（來源：麻省理工科技評論）

2023 年 6 月 1 日，一場酷熱的熱浪炙烤著魁北克省，數(shù)以千計的閃電劃過，引發(fā)了逾 120 場山火。

大火席卷干旱的森林和枯萎的草地，燃燒數(shù)周。最終，近 7000 場火災(zāi)燒毀了全國數(shù)千萬英畝土地，產(chǎn)生近 5 億噸碳排放，并迫使數(shù)十萬人被迫撤離家園。其中，閃電引發(fā)的山火占總數(shù)的近 60%，而這些火災(zāi)造成的過火面積占總過火面積的 93%

如今，一家總部位于溫哥華的初創(chuàng)公司 Skyward Wildfire 聲稱，可以通過阻止引發(fā)山火的閃電，來預(yù)防此類災(zāi)難性火災(zāi)的發(fā)生。該公司剛剛完成了一輪融資，計劃用所籌資金加速產(chǎn)品研發(fā)、擴(kuò)大業(yè)務(wù)規(guī)模。

就在上周之前，這家公司在其官網(wǎng)上突出展示了閃電在 2023 年大火中所扮演的角色，并聲稱已證明其技術(shù)能夠預(yù)防“高達(dá) 100% 的閃電”。這是一個引人注目的說法，遠(yuǎn)超研究人員對人類抑制閃電能力的信心水平——而在《麻省理工科技評論》就此提出詢問后，該公司隨即將這一表述撤下?！半m然該表述反映的是特定條件下的觀測結(jié)果，但原本無意暗示結(jié)果具有普遍性，現(xiàn)已將其刪除，”負(fù)責(zé) Skyward 政府合作事務(wù)的尼古拉斯·哈特雷（Nicholas Harterre）在郵件中表示，“在復(fù)雜的大氣系統(tǒng)中，持續(xù)實現(xiàn) 100% 的結(jié)果并不現(xiàn)實，正如您所采訪的專家所指出的那樣?！?/p>

該公司現(xiàn)在的表述是，已證明其技術(shù)“能夠預(yù)防目標(biāo)風(fēng)暴單體中大多數(shù)云對地閃電”。目前，Skyward 尚未公開披露其技術(shù)原理，哈特雷在回應(yīng)我們的問題時僅表示，所用材料“惰性無害，且依據(jù)監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)選擇”。然而，網(wǎng)絡(luò)公開文件顯示，該公司所采用的方法，正是美國政府機(jī)構(gòu)早在 20 世紀(jì) 60 年代初便開始評估的一種技術(shù)：向云層播撒金屬箔條，即涂覆鋁層的細(xì)玻璃纖維絲。軍方使用這種材料來干擾雷達(dá)信號，例如戰(zhàn)斗機(jī)在空戰(zhàn)中施放箔條，以迷惑制導(dǎo)導(dǎo)彈系統(tǒng)。

數(shù)十年前美國機(jī)構(gòu)開展的野外試驗表明，這種材料在特定條件下，至少在一定程度上可以幫助減少閃電。如果 Skyward 能夠在大規(guī)模場景下可靠地應(yīng)用這項技術(shù)，隨著氣候變化推高氣溫、令森林日益干燥、閃電頻率可能持續(xù)增加，它或許能成為應(yīng)對不斷上升的山火風(fēng)險的有力工具?！霸诟唢L(fēng)險天氣提前阻止閃電，能夠挽救生命、節(jié)省數(shù)十億山火應(yīng)對成本，是當(dāng)前可用的杠桿效率最高、最即時有效的氣候解決方案之一，”Skyward 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官薩姆·戈德曼（Sam Goldman）去年在 LinkedIn 發(fā)布的一份聲明中說。

然而，研究人員和環(huán)保觀察人士表示，仍有諸多不確定性有待解答，包括播撒技術(shù)在不同天氣和氣候條件下的效果、所需材料的使用量、施用頻率，以及商業(yè)規(guī)模的閃電抑制可能帶來哪些次生環(huán)境影響。部分觀察人士還對該公司在加拿大部分地區(qū)開展天氣改良野外試驗一事表示擔(dān)憂——公司似乎在未廣泛告知公眾、未公開討論向云層施放材料的情況下便付諸實施。鑒于山火風(fēng)險不斷升級，評估新技術(shù)的減災(zāi)潛力是“合理的”，加拿大環(huán)保倡導(dǎo)機(jī)構(gòu) Environmental Defence 項目主任基思·布魯克斯（Keith Brooks）說?！暗覀儜?yīng)當(dāng)審慎、真正透明地推進(jìn)，采用開放接受審查的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)方法，”他說。

播云技術(shù)

Skyward 的官網(wǎng)幾乎沒有提供技術(shù)細(xì)節(jié)，但該公司表示，已于 2024 年和 2025 年與加拿大山火應(yīng)對機(jī)構(gòu)合作，展示了其技術(shù)。該公司還表示，已開發(fā)出 AI 工具，用于預(yù)測可能引發(fā)山火的閃電

Skyward 上月宣布，在去年初關(guān)閉的種子輪融資的延伸輪中籌得 790 萬加元（約合 570 萬美元）。投資方包括 Climate Innovation Capital、Active Impact Investments 和 Diagram Ventures。

“我們的第一個季度證明了大規(guī)模預(yù)防是可行的，”戈德曼在聲明中說，“這筆資金將使我們能夠拓展至新的地區(qū)，并為那些需要可靠、可操作工具、在緊急情況發(fā)生前降低山火風(fēng)險的合作伙伴提供支持。”

該公司在官網(wǎng)和近期公告中均未使用“云播撒”一詞。但一份新聞稿顯示，該公司曾入圍一家保護(hù)團(tuán)體“火災(zāi)大挑戰(zhàn)”活動的決賽名單，其中提到，該公司通過“用安全、無毒材料進(jìn)行云播撒來中和風(fēng)暴電荷”來抑制閃電，此前已由《獨(dú)角鯨》媒體報道。

此外，向 Skyward 提供資助、支持其技術(shù)“測試與部署”的基金會 Unorthodox Philanthropy，在一份關(guān)于戈德曼的獲獎介紹中提供了更多細(xì)節(jié)。

介紹中寫道：“Skyward 團(tuán)隊……選定了一種由鋁覆玻璃纖維構(gòu)成的惰性材料，這種材料在軍事行動中被廣泛用于攔截和干擾敵方雷達(dá)，同時也能為云層放電?！?/p>

世界銀行在一批涉及山火應(yīng)對技術(shù)開發(fā)企業(yè)的材料包中，公開了一份標(biāo)注為“專有及保密”的文件，其中披露了更多細(xì)節(jié)：

Skyward 的圖示展示了飛機(jī)向云層投放顆粒物、以防止“高風(fēng)險地區(qū)”發(fā)生云對地閃電的場景。該公司在文件中還指出，其 AI 工具用于多個環(huán)節(jié)，包括預(yù)測閃電風(fēng)暴、排定處置優(yōu)先級、鎖定目標(biāo)風(fēng)暴單體，以及優(yōu)化飛行航線。

哈特雷強(qiáng)調(diào)，公司將審慎部署這項技術(shù)，僅將其用于山火風(fēng)險較高的風(fēng)暴事件，并補(bǔ)充說此類風(fēng)暴在特定區(qū)域的全年閃電活動中占比不足 0.1%。

“我們的目標(biāo)是在有限的極端風(fēng)險天氣降低點火概率——這些天氣條件下，火災(zāi)威脅生命、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和生態(tài)系統(tǒng)，撲救成本和影響也可能急劇上升，”他說。

世界銀行發(fā)布的文件顯示，Skyward 于 2024 年 8 月與阿爾伯塔省山火應(yīng)對機(jī)構(gòu)合作，“通過飛機(jī)和無人機(jī)驗證了抑制效果”，其處置使閃電數(shù)量與“對照單體”（即未經(jīng)播撒的風(fēng)暴單體）相比減少了 60% 至 100%。

文件還指出，該公司將于 2025 年夏季與不列顛哥倫比亞省和阿爾伯塔省的山火應(yīng)對機(jī)構(gòu)開展更多野外試驗，“利用更先進(jìn)的飛行器、傳感器和預(yù)報系統(tǒng)，提供區(qū)域級解決方案”。

“不列顛哥倫比亞省山火服務(wù)局了解 Skyward 正在開發(fā)一項旨在減少特定情境下閃電發(fā)生的技術(shù)，”該機(jī)構(gòu)在向《麻省理工科技評論》提供的聲明中表示，“去年，Skyward 開展了初步試驗，以更好地了解這項技術(shù)及其在不列顛哥倫比亞省的適用性。如果此類項目或技術(shù)在不列顛哥倫比亞省推進(jìn)，我們將與項目團(tuán)隊合作，努力學(xué)習(xí)并確保將一切可用工具用于不列顛哥倫比亞省的山火應(yīng)對?！?/p>

不列顛哥倫比亞省機(jī)構(gòu)拒絕安排人員接受采訪，也未回應(yīng)有關(guān)所用材料、試驗地點，以及是否進(jìn)行公開披露或要求該公司進(jìn)行披露等問題。阿爾伯塔省山火應(yīng)對機(jī)構(gòu)未回應(yīng)《麻省理工科技評論》的類似問詢。

危險的閃電

云，不過是以各種形態(tài)存在的水——水汽、水滴和冰晶，凝聚得足夠濃密，便形成了我們在天空中看到的那些漂浮的形狀。云的內(nèi)部，雪花與被稱為霰的微小冰粒相互碰撞摩擦，導(dǎo)致原子之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，從而產(chǎn)生帶有正負(fù)電荷的高度活性離子。

上升氣流將輕盈的雪花與霰分離開來，使電場中的電荷差異不斷積累，直到某一時刻——啪！以閃電形式發(fā)生靜電放電。

2023 年的火災(zāi)季并不是加拿大閃電特別多的年份，但由于天氣極度炎熱干燥，每一道擊中地面的閃電引發(fā)火災(zāi)的概率都高于往常，加拿大森林服務(wù)局研究科學(xué)家、分析這場大火的《自然·通訊》論文第一作者皮尤什·賈因（Piyush Jain）說。

然而，氣候變化很可能催生更多閃電，即便這一趨勢尚未充分顯現(xiàn)。更暖的空氣能容納更多水分，并為大氣增添更多對流能量，這驅(qū)動了形成云層、攪動雷暴的垂直氣流。

“因此，條件已經(jīng)具備，而且可能會持續(xù)加劇，”賈因說。

不同模型對全球部分地區(qū)的閃電趨勢預(yù)測存在差異，但在地球升溫最快的最北端緯度地區(qū)，一個更清晰的趨勢已然浮現(xiàn)：研究表明，北極北方林地區(qū)因閃電引發(fā)的火災(zāi)已大幅增加，預(yù)計將持續(xù)上升。

這與更長的火災(zāi)季、更高的氣溫和更干燥的植被等不斷加劇的風(fēng)險相疊加，共同推高了更嚴(yán)重火災(zāi)和更多溫室氣體排放的概率，研究火災(zāi)對永久凍土融化影響的伍德威爾氣候研究中心高級科學(xué)家布倫丹·羅杰斯（Brendan Rogers）說。

事實上，2023 年加拿大山火產(chǎn)生的碳排放量，超過了該國化石燃料排放量的四倍

世紀(jì)中葉的野外試驗

科學(xué)家開展了各種關(guān)于閃電預(yù)防可能性的實驗，但大多數(shù)都發(fā)生在上個世紀(jì)下半葉。

二戰(zhàn)后，文化樂觀主義情緒高漲、經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，美國研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)掀起了一波云播撒實驗熱潮，意圖征服自然——或至少降低其危險性。研究團(tuán)隊向云層投放或噴灑干冰、碘化銀等材料，嘗試增加降雨、減少冰雹、消散霧氣，乃至改變颶風(fēng)路徑。

“云播撒活動一度如此密集，以至于在 20 世紀(jì) 50 年代初的高峰期，約有 10% 的美國國土處于某種天氣改良項目之下，”MIT 的菲利普·斯特潘尼安（Phillip Stepanian）和厄爾·威廉姆斯（Earle Williams）在 2024 年發(fā)表于《美國氣象學(xué)會公報》的一篇閃電抑制歷史研究中寫道。（《麻省理工科技評論》為 MIT 旗下出版物，但編輯獨(dú)立運(yùn)營。）

時任美國林務(wù)局火災(zāi)研究部門負(fù)責(zé)人的哈里·吉斯伯恩（Harry Gisborne）想知道，這項技術(shù)能否被用于觸發(fā)暴雨，以撲滅公共土地上難以到達(dá)的山火。但當(dāng)他向在云播撒領(lǐng)域開展了開創(chuàng)性研究的通用電氣公司文森特·謝弗（Vincent Schaefer）請教這一問題時，謝弗認(rèn)為或許可以更進(jìn)一步：直接預(yù)防引發(fā)火災(zāi)的閃電。

這番對話催生了后來的“天火計劃”——一項由多機(jī)構(gòu)參與的公私聯(lián)合研究項目，在整個 20 世紀(jì) 50 至 60 年代開展了一系列實驗。研究團(tuán)隊在亞利桑那州舊金山峰、愛達(dá)荷州邊境的比特魯特山脈，以及蒙大拿州迪爾洛奇國家森林等地的云層進(jìn)行了播撒實驗。

經(jīng)過對處理云層和未處理云層的比較，研究人員得出結(jié)論：播撒使云對地閃電減少了逾一半。然而，正如 MIT 的斯特潘尼安和威廉姆斯所指出的，樣本量偏小，研究結(jié)論的統(tǒng)計顯著性仍存疑問。

（蘇聯(lián)科學(xué)家也在 20 世紀(jì) 50 年代開展了一些閃電抑制野外實驗，70 年代還進(jìn)行了利用火箭向雷暴中發(fā)射碘化鉛的相關(guān)研究，但關(guān)于這些項目的更多細(xì)節(jié)目前難以查證。）

1969 年的一次險情重新點燃了美國政府對閃電抑制可能性的興趣——阿波羅 12 號在發(fā)射后數(shù)秒內(nèi)連續(xù)兩次遭到閃電擊中。宇航員得以重置系統(tǒng)、成功完成登月任務(wù)，但實屬萬分險峻。

事故發(fā)生后，美國國家航空航天局（NASA）和美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）聯(lián)手啟動了后來被稱為“雷電計劃”的項目，采用的正是軍事對抗措施中通常使用的金屬箔條。

美國陸軍電子實驗室的研究人員此前已提出，通過施放這種材料來抑制閃電的可能性——這種材料由少數(shù)國防承包商生產(chǎn)制造。其原理在于：箔條在形成中的電場中充當(dāng)導(dǎo)體，從部分氧分子和氮分子中剝離電子，并將其轉(zhuǎn)移至其他分子。由于雪花和霰之間的碰撞摩擦，云中水分子上已積累了不均衡的電子，這些電子隨后可以躍遷至新帶電的原子上，從而抑制靜電積累，防止閃電的形成。

“通過在弱電場中持續(xù)重新分配——進(jìn)而中和——風(fēng)暴內(nèi)部的電荷，產(chǎn)生閃電所需的強(qiáng)電場將永遠(yuǎn)不會形成，”斯特潘尼安和威廉姆斯寫道。

NASA 和 NOAA 在 20 世紀(jì) 70 年代初至中期，先后在科羅拉多州博爾德市和肯尼迪航天中心上空開展了一系列向云層播撒箔條的實驗，這些實驗同樣呈現(xiàn)出“總體令人鼓舞的野外結(jié)果”。但 NASA 最終對箔條可能干擾無線電通信的隱患產(chǎn)生顧慮，叫停了該項目。

“閃電抑制研究再度被擱置，減輕雷電危害的責(zé)任又重新回到了天氣預(yù)報員手中，”斯特潘尼安和威廉姆斯總結(jié)道。

難以得出的結(jié)論

那么，上述這一切告訴了我們什么？人類究竟有多大能力預(yù)防閃電？

“在我看來，這項技術(shù)能夠用于減少風(fēng)暴中的閃電，這一點毋庸置疑，”MIT 林肯實驗室空中交通管制與天氣系統(tǒng)團(tuán)隊技術(shù)人員斯特潘尼安說，“但有幾個重要前提?！?/p>

例如，需要釋放多少材料、材料能持續(xù)多久、在不同氣候和天氣條件下效果如何，這些問題目前尚無定論。

他在閃電抑制歷史研究中的合著者似乎持更為審慎的態(tài)度。MIT 研究物理氣象學(xué)和大氣電學(xué)的研究科學(xué)家威廉姆斯在郵件中表示，有明確證據(jù)表明箔條“對雷暴的電氣化過程有影響”，但他說，其在減少或消除閃電活動方面的效果“仍存爭議”，需要進(jìn)一步測試。

在他本人的書面評述中，他指出了此前研究的若干潛在缺陷，包括處理云層與未處理云層之間未能充分考量的云層高度差異。此外，他還指出，部分研究所用的探測系統(tǒng)僅能捕捉云對地閃電，而無法探測云內(nèi)閃電——后者實際上更為常見。

他還提到了一項他與斯特潘尼安及新墨西哥理工大學(xué)研究人員合作開展的較新研究。他們利用位于佛羅里達(dá)州坦帕和墨爾本的氣象雷達(dá)探測佛羅里達(dá)中部在軍事訓(xùn)練和測試演習(xí)期間釋放的箔條。

他們對 35 場云層中明確探測到箔條的風(fēng)暴，與 35 場未探測到箔條的風(fēng)暴進(jìn)行了比較。

根據(jù)論文摘要（該論文尚未經(jīng)過同行評審或正式發(fā)表，但已在去年 12 月的美國地球物理聯(lián)合會年會上作報告），有箔條存在時發(fā)生的風(fēng)暴總體上“規(guī)模更小、持續(xù)時間更短”。

然而，含有箔條的云層中，包括云對地閃電及云內(nèi)閃電和云間閃電在內(nèi)的總閃電次數(shù)，實際上遠(yuǎn)高于對照組：62250 次對比 24492 次。

“總體而言，目前利用箔條抑制閃電這一結(jié)論，仍難以得出?！?/strong>研究人員寫道。

威廉姆斯表示，他們的研究結(jié)果以及其他相關(guān)研究表明，抑制閃電可能需要大量箔條。這或許是因為箔條纖維釋放的離子，在到達(dá)需要被中和的帶電粒子之前，極易被云中的水滴捕獲。

然而，這在實際部署層面也可能構(gòu)成重大挑戰(zhàn)，因為箔條一旦釋放到湍流風(fēng)暴云中，會迅速被稀釋，威廉姆斯補(bǔ)充說。

Skyward 的哈特雷表示，他無法對佛羅里達(dá)研究的結(jié)果置評，但指出佛羅里達(dá)州的風(fēng)暴與其公司開展業(yè)務(wù)的加拿大各省風(fēng)暴存在顯著差異。

“我們迄今的工作，聚焦于已評估運(yùn)營可行性且山火風(fēng)險最高的地區(qū)，”他寫道。

意外后果

向大氣中釋放更多箔條的設(shè)想，也引發(fā)了對其大氣影響和地面沉降后果的追問。

美國軍方已就箔條的環(huán)境和健康影響開展了多項研究，結(jié)論認(rèn)為箔條在環(huán)境中分散擴(kuò)散、自然降解，“總體無毒”。

例如，美國海軍衛(wèi)生研究中心對切薩皮克灣附近數(shù)十年軍事演習(xí)產(chǎn)生的環(huán)境影響的評估報告結(jié)論認(rèn)為，“美國軍隊在全球的鋁涂層箔條當(dāng)前及預(yù)估用量”，不會使大氣鋁含量超過美國環(huán)保署設(shè)定的限值。

但美國政府問責(zé)局 1998 年的一份報告提出了另外幾項警示，指出箔條還可能影響民用空中交通管制雷達(dá)和天氣預(yù)報。報告還特別提到“箔條有可能在水庫中積聚，引發(fā)化學(xué)變化，進(jìn)而影響水質(zhì)及依賴水源的生物物種，盡管這種可能性較小”。

斯特潘尼安表示，如果閃電抑制作業(yè)所需的箔條量超過軍方目前的釋放量，則可能需要開展進(jìn)一步研究，以充分評估其環(huán)境影響。

Environmental Defence Canada 的布魯克斯表示，他希望進(jìn)一步了解 Skyward 所使用的材料來源、施用后在環(huán)境中的殘留，以及對動物可能造成的影響。他也對干預(yù)風(fēng)暴所引發(fā)的次生效應(yīng)保持警惕。

“我認(rèn)為，如果我們開始干預(yù)天氣這樣復(fù)雜的系統(tǒng)，就存在產(chǎn)生意外后果的潛在風(fēng)險，”布魯克斯說，并補(bǔ)充道，“想到這些試驗在人們毫不知情的情況下進(jìn)行，我感到不安?！?/p>

哈特雷表示，公司遵守一切適用法規(guī)，所有野外作業(yè)均“與相關(guān)主管部門協(xié)調(diào)、在適當(dāng)授權(quán)下開展”。

他還補(bǔ)充說，公司施放的播撒材料濃度和用量，均低于國防用途的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，且部署“僅限于明確的高山火風(fēng)險風(fēng)暴條件”。

懸而未決的疑問

目前尚不清楚 Skyward 是否以及在多大程度上推進(jìn)了閃電抑制科學(xué)，或厘清了上個世紀(jì)研究以來懸而未決的問題。

據(jù)《麻省理工科技評論》所能查證的信息，該公司迄今未公開野外試驗數(shù)據(jù)，未在同行評審期刊上發(fā)表任何論文，也未披露其試驗的具體操作方式。

威廉姆斯表示，缺乏上述信息，就無從評估其聲明的可信度。他與新墨西哥理工大學(xué)的兩位合著者——副教授阿多尼斯·利爾（Adonis Leal）和碩士生若尼斯·莫拉（Jhonys Moura），均對該公司此前“高達(dá) 100% 閃電預(yù)防”的說法表示懷疑。哈特雷表示，隨著項目的成熟，Skyward 計劃發(fā)布更多技術(shù)信息。

“我們期待有機(jī)會分享更詳細(xì)的信息，”他寫道。

與此同時，Skyward 的投資者對這家公司寄予厚望，并在其應(yīng)對山火風(fēng)險的潛力中看到了“巨大機(jī)遇”。

“呈指數(shù)級增長的山火風(fēng)險只有通過從被動撲救轉(zhuǎn)向主動預(yù)防才能得到遏制，”Climate Innovation Capital 管理合伙人凱文·金薩（Kevin Kimsa）在該公司近期融資宣布時的聲明中說。

伍德威爾氣候研究中心的羅杰斯曾與 Skyward 多次交流，但未開展合作。他也強(qiáng)調(diào)，充分了解閃電抑制的潛在環(huán)境影響至關(guān)重要，同時必須聽取受影響地區(qū)公民（包括原住民社區(qū)）的意見。

但他表示，如果這項技術(shù)切實有效且沒有重大副作用，他對閃電抑制所能發(fā)揮的作用持“樂觀”態(tài)度。

這是因為，預(yù)防山火的成本遠(yuǎn)低于撲滅山火，而且可以避免消防員、生態(tài)系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施和當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)面臨的風(fēng)險。

“如果你能在火災(zāi)尚未點燃之前就將其扼殺，就能從根本上消除大量隱患?！彼f。

https://www.technologyreview.com/2026/03/03/1133848/this-startup-claims-it-can-stop-lightning-and-prevent-catastrophic-wildfires/