（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着魁北克省，數以千計的閃電劃過，引發了逾 120 場山火。
大火席捲乾旱的森林和枯萎的草地，燃燒數週。最終，近 7000 場火災燒燬了全國數千萬英畝土地，產生近 5 億噸碳排放，並迫使數十萬人被迫撤離家園。其中，閃電引發的山火佔總數的近 60%，而這些火災造成的過火面積佔總過火面積的 93%。
如今，一家總部位於溫哥華的初創公司 Skyward Wildfire 聲稱，可以通過阻止引發山火的閃電，來預防此類災難性火災的發生。該公司剛剛完成了一輪融資，計劃用所籌資金加速產品研發、擴大業務規模。
就在上週之前，這家公司在其官網上突出展示了閃電在 2023 年大火中所扮演的角色，並聲稱已證明其技術能夠預防“高達 100% 的閃電”。這是一個引人注目的說法，遠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》就此提出詢問後，該公司隨即將這一表述撤下。“雖然該表述反映的是特定條件下的觀測結果，但原本無意暗示結果具有普遍性，現已將其刪除，”負責 Skyward 政府合作事務的尼古拉斯·哈特雷（Nicholas Harterre）在郵件中表示，“在複雜的大氣系統中，持續實現 100% 的結果並不現實，正如您所採訪的專家所指出的那樣。”
該公司現在的表述是，已證明其技術“能夠預防目標風暴單體中大多數雲對地閃電”。目前，Skyward 尚未公開披露其技術原理，哈特雷在回應我們的問題時僅表示，所用材料“惰性無害，且依據監管標準選擇”。然而，網絡公開文件顯示，該公司所採用的方法，正是美國政府機構早在 20 世紀 60 年代初便開始評估的一種技術：向雲層播撒金屬箔條，即塗覆鋁層的細玻璃纖維絲。軍方使用這種材料來干擾雷達信號，例如戰鬥機在空戰中施放箔條，以迷惑制導導彈系統。
數十年前美國機構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 能夠在大規模場景下可靠地應用這項技術，隨着氣候變化推高氣溫、令森林日益乾燥、閃電頻率可能持續增加，它或許能成爲應對不斷上升的山火風險的有力工具。“在高風險天氣提前阻止閃電，能夠挽救生命、節省數十億山火應對成本，是當前可用的槓桿效率最高、最即時有效的氣候解決方案之一，”Skyward 創始人兼首席執行官薩姆·戈德曼（Sam Goldman）去年在 LinkedIn 發佈的一份聲明中說。
然而，研究人員和環保觀察人士表示，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，以及商業規模的閃電抑制可能帶來哪些次生環境影響。部分觀察人士還對該公司在加拿大部分地區開展天氣改良野外試驗一事表示擔憂——公司似乎在未廣泛告知公衆、未公開討論向雲層施放材料的情況下便付諸實施。鑑於山火風險不斷升級，評估新技術的減災潛力是“合理的”，加拿大環保倡導機構 Environmental Defence 項目主任基思·布魯克斯（Keith Brooks）說。“但我們應當審慎、真正透明地推進，採用開放接受審查的嚴謹科學方法，”他說。
播雲技術
Skyward 的官網幾乎沒有提供技術細節，但該公司表示，已於 2024 年和 2025 年與加拿大山火應對機構合作，展示了其技術。該公司還表示，已開發出 AI 工具，用於預測可能引發山火的閃電。
Skyward 上月宣佈，在去年初關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模預防是可行的，”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，併爲那些需要可靠、可操作工具、在緊急情況發生前降低山火風險的合作伙伴提供支持。”
該公司在官網和近期公告中均未使用“雲播撒”一詞。但一份新聞稿顯示，該公司曾入圍一家保護團體“火災大挑戰”活動的決賽名單，其中提到，該公司通過“用安全、無毒材料進行雲播撒來中和風暴電荷”來抑制閃電，此前已由《獨角鯨》媒體報道。
此外，向 Skyward 提供資助、支持其技術“測試與部署”的基金會 Unorthodox Philanthropy，在一份關於戈德曼的獲獎介紹中提供了更多細節。
介紹中寫道：“Skyward 團隊……選定了一種由鋁覆玻璃纖維構成的惰性材料，這種材料在軍事行動中被廣泛用於攔截和干擾敵方雷達，同時也能爲雲層放電。”
世界銀行在一批涉及山火應對技術開發企業的材料包中，公開了一份標註爲“專有及保密”的文件，其中披露了更多細節：
Skyward 的圖示展示了飛機向雲層投放顆粒物、以防止“高風險地區”發生雲對地閃電的場景。該公司在文件中還指出，其 AI 工具用於多個環節，包括預測閃電風暴、排定處置優先級、鎖定目標風暴單體，以及優化飛行航線。
哈特雷強調，公司將審慎部署這項技術，僅將其用於山火風險較高的風暴事件，並補充說此類風暴在特定區域的全年閃電活動中佔比不足 0.1%。
“我們的目標是在有限的極端風險天氣降低點火概率——這些天氣條件下，火災威脅生命、關鍵基礎設施和生態系統，撲救成本和影響也可能急劇上升，”他說。
世界銀行發佈的文件顯示，Skyward 於 2024 年 8 月與阿爾伯塔省山火應對機構合作，“通過飛機和無人機驗證了抑制效果”，其處置使閃電數量與“對照單體”（即未經播撒的風暴單體）相比減少了 60% 至 100%。
文件還指出，該公司將於 2025 年夏季與不列顛哥倫比亞省和阿爾伯塔省的山火應對機構開展更多野外試驗，“利用更先進的飛行器、傳感器和預報系統，提供區域級解決方案”。
“不列顛哥倫比亞省山火服務局瞭解 Skyward 正在開發一項旨在減少特定情境下閃電發生的技術，”該機構在向《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，以更好地瞭解這項技術及其在不列顛哥倫比亞省的適用性。如果此類項目或技術在不列顛哥倫比亞省推進，我們將與項目團隊合作，努力學習並確保將一切可用工具用於不列顛哥倫比亞省的山火應對。”
不列顛哥倫比亞省機構拒絕安排人員接受採訪，也未回應有關所用材料、試驗地點，以及是否進行公開披露或要求該公司進行披露等問題。阿爾伯塔省山火應對機構未回應《麻省理工科技評論》的類似問詢。
危險的閃電
雲，不過是以各種形態存在的水——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。雲的內部，雪花與被稱爲霰的微小冰粒相互碰撞摩擦，導致原子之間發生電子轉移，從而產生帶有正負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！以閃電形式發生靜電放電。
2023 年的火災季並不是加拿大閃電特別多的年份，但由於天氣極度炎熱乾燥，每一道擊中地面的閃電引發火災的概率都高於往常，加拿大森林服務局研究科學家、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。更暖的空氣能容納更多水分，併爲大氣增添更多對流能量，這驅動了形成雲層、攪動雷暴的垂直氣流。
“因此，條件已經具備，而且可能會持續加劇，”賈因說。
不同模型對全球部分地區的閃電趨勢預測存在差異，但在地球升溫最快的最北端緯度地區，一個更清晰的趨勢已然浮現：研究表明，北極北方林地區因閃電引發的火災已大幅增加，預計將持續上升。
這與更長的火災季、更高的氣溫和更乾燥的植被等不斷加劇的風險相疊加，共同推高了更嚴重火災和更多溫室氣體排放的概率，研究火災對永久凍土融化影響的伍德威爾氣候研究中心高級科學家布倫丹·羅傑斯（Brendan Rogers）說。
事實上，2023 年加拿大山火產生的碳排放量，超過了該國化石燃料排放量的四倍。
世紀中葉的野外試驗
科學家開展了各種關於閃電預防可能性的實驗，但大多數都發生在上個世紀下半葉。
二戰後，文化樂觀主義情緒高漲、經濟蓬勃發展，美國研究機構和企業掀起了一波雲播撒實驗熱潮，意圖征服自然——或至少降低其危險性。研究團隊向雲層投放或噴灑乾冰、碘化銀等材料，嘗試增加降雨、減少冰雹、消散霧氣，乃至改變颶風路徑。
“雲播撒活動一度如此密集，以至於在 20 世紀 50 年代初的高峯期，約有 10% 的美國國土處於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 年發表於《美國氣象學會公報》的一篇閃電抑制歷史研究中寫道。（《麻省理工科技評論》爲 MIT 旗下出版物，但編輯獨立運營。）
時任美國林務局火災研究部門負責人的哈里·吉斯伯恩（Harry Gisborne）想知道，這項技術能否被用於觸發暴雨，以撲滅公共土地上難以到達的山火。但當他向在雲播撒領域開展了開創性研究的通用電氣公司文森特·謝弗（Vincent Schaefer）請教這一問題時，謝弗認爲或許可以更進一步：直接預防引發火災的閃電。
這番對話催生了後來的“天火計劃”——一項由多機構參與的公私聯合研究項目，在整個 20 世紀 50 至 60 年代開展了一系列實驗。研究團隊在亞利桑那州舊金山峯、愛達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雲層進行了播撒實驗。
經過對處理雲層和未處理雲層的比較，研究人員得出結論：播撒使雲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，研究結論的統計顯著性仍存疑問。
（蘇聯科學家也在 20 世紀 50 年代開展了一些閃電抑制野外實驗，70 年代還進行了利用火箭向雷暴中發射碘化鉛的相關研究，但關於這些項目的更多細節目前難以查證。）
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 號在發射後數秒內連續兩次遭到閃電擊中。宇航員得以重置系統、成功完成登月任務，但實屬萬分險峻。
事故發生後，美國國家航空航天局（NASA）和美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）聯手啓動了後來被稱爲“雷電計劃”的項目，採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——這種材料由少數國防承包商生產製造。其原理在於：箔條在形成中的電場中充當導體，從部分氧分子和氮分子中剝離電子，並將其轉移至其他分子。由於雪花和霰之間的碰撞摩擦，雲中水分子上已積累了不均衡的電子，這些電子隨後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重新分配——進而中和——風暴內部的電荷，產生閃電所需的強電場將永遠不會形成，”斯特潘尼安和威廉姆斯寫道。
NASA 和 NOAA 在 20 世紀 70 年代初至中期，先後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雲層播撒箔條的實驗，這些實驗同樣呈現出“總體令人鼓舞的野外結果”。但 NASA 最終對箔條可能干擾無線電通信的隱患產生顧慮，叫停了該項目。
“閃電抑制研究再度被擱置，減輕雷電危害的責任又重新回到了天氣預報員手中，”斯特潘尼安和威廉姆斯總結道。
難以得出的結論
那麼，上述這一切告訴了我們什麼？人類究竟有多大能力預防閃電？
“在我看來，這項技術能夠用於減少風暴中的閃電，這一點毋庸置疑，”MIT 林肯實驗室空中交通管制與天氣系統團隊技術人員斯特潘尼安說，“但有幾個重要前提。“
例如，需要釋放多少材料、材料能持續多久、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爲審慎的態度。MIT 研究物理氣象學和大氣電學的研究科學家威廉姆斯在郵件中表示，有明確證據表明箔條“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，包括處理雲層與未處理雲層之間未能充分考量的雲層高度差異。此外，他還指出，部分研究所用的探測系統僅能捕捉雲對地閃電，而無法探測雲內閃電——後者實際上更爲常見。
他還提到了一項他與斯特潘尼安及新墨西哥理工大學研究人員合作開展的較新研究。他們利用位於佛羅里達州坦帕和墨爾本的氣象雷達探測佛羅里達中部在軍事訓練和測試演習期間釋放的箔條。
他們對 35 場雲層中明確探測到箔條的風暴，與 35 場未探測到箔條的風暴進行了比較。
根據論文摘要（該論文尚未經過同行評審或正式發表，但已在去年 12 月的美國地球物理聯合會年會上作報告），有箔條存在時發生的風暴總體上“規模更小、持續時間更短”。
然而，含有箔條的雲層中，包括雲對地閃電及雲內閃電和雲間閃電在內的總閃電次數，實際上遠高於對照組：62250 次對比 24492 次。
“總體而言，目前利用箔條抑制閃電這一結論，仍難以得出。”研究人員寫道。
威廉姆斯表示，他們的研究結果以及其他相關研究表明，抑制閃電可能需要大量箔條。這或許是因爲箔條纖維釋放的離子，在到達需要被中和的帶電粒子之前，極易被雲中的水滴捕獲。
然而，這在實際部署層面也可能構成重大挑戰，因爲箔條一旦釋放到湍流風暴雲中，會迅速被稀釋，威廉姆斯補充說。
Skyward 的哈特雷表示，他無法對佛羅里達研究的結果置評，但指出佛羅里達州的風暴與其公司開展業務的加拿大各省風暴存在顯著差異。
“我們迄今的工作，聚焦於已評估運營可行性且山火風險最高的地區，”他寫道。
意外後果
向大氣中釋放更多箔條的設想，也引發了對其大氣影響和地面沉降後果的追問。
美國軍方已就箔條的環境和健康影響開展了多項研究，結論認爲箔條在環境中分散擴散、自然降解，“總體無毒”。
例如，美國海軍衛生研究中心對切薩皮克灣附近數十年軍事演習產生的環境影響的評估報告結論認爲，“美國軍隊在全球的鋁塗層箔條當前及預估用量”，不會使大氣鋁含量超過美國環保署設定的限值。
但美國政府問責局 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和天氣預報。報告還特別提到“箔條有可能在水庫中積聚，引發化學變化，進而影響水質及依賴水源的生物物種，儘管這種可能性較小”。
斯特潘尼安表示，如果閃電抑制作業所需的箔條量超過軍方目前的釋放量，則可能需要開展進一步研究，以充分評估其環境影響。
Environmental Defence Canada 的布魯克斯表示，他希望進一步瞭解 Skyward 所使用的材料來源、施用後在環境中的殘留，以及對動物可能造成的影響。他也對干預風暴所引發的次生效應保持警惕。
“我認爲，如果我們開始干預天氣這樣複雜的系統，就存在產生意外後果的潛在風險，”布魯克斯說，並補充道，“想到這些試驗在人們毫不知情的情況下進行，我感到不安。”
哈特雷表示，公司遵守一切適用法規，所有野外作業均“與相關主管部門協調、在適當授權下開展”。
他還補充說，公司施放的播撒材料濃度和用量，均低於國防用途的相關標準，且部署“僅限於明確的高山火風險風暴條件”。
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了閃電抑制科學，或釐清了上個世紀研究以來懸而未決的問題。
據《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據，未在同行評審期刊上發表任何論文，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 100% 閃電預防”的說法表示懷疑。哈特雷表示，隨着項目的成熟，Skyward 計劃發佈更多技術信息。
“我們期待有機會分享更詳細的信息，”他寫道。
與此同時，Skyward 的投資者對這家公司寄予厚望，並在其應對山火風險的潛力中看到了“巨大機遇”。
“呈指數級增長的山火風險只有通過從被動撲救轉向主動預防才能得到遏制，”Climate Innovation Capital 管理合夥人凱文·金薩（Kevin Kimsa）在該公司近期融資宣佈時的聲明中說。
伍德威爾氣候研究中心的羅傑斯曾與 Skyward 多次交流，但未開展合作。他也強調，充分了解閃電抑制的潛在環境影響至關重要，同時必須聽取受影響地區公民（包括原住民社區）的意見。
但他表示，如果這項技術切實有效且沒有重大副作用，他對閃電抑制所能發揮的作用持“樂觀”態度。
這是因爲，預防山火的成本遠低於撲滅山火，而且可以避免消防員、生態系統、基礎設施和當地社區面臨的風險。
“如果你能在火災尚未點燃之前就將其扼殺，就能從根本上消除大量隱患。”他說。
原文鏈接：
https://www.technologyreview.com/2026/03/03/1133848/this-startup-claims-it-can-stop-lightning-and-prevent-catastrophic-wildfires/
