的电流。在此期间，德国的伯克尔斯还通过分析雷电电流感应的磁场，估计了雷电电流的数值。在雷电研究中做出重要贡献的人，是诺贝尔物理奖获得者C ·T ·R ·威尔逊，他是现代雷电知识的主要贡献者。他还用现代观测资料和电场测量估计了雷暴的变化结构。20 世纪60 年代以后，由于闪电对航天器的危害和科学技术的进步，雷电研究特别活跃。现代研究为了探索雷电的成因，一些科学家利用“测量对流层降雨量飞行器”测量了100 多万块云。测量仪器是雷达和“闪电光学成像敏感器”。前者用来测量云中冰块的数量，后者记录闪电闪烁的次数。利用这些仪器的测量结果，科学家比较了云里冰的含量和闪电闪烁次数之间的关系，发现在陆地上、海洋里和沿海地区等各种环境下，冰和闪电之间都有很强的相关性。一些特征参数的相关系数达到90%以上，个别小雷暴的相关性甚至更强。冰块和雷电之间的密切关系，为天气和气候预报提供了很大方便。在编写天气和气候预报的程序时，需要知道云中有多少冰，然而我们无法得到这一数据，因为无法在每一块雷暴云中安装雷达，从而测量它的含冰量。不过，知道了闪电闪烁次数和冰块之间的关系，科学家就可以通过闪电闪烁次数来估算冰的数量，供给天气和气候预报使用。
　　揭秘隐蔽电流 科学家在地面与电离层之间测量到15万～60 万伏电位差。这是惊人的数字！而更惊人的是，按照有关理论，这个电位差应在15 分钟内自然平衡，而实际上却没有。这是为什么？有人怀疑这里存在一个“电泵”，它像水泵一样维持着地面和电离层之间巨大的电位差。然而计算表明，“电泵” 给出的数字不合理。于是科学家又猜想，闪电只是造成云和地面电位差的部分原因，应该还有其他原因。
　　对于这个电位差，美国宇航局马歇尔空间飞行中心的水文和气候科学家理查德·布拉克斯利提出了一种看法。他说：“地球及其大气犹如一个巨大的电路回路。在晴朗的天气，空气的导电性虽然很差，但电离层和地面之间的巨大电位差仍能推动极微小的电流稳定地从大气流向地面……
　　所以应当有一种东西推动电流从地球向上返回大气中，这样才能构成一个完整的回路，并保持回路里持续有电流流动。从理论上讲，从下向上流的电流应当和从上向下流的电流相等，但目前这两种电流不能平衡。”
　　布拉克斯利提出的“极微小的电流”在远处是测量不到的。为了近距离测量雷暴内发生的现象，布拉克斯利及其合作者利用一种新方法检测雷暴，即应用在伊拉克战场上使用过的“掠夺者”无人驾驶飞机进行空中测量。高空飞行的“掠夺者”叫做“奥尔塔斯－2 ”，它可以测量雷暴周围看不见的电磁场。当它穿过雷暴云时，它就穿过了电磁场，就能测量自己飞行路径上电磁场的强度和方向。这种测量结果与“闪电光学成像敏感器”测量资料相结合，能给出雷暴下部电荷分布的完整图画。
　　经过测量，布拉克斯利等人得到如下结论：
　　1.从一个雷暴上流出去的电流可能很小，但如果把整个地球上所有雷暴云顶上的少量电流积聚到一起，就能得到数量可观的电流；
　　2.雷暴内电场足够强时，雷暴下面的地球表面就变成带电体，小草、树木、人以及其他一切东西都开始出现电荷，这些电荷流进大气就是电流，虽然有时能在一些物品上见到电荷出现的标记，但在一般情况下这个标记是看不见的，然而不管出不出现标记，在整个雷暴时间内都有电荷发生；
　　3.深入带电雷暴内的无人驾驶飞机探测表明，天空的雷暴比我们肉眼看到的多得多；
　　4.在被卷走的与变小的雷暴云中，巨大的电力线和磁力线在雷暴云顶与最高层大气之间弯曲成弧形，而在云的下方则往下延伸，一直延伸到地面，犹如攀缘在地面的卷须（一种攀缘植物）。
　　
　　上述观测表明，在包括最高层大气在内的地球周围内，确实存在供带电粒子环绕运行的封闭的磁力线。换言之，布拉克斯利等人已经观测到电路回路。综合以上观测和分析，可以得出“雷暴云内部隐藏了隐蔽的电流”这一结论。
　　（本文部分图片由美国宇航局提供。）