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。