为什么天上的闪电不能用?真是浪费!

随着科学技术的飞速发展,雷电这一自然现象已经基本被人们所了解。但是,我们应该在了解闪电的基础上,控制它,让它为人类服务。我们如何使用闪电?

说到闪电的使用,我们会联想到打雷下雨时雷声隆隆、闪电闪烁的壮观景象。每个人都会认为闪电可以释放大量的能量,并试图利用闪电的能量。但是利用闪电的能量有一个难点,就是闪电不可能像人们希望的那样在某个时间发生。换句话说,闪电不容易控制。另外,虽然雷电是最常见的自然现象,但据统计,每年每平方公里只有一到两次闪电。雷雨云的尺度从一公里到十公里,所以每次闪电都相隔很远。经测算,强雷暴中闪电之间的平均距离为2.4公里。弱雷暴中闪电之间的平均距离为3.7公里。

如果竖起很高的铁棒来吸引雷电,雷击的次数会更多,但是雷击铁棒的次数还是不多。据统计,在一个雷雨季节,雷击400-800米高的避雷针只有20次。

很久以前,人们做了利用闪电制造肥料和肥沃土地的实验。众所周知,氮气和氧气是空气的主要成分。氮气是一种惰性气体,常温下不易与氧化结合,但温度很高时,它们可以合成二氧化氮。

如果我们感兴趣,我们可以做一个简单的实验:

使用充满空气并插有电极的封闭玻璃瓶。通电时,电极之间会产生耀眼的火花。火花中,一团燃烧着黄色氮气的火焰缓缓出现。过一会儿,原本无色的空气会变成红棕色。当你打开瓶子,会有一股令人窒息的气味,这是二氧化氮。如果往瓶子里倒一些水,摇晃几下,红棕色的气体会立刻消失,二氧化氮会溶解在水中,变成硝酸。

自然界中的闪电火花长达数公里,温度非常高。必须有大量的氮和氧化形成二氧化氮。闪电产生的二氧化氮溶解在雨水中,变成低浓度的硝酸。它一落入土壤,就立即与其他物质结合,成为硝石。硝酸盐是一种很好的肥料。有人计算过,每年每平方公里有100克到1000克闪电形成的肥料进入土壤。

人工闪电制造肥料的方法有很多种。这只是一个例子。有人在地里竖起三根杆子(制肥器),一般是木杆,高约20米,距离120米。电杆顶端装有金属避雷器,金属线从避雷器引至地面并被埋在地下。建立后,进行了两次雷击实验。每次雷击后,对实验区附近的雨水和土壤进行化学分析,测量硝态氮含量的增减。第一次雷击强度相对较小,明显范围半径约为15m,有效面积约为1亩。经过土壤分析。结果是增氮约1.88公斤至2公斤,相当于9.4公斤/亩硫铵增到10公斤/亩。第二次雷雨强度较大,在试验点半径50米范围内平均亩产增加2.7公斤,相当于13.55公斤硫酸铵。

从上面的实验可以看出,闪电确实把空气中的氮“固定”到了土壤中。更有意思的是,为了验证人工闪电肥料实验的效果,有人在实验室里做了一个人工闪电的实验。结果,闪电处理的豌豆比未处理的豌豆分枝早,分枝数也多,花期提前十天左右。处理玉米抽穗提前7天;处理后的大白菜产量增加了15-20%,证明了雷电确实对农作物有好处。

虽然这些数字只是从少数实验中分析测试出来的结果,但它们可以直观地说明闪电可以增加土壤中的氮肥,有利于农作物的生长。