稲妻
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南フランスのポール・ラ・ヌーヴェル沖の地中海に、雲対地雷が落ちた。

雷は、大気中の二つの帯電領域間で発生する静電放電によって生じる自然現象です。片方または両方の帯電領域は大気中に存在し、もう一方の帯電領域は地上で発生することもあります。雷が発生すると、帯電領域は部分的にまたは全体的に電気的に中和されます。

雷は、平均200メガジュールから7ギガジュールのエネルギーがほぼ瞬時に放出される現象です。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]雷の周囲の空気は急速に約30,000℃（54,000℉）まで加熱されます。[ 4 ]広範囲の波長にわたる電磁波が放出され、その一部は明るい閃光として目に見えることもあります。雷はまた、放電付近の高温のガスが急激な圧力上昇を経験することで発生する 衝撃波から発生する音である雷鳴を引き起こします。

雷現象の最も一般的な発生形態は雷雨ですが、火山噴火など、他の種類の活発な気象システムでも一般的に発生することがあります。雷は地球全体の大気の電気回路と大気化学に影響を与え、山火事の自然発火源となります。雷は世界気象機関[ 5 ]によって重要な気候変数とみなされており、その科学的研究は雷学と​​呼ばれています。

フォーム

雷は発生する場所によって3つの主要な形態に分けられます。[ 6 ] [ 7 ]

  • 雲内（IC）または雲内– 単一の雷雲内
  • クラウド間（CC）またはインタークラウド– 2つのクラウド間
  • 雲対地(CG) – 雲と地面の間で発生し、この場合は落雷と呼ばれます。

他にも、火山噴火の際に発生する火山雷、遠くから見えるが音は聞こえない「熱雷」、森林火災を引き起こすことがある乾燥雷、科学的にはほとんど観測されない球雷など、多くの観測上のバリエーションが認識されています。

雷が人間に及ぼす最も直接的な影響は、雲対地雷によるものですが、雲内雷や雲間雷の方がより一般的です。雲内雷と雲間雷は、大気化学への影響を通じて間接的に人間に影響を与えます。

各タイプには、「ポジティブ」と「ネガティブ」の CG フラッシュなど、測定可能な共通した異なる物理的特性を持つバリエーションがあります。

雲対地（CG）

スローモーションで見る雲から地面へ

対地雷（CG雷）は、雷雲と地面の間で発生する放電です。雲から下降するステップ状のリーダ雷と、地面から上昇するストリーマ雷によって発生します。

CG雷は最も一般的ではありませんが、あらゆるタイプの雷の中で最もよく理解されています。地上という物理的な物体に着地し、地上の計測機器で測定しやすいため、科学的に研究しやすいです。3つの主要な雷の種類の中で、地上に着地、つまり「落雷」するため、生命と財産への脅威は最も大きくなります。

全体的な放電は閃光と呼ばれ、初期破壊、段階的先導雷、接続先導雷、帰還雷撃、ダート先導雷、および後続の帰還雷撃など、いくつかのプロセスで構成されています。[ 8 ]土壌、淡水、塩水など、電気接地の導電性は、雷の放電率、ひいては目に見える特性に影響を与える可能性があります。[ 9 ]

正と負の雷

雲対地雷（CG雷）は、雲と地面の間の電流の方向によって定義される正または負のいずれかです。ほとんどのCG雷は負で、負の電荷が雷路に沿って下向きに地面へと移動（電子が流れる）します（従来の電流は地面から雲へと流れます）。正のCG雷では逆のことが起こり、電子は雷路に沿って上向きに移動し、正の電荷も下向きに地面へと移動します（従来の電流は雲から地面へと流れます）。

正雷は負雷よりも一般的ではなく、平均して全落雷の5％未満を占めます。[ 10 ]

青い稲妻の閃光。金床雲の上空、澄み渡っているが乱気流の激しい空から発生し、雲を突き抜けて地面に直接プラズマの閃光を放つように見える。極性は通常負極性であるにもかかわらず、一般的に正極性の閃光と呼ばれる。

正極性雷の発生メカニズムについては、いくつかの理論が提唱されている。[ 11 ]これらは主に雲内の電荷中心の移動または増強に基づいている。このような雲電荷の変化は、鉛直風のシアや降水量の変動、あるいは嵐の消散によって生じる可能性がある。また、正極性雷は、雲内放電の特定の挙動、例えば既存の雷からの分離や分岐によっても発生する可能性がある。

正極性の雷撃は負極性の雷撃よりもはるかに強力になる傾向があります。平均的な負極性の雷撃は30,000アンペア（30 kA）の電流を発生し、合計15 C（クーロン）の電荷と1ギガジュールのエネルギーを伝達します。大きな正極性の雷撃は最大120 kAを発生し、350 Cを伝達します。[ 12 ]平均的な正極性の地上閃光は、典型的な負極性の雷撃の約2倍のピーク電流を持ち、最大400 kAのピーク電流と数百クーロンの電荷を発生することがあります。[ 13 ] [ 14 ]さらに、高いピーク電流を伴う正極性の地上閃光の後には、長く続く電流が続くのが一般的ですが、これは負極性の地上閃光には見られない相関関係です。[ 15 ]

正極性雷は、その強力な雷撃力のため、負極性雷撃よりもかなり危険です。[ 11 ]正極性雷は、より高いピーク電流とより長い持続電流の両方を発生するため、表面をはるかに高温に加熱することができ、火災発生の可能性が高まります。正極性雷は空気中を長距離伝播するため、「青天の霹靂」と呼ばれ、観測者に何の警告も与えません。

正雷は、高層建築物の頂上から上向きの雷放電を発生させることも示されており、地上数十キロメートル上空で発生するスプライトの発生にも大きく関与しています。正雷は、冬の嵐、雷雪、激しい竜巻[ 16 ] 、そして雷雨の消散段階でより頻繁に発生する傾向があります。[ 17 ]また、大量の極低周波（ELF）および超低周波（VLF）の電波も発生します。[ 18 ]

一般的な考えとは異なり、正極性の雷は必ずしも金床または上部正電荷領域から発生し、雷雨の外側の雨の降らない地域を襲うわけではありません。この考えは、雷の先導雷は単極性であり、それぞれの電荷領域から発生するという時代遅れの考えに基づいています。金床から発生する雷は正電荷領域から発生するように見えるため、正極性であると誤解されることがよくありますが、観測結果によると、これらは実際には負極性の雷であることが示されています。雷は雲内でIC（電流）雷として始まり、負極性の先導雷は正電荷領域から雲を抜け、晴天中を伝播して、ある程度離れた地面に雷撃します。[ 19 ] [ 20 ]

クラウド間（CC）とクラウド内（IC）

雷放電は、地面に接触することなく雲間で発生することがあります。2つの別々の雲の間で発生する場合は、雲間雷（CC雷）または雲間雷と呼ばれます。また、1つの雲内の電位の異なる領域間で発生する場合は、雲内雷（IC雷）と呼ばれます。IC雷は最も頻繁に発生するタイプです。[ 17 ]

帯磁雷は、雷雨の上部の金床部と下部の間で最も一般的に発生します。この雷は、夜間に「シート雷」と呼ばれる現象として遠くから観測されることがあります。このような場合、観測者は雷鳴を聞かずに閃光だけを見ることがあります。

雲間雷、または雲間雷は「アンビル・クローラー」とも呼ばれます。これは、電荷の性質から、通常はアンビルの下または内部で発生し、雷雨の上層雲を這い進み、しばしば劇的な多重分岐雷を発生させることに由来します。これらの雷は通常、雷雨が観測者の上を通過するか、減衰し始めるときに見られます。最も鮮明なクローラー現象は、広範囲にわたるアンビル後方のせん断を伴う、十分に発達した雷雨で発生します。

形成

雷の発生に関わるプロセスは、次のカテゴリに分類されます。

  1. 電荷分離が発生する可能性のある大規模な大気現象（例：嵐）
  2. 電荷分離をもたらす微視的および巨視的プロセス
  3. 電界の確立
  4. 雷の経路を通じた放電

雷が発生する大気現象

雷は主に暖かい空気が冷たい気団と混ざり合ったときに発生し、[ 21 ]大気を分極させるために必要な大気の擾乱を引き起こします。[ 22 ]この擾乱によって嵐が発生し、その嵐が雷と雷鳴も引き起こす場合、雷雨と呼ばれます。

雷は砂嵐、森林火災、竜巻、火山噴火、さらには冬の寒い時期にも発生することがあり、冬の雷は雷雪として知られています。[ 23 ] [ 24 ]ハリケーンは通常、中心から160 km（99マイル）ほど離れた降水帯を中心に雷を発生させます。[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]

2019～2020年のオーストラリアの森林火災シーズンに見られたような激しい森林火災は、雷（Fire Lightningとも呼ばれる）やその他の気象現象を引き起こす独自の気象システムを作り出すことがあります。[ 28 ]火災による強烈な熱により、煙の柱の中で空気が急速に上昇し、火災積乱雲が形成されます。この乱気流に乗って上昇する空気によって冷たい空気が引き込まれ、煙の冷却に役立ちます。上昇する煙は高高度の低い気圧によってさらに冷やされ、煙の中の水分が雲に凝結します。火災積乱雲は不安定な大気の中で形成されます。これらの気象システムは、乾燥した雷、火災を伴う竜巻、強風、汚れた雹を生み出す可能性があります。[ 28 ]

大気の熱力学的・力学的条件に加え、エアロゾル（塵や煙など）の組成も嵐における雷の頻度に影響を与えると考えられている。[ 29 ]その具体的な例として、船舶の航路沿いでは比較的高い雷頻度が観測される。[ 30 ]

飛行機雲も雷にわずかながら影響を与えることが観測されています。水蒸気を多く含む飛行機雲は、大気中の抵抗が低い経路となり、雷のイオン経路の形成に何らかの影響を与える可能性があります。[ 31 ]ロケットの排気煙が離陸直後の アポロ12号ロケットに雷を落とす様子が目撃された際、ロケットの排気煙が雷の経路となったことが確認されています。

熱核爆発は、電気伝導のための物質を過剰に供給し、局所的に非常に乱れた大気を生じさせることで、キノコ雲内で雷放電を誘発することが観察されている。さらに、大規模な核爆発による強力なガンマ線は、コンプトン散乱によって周囲の空気中に高電荷領域を発生させる可能性がある。高電荷空間電荷領域は、爆発直後に複数の晴天雷放電を発生させる。[ 32 ]

超新星爆発によって生成された高エネルギー宇宙線や太陽風からの太陽粒子の一部は大気圏に入り、空気を帯電させ、雷の経路を形成する可能性がある。[ 33 ]

電荷分離

雷雨における電荷分離

(図 1) 雷雨の主な帯電領域は、空気が急速に上昇し (上昇気流)、気温が -15 ～ -25 °C (5 ～ -13 °F) になる嵐の中心部に発生します。
（図2）上昇する氷晶が霰に衝突すると、氷晶は正に帯電し、霰は負に帯電します。
雷雲の上部はプラスに帯電し、雷雲の中部から下部はマイナスに帯電します。

帯電プロセスの詳細は科学者によってまだ研究中ですが、雷雨における電荷分離（帯電とも呼ばれます）の基本概念のいくつかについては、概ね合意が得られています。帯電は、衝突する物体間で電子またはイオンの移動を引き起こす 摩擦電気効果によって起こります。

雷雨における主な帯電領域は、嵐の中心部で発生します。ここでは空気が急速に上昇（上昇気流）し、気温は-15～-25℃（5～-13℉）の範囲です（図1参照）。この領域では、気温と急激な上昇気流の組み合わせにより、過冷却した雲粒（氷点下の小さな水滴）、小さな氷晶、そして霰（柔らかい雹）の混合物が生成されます。上昇気流は過冷却した雲粒と非常に小さな氷晶を上昇させます。同時に、霰ははるかに大きく密度が高いため、落下するか上昇気流中に浮遊する傾向があります。[ 34 ]

雲粒子の動きの違いにより衝突が起こります。上昇する氷晶が霰と衝突すると、氷晶は正に帯電し、霰は負に帯電します（図2参照）。上昇気流は正に帯電した氷晶を嵐雲の上部に向かって上昇させます。より大きく密度の高い霰は雷雲の中央に浮遊するか、嵐の下部に向かって落下します。[ 34 ]通常、雷雲の上部は正に帯電し、雷雲の中部から下部は負に帯電します。[ 34 ] [ 35 ]雲粒子の衝突の結果として生じる上記の電荷分離プロセスは、通常、非誘導帯電メカニズムと呼ばれます。 [ 36 ]

嵐内の上昇気流と大気上層の風により、雷雲上部の小さな氷晶（および正電荷）は、雷雲底からある程度の距離まで水平方向に広がる傾向がある。雷雲のこの部分は金床と呼ばれる。これが雷雲の主な帯電過程であるが、これらの電荷の一部は嵐内の空気の動き（上昇気流と下降気流）によって再分配されることもある。さらに、降水と気温上昇により、雷雲の底部付近には小さいながらも重要な正電荷が蓄積される。[ 34 ]正・負・正電荷領域は成熟した雷雨でよく見られ、三極電荷構造と呼ばれる。[ 36 ]

雷雨において役割を果たす可能性のある他の帯電プロセスも存在しますが、一般的にはそれほど重要ではないと考えられています。誘導帯電メカニズムが研究されており、これは晴天時の電場の存在下で雲粒が分極することによって生じると考えられています。[ 36 ]また、雷雨のような電場下では、帯電していない衝突する水滴（水溶液中のイオンとして）が、水滴 間で電荷移動を起こすことで帯電する可能性があるとも言われています。[ 37 ]

純粋な液体の水における誘起電荷分離は、摩擦電気効果による純粋な液体の水の帯電と同様に、1840年代から知られていました。[ 38 ]ウィリアム・トムソン（ケルビン卿）は、水中の電荷分離が地球表面の通常の電界で起こることを実証し、その知識を用いて連続電界測定装置を開発しました。[ 39 ]液体の水を用いた電荷の異なる領域への物理的な分離は、ケルビンによってケルビン水スポイトを用いて実証されました。最も可能性の高い電荷輸送種は、水性水素イオンと水性水酸化物イオンであると考えられました。[ 40 ]雷雨に関係する時間スケールでは、水酸化物イオンと溶存水素に関して、液体の水中では電子は安定ではありません。[ 41 ]固体の水氷の帯電も検討されました。ここでも、荷電種は水素イオンと水酸化物イオンであると考えられました。[ 42 ] [ 43 ]

電界の確立

静電放電が発生するには、2つの前提条件が必要である。第一に、空間の2つの領域間に十分に高い電位差が存在すること、第二に、高抵抗媒体が、反対極性の電荷の自由かつ妨げのない均等化を阻害することである。大気は電気的に絶縁体、すなわち障壁となり、反対極性の帯電領域間の自由な均等化を阻害する。一方、雷雨は雲の特定の領域において電荷の分離と凝集を引き起こす可能性がある。[ 44 ]

局所的な電界が湿った空気の絶縁耐力（約3 MV/m）を超えると、放電によって雷撃が発生し、多くの場合、同じ経路から分岐した同程度の放電が続きます。電荷が蓄積されて雷が発生するメカニズムは、依然として科学的研究の対象となっています。[ 45 ] [ 46 ] 2016年の研究では、誘電破壊が関与していることが確認されました。[ 47 ]雷は、暖かく湿気を含んだ空気が電界を循環することで発生する可能性があります。[ 48 ]氷や水の粒子は、ヴァンデグラフ発電機のように電荷を蓄積します。[ 49 ]

雷雲が地球の表面上を移動すると、雲の下の地表に、同じ大きさだが極性が逆の電荷が誘導されます。誘導された正の表面電荷は、固定点に対して測定すると、雷雲が近づくにつれて小さくなり、嵐の中心が近づくにつれて増加し、雷雲が通過するにつれて減少します。誘導された表面電荷の基準値は、おおよそベルカーブで表すことができます。

反対の電荷を帯びた領域は、その間の空気中に電界を形成します。この電界は雷雲の底部の表面電荷の強さに応じて変化し、蓄積された電荷が大きいほど電界も強くなります。

閃光や雷撃による放電

雷の電荷キャリアは主にプラズマ中の電子です。[ 50 ]液体の水や固体の水に関連するイオン（正の水素イオンと負の水酸化物イオン）としての電荷から雷に関連する電子としての電荷に移行するプロセスには、何らかの形の電気化学、つまり化学種の酸化および/または還元が関与している必要があります。[ 51 ]

最も研究され、理解されている雷の形態は雲対地雷（CG雷）です。雲内雷（IC雷）と雲間雷（CC雷）は、より一般的ですが、雲内に監視できる固定点がないため、研究が困難です。また、同じ地点に繰り返しかつ継続的に落雷する確率が非常に低いため、CG雷の発生頻度が高い地域であっても、科学的な調査は困難です。

雷のリーダー

下向きのリーダーは枝分かれしながら地面に向かって進みます。
2本の導線の接続によって発生した落雷。プラスは青、マイナスは赤で表示されます。

雷雲内の反対電荷を帯びた領域の間に、 「リーダー」と呼ばれる双方向のイオン化空気のチャネルが形成されるが、そのプロセスは十分に解明されていない。リーダーは、リーダーの先端とは反対の電荷を持つ領域を伝播したり、あるいはその領域に引き寄せられたりする、導電性のイオン化ガスのチャネルである。双方向リーダーの負の端は、雷雲内の正電荷領域（井戸とも呼ばれる）を満たし、正の端は負電荷の井戸を満たしている。リーダーはしばしば分岐し、樹木のようなパターンで枝分かれする。[ 52 ]さらに、負のリーダーと一部の正のリーダーは、「ステッピング」と呼ばれるプロセスで不連続に移動する。結果として生じるリーダーのぎくしゃくした動きは、稲妻のスローモーション動画で容易に観察できる。

先導雷の一端が、反対の電荷を持つ井戸を完全に満たしている一方で、もう一端がまだ活性化している可能性があります。このような場合、井戸を満たした先導雷の端は雷雲の外に伝播し、雲対空閃光または雲対地閃光のいずれかを引き起こします。典型的な雲対地閃光では、雷雲内の主要な負電荷領域と低い正電荷領域の間で双方向の先導雷が発生します。弱い正電荷領域は負の先導雷によって急速に満たされ、その後、誘導電荷を持つ地面に向かって伝播します。

正と負に帯電した先導波路はそれぞれ反対方向に進みます。正の電荷は雲内では上向きに、負の電荷は地球に向かって流れます。両方のイオンチャネルは、それぞれの方向に、複数の連続した噴出を伴って進みます。それぞれの先導波路は先端にイオンを「溜め込み」、1つまたは複数の新しい先導波路を噴出させます。そして、一時的に再びイオンを溜めて電荷を集中させ、別の先導波路を噴出します。負の電荷を帯びた先導波路は、下向きに進むにつれて伝播と分裂を続け、地表に近づくにつれて速度を増すことがよくあります。

「プール」間のイオンチャネル長の約90%は、約45メートル（148フィート）です。[ 53 ]イオンチャネルの形成には、結果として生じる放電（数十マイクロ秒以内）と比較して、比較的長い時間（数百ミリ秒）がかかります。チャネルの形成に必要な電流は数十アンペアから数百アンペアで、実際の放電中に発生する電流に比べるとごくわずかです。

雷の先導の発生は十分に解明されていない。雷雲内の電界強度は通常、それ自体ではこのプロセスを開始するほど強くない。[ 54 ]多くの仮説が提唱されている。ある仮説では、宇宙線によって相対論的電子のシャワーが生成され、暴走破壊と呼ばれるプロセスによって高速に加速されるという。これらの相対論的電子が中性空気分子と衝突して電離すると、先導の形成が開始される。別の仮説では、細長い水滴や氷結晶の近くに局所的に増強された電界が形成されるという。[ 55 ]パーコレーション理論、特に偏向パーコレーションの場合の理論は、[ 56 ] ランダムな接続現象を記述し、落雷に類似した接続構造の発達を生み出す。ストリーマー雪崩モデル[ 57 ]は、最近、嵐の際にLOFARによって取得された観測データによって支持されている。[ 58 ] [ 59 ]

上向きのストリーマー

階段状の雷雲が地面に近づくと、地面に存在する逆電荷によって電界の強度が増大します。雷雲の底部に最も近い樹木や高層ビルなど、地上の物体の頂部で最も電界が強くなります。電界が十分に強い場合、これらの点から正電荷のイオンチャネル（正電荷ストリーマーまたは上向きストリーマーと呼ばれる）が発生します。これはハインツ・ケーゼミールによって初めて理論化されました。[ 60 ] [ 61 ] [ 62 ]

負に帯電したリーダーが近づき、局所的な電界強度が増加すると、すでにコロナ放電が発生している接地物体は閾値を超え、上向きのストリーマーを形成します。

添付ファイル

下向きのリーダー雷が利用可能な上向きのリーダー雷に接続すると、このプロセスはアタッチメントと呼ばれ、低抵抗の経路が形成され、放電が発生する可能性があります。接続されていないストリーマーが明瞭に見える写真が撮影されています。接続されていない下向きのリーダー雷は分岐雷でも確認できます。これらのリーダー雷は、接地しているように見えるものの、実際には接地していません。高速度ビデオでは、アタッチメントの進行中の様子を見ることができます。[ 63 ]

排出 – 戻りストローク

フランスのトゥールーズで撮影された、放電過程における稲妻のさまざまな部分を映した高速写真。

雲内の負電荷過剰と下層の表面正電荷過剰との間の空隙を導電路が橋渡しすると、雷撃経路全体で抵抗が大きく低下します。その結果、電子は付着点から始まる領域で急速に加速し、その速度は最大で光速の3分の1に達します。[ 64 ]これは「帰還雷撃」と呼ばれ、雷放電の中で 最も明るく目立つ部分です。

大きな電荷が雲から地面へとプラズマチャネルに沿って流れ、電子が落雷点から周囲へと流れ去る際に、地面の正電荷を中和します。この巨大な電流の急増は、地面の表面に沿って大きな放射状の電位差を生み出します。これはステップ電位と呼ばれ、落雷自体よりも、集団や他の動物に多くの負傷や死亡を引き起こします。[ 65 ]電気は利用可能なあらゆる経路をたどります。[ 66 ] このようなステップ電位は、多くの場合、電流が片方の足からもう片方の足へと流れ出す原因となり、落雷地点の近くに立っていた不運な人間や動物を感電させます。

典型的な負の重心位置を持つ雷の場合、帰還雷撃の電流は平均30キロアンペアで、しばしば「負の重心位置」雷と呼ばれます。場合によっては、地対雲（GC）雷撃が、嵐の下の地表の正電荷領域から発生することがあります。これらの放電は通常、通信アンテナなどの非常に高い構造物の頂上から発生します。帰還雷撃電流の伝搬速度は約10万km/s（光速の3分の1）であることが分かっています。[ 67 ]典型的な雲対地雷撃は、雲内から地表まで、高さ5km（3.1マイル）を超える空気中に導電性のプラズマチャネルを形成することで終わります。 [ 68 ]

帰還ストローク中に発生する大量の電流とその発生速度（マイクロ秒単位で測定）により、完成したリーダチャネルは急速に過熱され、導電性の高いプラズマチャネルが形成される。帰還ストローク中のプラズマの中心温度は27,800 °C（50,000 °F）を超えることもあり、[ 69 ]鮮やかな青白色の放射を引き起こす。電流の流れが止まると、チャネルは数十ミリ秒から数百ミリ秒かけて冷却・消散し、多くの場合、断片化された輝くガスの斑点となって消滅する。帰還ストローク中のほぼ瞬時の加熱により、空気は爆発的に膨張し、雷鳴として聞こえる強力な衝撃波が発生する。

放電 – 再点火

高速度ビデオ（フレームごとに検査）では、ほとんどのネガティブCG稲妻フラッシュは3つまたは4つの個別のストロークで構成されていることがわかりますが、30個ほどになることもあります。 [ 70 ]

各再放電は、通常40～50ミリ秒という比較的長い時間間隔で発生します。これは、雲内の他の帯電領域が後続の放電で放電されるためです。再放電はしばしば顕著な「ストロボライト」効果を引き起こします。[ 71 ]

複数の帰還雷撃が同じ雷経路を利用する理由を理解するには、負のリーダー雷が地面に接触した後に典型的な地上雷撃となる正のリーダー雷の挙動を理解する必要がある。正のリーダー雷は負のリーダー雷よりも急速に減衰する。理由はよく分かっていないが、双方向リーダー雷は減衰した正のリーダー雷の先端で発生し、負の端がリーダー雷網を再イオン化しようとする。これらのリーダー雷は反動リーダーとも呼ばれ、通常は形成後まもなく減衰する。主リーダー雷網の導電部と接触すると、帰還雷撃のようなプロセスが発生し、ダート状のリーダー雷が元のリーダー雷網の全長または一部を横切る。このダート状のリーダー雷が地面に接触することで、その後の帰還雷撃の大部分が発生する。[ 72 ]

それぞれの連続ストロークの前に、中間のダートリーダーストロークが続きます。中間のダートリーダーストロークは、最初の戻りストロークよりも立ち上がりが速いものの、振幅は小さくなります。後続のストロークは通常、前のストロークで使用された排出チャネルを再利用しますが、風によって高温のチャネルが移動するため、チャネルの位置が前の位置からずれることがあります。[ 73 ]

反動とダートリーダーのプロセスは負のリーダーでは発生しないため、その後の反動ストロークが正のグラウンドフラッシュと同じチャネルを使用することはほとんどありません。これについては、この記事の後半で説明します。[ 72 ]

放電 – フラッシュ時の過渡電流

典型的な負のCG雷放電における電流は、1～10マイクロ秒でピーク値まで急速に上昇し、その後50～200マイクロ秒かけてゆっくりと減衰します。雷放電中の電流の過渡的性質は、地上構造物を効果的に保護する上で対処が必要ないくつかの現象を引き起こします。急速に変化する（交流）電流は、ホースを通る水のように導体全体を「流れる」直流電流とは異なり、表皮効果と呼ばれる現象により導体表面を伝わる傾向があります。そのため、施設保護に使用される導体は、細い電線を編み込んだ多重撚線になる傾向があります。これにより、総断面積が一定であれば、個々の撚線の半径に反比例して、束の総表面積が増加します。

急速に変化する電流は、イオンチャネルから外側に放射される電磁パルス（EMP）も生成します。これはすべての放電の特性です。放射されたパルスは、発生源から離れるにつれて急速に弱まります。しかし、電力線、通信線、金属パイプなどの導電性要素を通過すると、終端に向かって外側に流れる電流を誘導する場合があります。サージ電流はサージインピーダンスと反比例関係にあり、インピーダンスが高いほど、電流は低くなります。[ 74 ]このサージが、多くの場合、精密電子機器、電気機器、または電動モーターの破壊につながります。これらの線に並列に接続されたサージプロテクタ（SPD）または過渡電圧サージサプレッサ（TVSS）と呼ばれるデバイスは、雷閃光の過渡的な不規則電流を検出し、その物理的特性を変化させることでスパイクを接続された接地にルーティングし、機器を損傷から保護します。

分布、頻度、特性

1995年4月から2003年2月にかけてNASAの光過渡検出器から得られたデータは、世界中の落雷の不均一な分布を明らかにする宇宙ベースのセンサーを示しています。
アメリカ合衆国テキサス州からルイジアナ州にかけての768km（477マイル）のメガフラッシュ。 [ 75 ]

地球規模のモニタリングによると、地球上の雷は平均して1秒間に約44（±5）回発生しており、これは年間約14億回の閃光に相当します。 [ 76 ]平均持続時間は0.52秒で[ 77 ]、約60～70マイクロ秒の非常に短い閃光（ストローク）が多数含まれています。[ 78 ]発生は地球上で不均一に分布しており、約70%が大気の対流が最も激しい 熱帯地方の陸上で発生しています。 [ 79 ]

世界の特定の地域における典型的な雷の頻度、分布、強度、物理的特性には、多くの要因が影響します。これらの要因には、地表の標高、緯度、卓越風、相対湿度、温水域や冷水域への近さなどが含まれます。

雷は通常、積乱雲によって発生します。積乱雲の基部は通常、地上 1～2 km (0.62～1.24 マイル) にあり、最高高度は 15 km (9.3 マイル) に達します。

オーストラリアのマンゴー ヒルで激しい雷雨の際に 240 FPS で撮影された落雷。

一般的に、CG雷は世界全体の雷撃全体のわずか25%を占めるに過ぎません。雲内雷、雲間雷、雲対地雷の割合は、緯度によって季節によっても異なります。[ 80 ] [ 81 ]熱帯地方では、大気中の氷点が高いため、CG雷は雷撃全体のわずか10%に過ぎません。ノルウェーの緯度（北緯約60度）では、氷点が低いため、雷撃全体の50%がCG雷です。[ 82 ] [ 83 ]

2020年8月にポーランドで複数の落雷が発生

地球上で雷が最も多く発生する場所はマラカイボ湖の上空で、カタトゥンボ雷現象により1日に250回の雷が発生しています。[ 84 ]この現象は平均して年間297日発生します。[ 85 ]雷密度が2番目に高いのはコンゴ民主共和国東部の山岳地帯にあるキフカ村の近くで[ 86 ] 、標高は約975メートル（3,200フィート）です。この地域では平均して1平方キロメートルあたり年間158回の落雷が発生しています（410/平方マイル/年）。[ 87 ]その他の雷のホットスポットにはシンガポール[ 88 ]やフロリダ州中部のライトニングアレーなどがあります。 [ 89 ] [ 90 ]

フロリダ大学の研究者らは、観測された10回の閃光の最終的な一次元速度が1.0 × 105と1.4 × 106 m/s、平均4.4 × 105メートル/秒[ 91 ]

メガフラッシュ

異常に長い稲妻は、メガフラッシュと呼ばれることがあります。アメリカ気象学会は、メガフラッシュを「水平経路長が約100 km以上の連続したメソスケールの稲妻」と定義しています。距離が長いため、メガフラッシュの持続時間も長く、通常は5秒以上です。[ 92 ]メガフラッシュは、ゆっくりと放電する広大な帯電雲によって引き起こされます。これは通常の雷雨では発生せず、メソスケールの対流システムでのみ発生します。2022年現在、メガフラッシュは北米のグレートプレーンズと南米のリオデラプラタ流域でのみ観測されています。 [ 75 ]これは、メガフラッシュを検知するために必要な種類の衛星機器で観測されている地域が世界の一部に過ぎないことが一因です。2022年に打ち上げられたメテオサット第3世代衛星により、観測範囲がアフリカとヨーロッパに拡大されました。

世界気象機関（WMO）によると、2020年4月29日、米国南部で長さ768kmの雷が観測された。これは、これまでの距離記録（ブラジル南部、2018年10月31日）よりも60km長い。2020年6月18日、ウルグアイとアルゼンチン北部で発生した単発の雷は17.1秒間続き、これまでの記録（同じくアルゼンチン北部、2019年3月4日）よりも0.37秒長かった。[ 93 ] 2025年、科学者らは、観測された最長の雷が2017年10月にテキサス州とカンザス州で発生し、距離は829kmだったことを発見した。[ 94 ] [ 95 ] NOAAの静止雷マッパーによって検出されたこの雷は、5つの州で地表に到達した。[ 96 ]

地球外生命体

雷は地球以外の惑星、例えば木星、土星[ 97 ]、そしておそらく天王星と海王星[ 97 ]の大気圏でも観測されています。木星の雷は地球と同じメカニズムで発生しているように見えますが、地球よりもはるかにエネルギーが強いです。最近、木星で新しいタイプの雷が検出されました。これはアンモニアを含む「マッシュボール」から発生すると考えられています。[ 98 ]土星では、当初「土星静電放電」と呼ばれていた雷が、ボイジャー1号ミッションによって発見されました。[ 97 ]

金星の雷は、数十年にわたる研究を経てもなお、議論の的となっている。1970年代から1980年代にかけてのソ連のベネラ探査機と米国のパイオニア探査機では、上層大気に雷が存在する可能性を示唆する信号が検出されている。[ 99 ] 1999年に行われたカッシーニ・ホイヘンス探査機による金星への短時間フライバイでは、雷の兆候は検出されなかったが、2006年4月に金星周回軌道に投入された探査機ビーナス・エクスプレスが記録した電波パルスは、金星の雷に由来する可能性がある。[ 100 ]

2025年に研究者らは、火星2020探査車パーセベランスに搭載されたマイクによって火星で雷が発生したと推定される現象が検出されたと報告した。[ 101 ] [ 102 ] 2009年には、火星で大規模な放電現象が検出されたと研究者らが報告していたが、その後の研究者らは、その現象を再現することができなかった。[ 103 ]

効果

落雷はさまざまな影響を引き起こします。影響の中には、光、音、電磁放射のごく短時間の放出など一時的なものもあれば、死、損害、大気や環境の変化など長期間にわたるものもあります。

傷害、損害および破壊

落雷によって伝達される膨大な量のエネルギーは、さまざまな領域に壊滅的な影響を及ぼす可能性があります。

自然へ

落雷により幹と樹皮の間に発生した爆発的な蒸気圧によって白樺の樹皮が吹き飛ばされた。
オクラホマ州の黒クルミの木の幹に残る打痕

雷に打たれた物体は、非常に大きな熱と磁力を受けます。その結果、次のような影響が生じます。

  • 雷電流が木を伝わることで発生する熱によって樹液が蒸発し、水蒸気爆発を引き起こして樹皮が剥がれたり、幹が破裂したりすることがあります。
  • 同様に、破砕された岩石内の水は急速に加熱され、さらに分裂する可能性があります。[ 104 ] [ 105 ]
  • 落雷した木に火がついたり、森林火災が発生したりする可能性があります。下記の「火災雷」も参照してください。
  • 雷が砂質土壌を通過すると、プラズマ チャネルの周囲の土壌が溶けて、フルグライトと呼ばれる管状の構造が形成されることがあります。

人工構造物とその内容物

雷が建物や高層建築物に直撃すると、雷が地面への障害のない経路を辿るため、損傷を受ける可能性があります。通常、少なくとも1本の避雷針を備えた避雷システムは、雷を安全に地面に導くことで、深刻な物的損害の可能性を大幅に低減できます。サージ防護装置（SPD）は、雷誘導による電気サージから電気設備を保護するために、追加的または代替的に使用できます。サージは、電気機器の損傷や破壊、あるいは火災を引き起こす危険性があります。電気火災は、建物だけでなく、建物内のすべての資産、個人の所有物、そして生物（人、ペット、家畜）を脅かすことは明らかです。建物や構造物に必要な保護システム（もし必要であれば）は、リスク評価によって決定されます。構造物への脅威は、構造物自体への直接的な雷撃だけでなく、接続された導電性サービス（電力線、通信線、水道管／ガス管）への直接的または間接的な雷撃、あるいはサージが地面に拡散してサービス接続部に到達する可能性のある周辺地域への雷撃からも生じます。

航空機へ

航空機は金属製の胴体を持つため、落雷の危険性が非常に高いが、落雷自体は航空機にとって一般的に危険ではない。[ 106 ]アルミニウム合金の導電性により、胴体はファラデーケージのように機能する。現代の航空機は落雷に対して安全なように設計されており、乗客は落雷があったことさえ気づかないことが多い。しかしながら、落雷によって燃料蒸気が発火し爆発を引き起こす可能性や、近くで落雷するとパイロットの視力が一時的に低下し、磁気コンパスに永久的な誤差が生じる可能性が懸念されている。[ 107 ]

生き物たちへ

雷に打たれた人の90％は生き残りますが、[ 108 ]雷に打たれた人間や他の動物は内臓や神経系の損傷により 重傷を負う可能性があります。

騒音（雷）

地上雷の静電放電は、放電経路に沿って短時間に空気をプラズマ温度まで過熱するため、運動論によれば、気体分子は急激な圧力上昇を受け、雷から外側に膨張して雷鳴として聞こえる衝撃波を発生させる。音波は単一の点音源からではなく、雷の経路に沿って伝播するため、観測者からの音源距離が変化すると、転がる音やゴロゴロする音のような効果が生じる。音響特性の知覚は、雷経路の不規則で枝分かれする形状、地形からの音響反響、そして通常は複数回の雷撃特性といった要因によってさらに複雑になる。[ 109 ]雷鳴は、長い雷撃の異なる部分からの音がわずかに異なる時間に到達するため、転がりながら徐々に消散するゴロゴロという音として聞こえる。[ 110 ]

十分な距離にある雷は、目に見えるだけで音は聞こえないことがあります。雷雨は160km（100マイル）以上離れた場所から見えるのに対し、雷鳴は約32km（20マイル）しか移動しないというデータがあります。逸話的に、「真上に嵐がある」または「周囲に嵐がある」と表現しながらも「雷鳴がない」という例が多くあります。雷雲は最大20km（12マイル）の高さに達することがあるため、[ 111 ]雲の高いところで発生する雷は近くに見えるかもしれませんが、実際には目立った雷鳴を生み出すには遠すぎます。

距離近似トリック

光の速度は約 300,000,000 m/s (980,000,000 ft/s) ですが、音は空気中を約 343 m/s (1,130 ft/s) でしか伝わりません。観測者は、目に見える稲妻とそれが生み出す可聴雷鳴の間隔を計測することで、落雷までの距離を概算できます。雷鳴の 1 秒前に発生する稲妻の閃光は、約 343 m (0.213 マイル) 離れているため、3 秒の遅延は約 1 km (0.62 マイル) の距離を示します。また、雷鳴の 5 秒前に発生する閃光は約 1 マイル (1.6 km) の距離を示します。したがって、非常に近距離で観測された落雷は、ほとんど知覚できないほどの突然の雷鳴を伴い、オゾン(O 3 ) の臭いが伴う可能性があります。

電磁放射と干渉

電磁波は様々な波長で放射されますが、最も明白なのは可視光線、つまり大きな明るい閃光です。この放射は、空気の電気抵抗による温度上昇による黒体放射[ 112 ]と、現在も活発に研究されているその他の原因によって発生します。[ 113 ]

無線周波数放射

雷放電は、発生源から数千キロメートル離れた場所でも受信可能な高周波電磁波を発生させます。放電自体は比較的単純な短寿命双極子源であり、約1ミリ秒の持続時間と広いスペクトル密度を持つ単一の電磁パルスを生成します。近傍環境に磁気的または電気的相互作用特性を持つ物質がない場合、遠距離の遠方場領域では、電磁波は放電電流の2次微分に比例します。[ 114 ]これは、高高度放電や乾燥した陸地での放電で発生します。 その他の場合では、周囲の環境が発生源信号の形状を変化させます。これは、スペクトルの一部を吸収して熱に変換したり、電磁波として再送信したりすることによって発生します。[ 116 ]

高エネルギー放射線

雷によるX線の発生は、 1925年にCTRウィルソンによって早くも予測されていました。[ 117 ] 2001～2002年になって初めて証拠は見つかりました。[ 118 ] [ 119 ] [ 120 ]ニューメキシコ鉱山技術研究所の研究者らが、嵐の雲に撃ち込まれたロケットの後ろに引かれた接地線に沿った誘導雷撃からのX線放出を検出しました。同じ年に、フロリダ大学とフロリダ工科大学の研究者らは、北フロリダの雷研究施設で電界とX線検出器のアレイを使用して、自然の雷が階段状のリーダーの伝播中に大量のX線を生成することを確認しました。雷の温度は観測されたX線を説明できないほど低いため、X線放出の原因はさらなる研究の課題として残されました。[ 121 ] [ 122 ]相対論的な暴走電子なだれ機構は、X線の放出と雷の発生の両方を説明します。[ 123 ] [ 124 ] [ 125 ] [ 126 ]

宇宙望遠鏡による数々の観測により、さらに高エネルギーのガンマ線放射、いわゆる地上ガンマ線フラッシュ（TGF）が明らかになった。これらの観測は、当時の雷理論に疑問を投げかけ、特に2000年代に雷で生成される反物質の明確な兆候が発見されたことで、その傾向は顕著となった。 [ 127 ] 2010年代の研究では、これらのTGFによって生成される電子、陽電子、中性子、陽子などの二次粒子が、最大数十MeVのエネルギーを獲得できることが示された。 [ 128 ] [ 129 ]

環境の変化

より永続的または長期間続く環境の変化には、次のようなものがあります。

大気化学

雷によって発生する非常に高い温度は、オゾン層と窒素酸化物の局所的な増加を引き起こします。温帯および亜熱帯地域では、雷1回あたり平均7kgのNOxが生成されます。 [ 130 ]対流圏では、雷の影響によりNOxが90%、オゾンが30%増加する可能性があります。[ 131 ]

土壌施肥

雷は、空気中の二原子窒素を硝酸塩に酸化することで窒素循環において重要な役割を果たします。硝酸塩は雨によって堆積し、植物や他の生物の成長を肥料として与えることができます。[ 132 ] [ 133 ]

誘導永久磁気

電荷の動きは磁場を発生させます（電磁気学を参照）。雷放電の強力な電流は、瞬間的では非常に強い磁場を作り出します。雷電流が岩、土壌、金属を通過すると、これらの物質は永久に磁化されることがあります。この効果は雷誘導残留磁気（LIRM）として知られています。これらの電流は、最も抵抗の少ない経路をたどります。多くの場合、地表付近では水平方向に進みます[ 134 ] [ 135 ]。しかし、断層、鉱体、地下水などによって抵抗の少ない経路が提供される場合は、垂直方向に流れることもあります[ 136 ] 。一説によると、古代に見られた天然磁石である磁石は、このようにして生成されたと考えられています[ 137 ] 。

雷によって引き起こされる磁気異常は地面にマッピングすることができ[ 138 ] [ 139 ]、磁化された物質の分析により雷が磁化の原因であったことを確認し[ 140 ]、雷放電のピーク電流を推定することができます。[ 141 ]

磁気幻覚

インスブルック大学の研究では、プラズマによって生成された磁場が、激しい雷雨から200メートル（660フィート）以内にいる被験者に、経頭蓋磁気刺激（TMS）の効果に似た幻覚を引き起こす可能性があると計算されています。[ 142 ]

検出と監視

博物館の落雷カウンター

雷雨の接近を警告するために発明された最も初期の検出器は雷ベルでした。ベンジャミン・フランクリンはそのような装置を自宅に設置しました。[ 143 ] [ 144 ]この検出器は、1742年にアンドリュー・ゴードンが発明した「電気チャイム」と呼ばれる静電装置に基づいていました。

雷放電は、無線周波数パルスを含む広範囲の電磁放射を発生させます。地球-電離層導波管は、VLFおよびELFの電磁波を捕捉します。落雷によって伝達された電磁パルスは、この導波管内を伝播します。導波管は分散性があり、群速度は周波数に依存します。隣接する周波数における雷パルスの群遅延時間の差は、送信機と受信機間の距離に比例します。方向探知法と組み合わせることで、発生源から最大10,000 km離れた場所まで落雷の位置を特定できます。さらに、地球-電離層導波管の固有周波数、つまり約7.5 Hzのシューマン共振は 、地球全体の雷雨活動を決定するために使用されます。[ 145 ]

多くの国が全国規模の雷検知ネットワークを設置しています。アメリカ合衆国連邦政府は、このような雷検知器の全国グリッドを構築し、米国本土全域で雷放電をリアルタイムで追跡できるようにしています。[ 146 ] [ 147 ] EUCLID検知ネットワークは、ヨーロッパ全土の複数の国立ネットワークを組み合わせたものです。[ 148 ]雷検知ネットワークを有する他の国の例としては、インドとブラジルが挙げられます。[ 149 ] [ 150 ]

世界的な雷検知ネットワークには様々な種類があり、商業目的と学術目的の両面でその内容は様々です。Blitzortung（趣味家やボランティアが所有・運営する500以上の検知ステーションからなる民間の世界規模の雷検知システム）は、ほぼリアルタイムの雷マップを提供しています。[ 151 ] World Wide Lightning Location Network（WWLLN）は、学術機関が主導する雷検知システムです。[ 152 ] Vaisala GLD360ネットワークは民間企業です。[ 153 ]

地上での雷検知に加えて、雷分布を観測するために衛星搭載型の観測機器がいくつか開発されている。最初の衛星による観測のいくつかは1970年代後半に行われた。[ 154 ]雷の地球規模および熱帯における長期気候学的特性は、1995年4月3日に打ち上げられたOrbView-1衛星に搭載された光過渡検出器（OTD）と、1997年11月28日に打ち上げられたTRMMに搭載された雷撮像センサー（LIS）によって観測されてきた。 [ 155 ] [ 156 ] [ 157 ]さらに、国際宇宙ステーション（ISS）には2017年3月から3年間、LIS機器が搭載されていた。[ 158 ]

2016年から、アメリカ海洋大気庁は、静止気象衛星Rシリーズ（GOES-R）を打ち上げました。これらの衛星には、近赤外線の光学過渡現象検出器である静止雷マッパー（GLM）が搭載されており、雷の存在を示す光学シーンの瞬間的な変化を検出できます。 [ 159 ] [ 160 ]雷検出データは、西半球全体の雷活動のリアルタイムマップに変換できます。このマッピング技術は、米国立気象局によって実装されています。[ 161 ] 2022年末、EUMETSATは、メテオサット第3世代に雷イメージャー（MTG-LI）を搭載して打ち上げました。[ 162 ] MTG-LIはヨーロッパとアフリカを観測するため、NOAAのGLMを補完します。[ 163 ]

人工的なトリガー

  • ロケット起爆式
    雷は、特別に設計されたロケットにワイヤーの巻かれたスプールを装着し、雷雨の中に打ち上げることで「誘発」することができます。ロケットが上昇するにつれてワイヤーがほどけ、下降する先導雷を引き寄せる高台が形成されます。先導雷が着地すると、ワイヤーは低抵抗の雷路となり、雷が発生します。ワイヤーは帰還電流によって蒸発し、その場所に直線的な雷プラズマの通路を形成します。この方法により、雷の科学的研究は、より制御された予測可能な方法で実施することが可能になります。[ 164 ]フロリダ州キャンプ・ブランディングにある国際雷研究試験センター（ICLRT）は、研究においてロケット誘起雷を典型的に使用しています。
  • レーザートリガー
    1970年代以降、[ 165 ]研究者たちは赤外線レーザーや紫外線レーザーを用いて雷を発生させる試みを行ってきました。これらのレーザーはイオン化ガスの通路を作り出し、雷を地面に導通させます。このような雷の誘起は、ロケット発射台、電力施設、その他の敏感な対象物を保護することを目的としています。[ 166 ] [ 167 ] [ 168 ] [ 169 ] [ 170 ]
    米国ニューメキシコ州で、科学者たちは雷を誘発する新しいテラワットレーザーの実験を行いました。科学者たちは極めて強力なレーザーから数テラワットの超高速パルスを雲に照射し、その地域の嵐雲に放電を発生させました。レーザーから照射されたレーザー光線は、フィラメントと呼ばれるイオン化分子のチャネルを形成します。雷が地上に落ちる前に、フィラメントは雲を通して電気を導き、避雷針の役割を果たします。研究者たちは、実際の雷撃を引き起こすには短すぎる期間しか持たないフィラメントを生成しました。それでも、雲内の電気活動の活発化が記録されました。実験を行ったフランスとドイツの科学者によると、レーザーから照射された高速パルスは、必要に応じて雷撃を誘発できるとのことです。[ 171 ]統計分析の結果、レーザーパルスは実際に標的の雷雲の電気活動を増強し、プラズマチャネルの位置で小さな局所放電を発生させたことがわかりました。[ 172 ]

気候変動と大気汚染の影響

気候変動による雷の変化を正確に予測することは困難である。なぜなら、気候モデルで雷を予測する雲の物理変数（対流や雲氷など）をシミュレートすることが困難だからである。[ 173 ]

世界の雷の大部分はアフリカ上空で発生しています。[ 174 ]気候変動がアフリカ大陸全体の雷に与える影響には地域差がありますが、ある研究では、温暖化に伴いアフリカ大陸全体の雷の総量がわずかに増加すると予測されています。具体的には、年間の雷発生日数は減少すると予測される一方で、雲氷の増加と対流の強化により、雷が発生する日に落雷回数が増えるとされています。[ 175 ]

北極と南極の近くでは、他の地域に比べて雷ははるかに少ない。[ 176 ] [ 177 ]しかし、観測により北極での雷が増加していることが示され始めている。[ 178 ] [ 179 ]また、モデルは、気候変動により将来的に北極での雷の頻度が増加し続けることを示唆している。[ 180 ] [ 181 ]北極の夏季の落雷の割合は、世界の総落雷と比較して2010年から2020年にかけて増加しており、この地域が雷の影響を受けやすくなっていることを示している。[ 179 ]

雷活動は、粒子状物質の排出（大気汚染の一形態）によって増加します。[ 182 ] [ 183 ]​​ [ 184 ] [ 185 ]しかし、これはある程度まで（エアロゾル光学的厚さ= 0.3）にしか起こりません。この閾値を超えると、粒子状物質のさらなる増加によって雷は抑制されます。[ 186 ] [ 187 ]

雷が発生すると、大気中の窒素分子と酸素分子が急速に加熱され、分解されます。この過程で窒素酸化物（NOx ）が生成され、対流圏で発生すると温室効果ガスであるオゾン層の形成につながる可能性があります。[ 188 ] [ 189 ]しかし、雷のNOxはヒドロキシルラジカル（OHラジカル）とヒドロペルオキシルラジカル（HO2ラジカル）の増加も引き起こします。これらの反応性分子は化学反応を引き起こし、メタンなどの温室効果ガスを分解し、大気を効果的に浄化します。[ 190 ] [ 191 ]

雷と気候変動のフィードバック

雷は気候変動の影響を受けるため、雷の気候への影響もそれに応じて変化します。これらの変化はさらなる気候変動につながり、気候変動フィードバックを生み出す可能性があります。[ 192 ]

雷は対流圏オゾン層の生成とメタンの破壊を引き起こします。これらは温室効果ガスであり大気汚染物質でもあります。したがって、雷が気候に及ぼす正味の影響は、これらのガスが大気化学に及ぼす温暖化効果と冷却効果のバランスによって決まります。このフィードバックの予測は様々であり、雷の予測方法によって、変化なし（正味ゼロフィードバック）または温暖化効果（正のフィードバック）のいずれかとなります。[ 193 ]

雷は山火事の主な自然的原因であり、[ 194 ]世界中の森林火災の10％の原因であると推定されています。[ 195 ]山火事は気候変動の一因となる可能性があります。[ 196 ]山火事は温室効果ガスを排出し、植生被覆（太陽光の反射量に影響）にも影響を与えるため、雷と山火事のフィードバックが起こる可能性があります。複数の研究によると、気候変動への反応として、北極圏および北極圏の雷による火災が増加する可能性があります。 [ 180 ] [ 197 ]北極圏の雷と山火事のフィードバックが植生や永久凍土の被覆にも影響を与える可能性があるという証拠があります。 [ 180 ] [ 181 ]熱帯地方の火災に対する雷の影響は依然として不明です。[ 197 ]

文化の中で

雷の写真として知られている最初のものは1847年にトーマス・マーティン・イースタリーが撮影したものです。[ 198 ]現存する最初の写真は1882年にウィリアム・ニコルソン・ジェニングスが撮影したものです。[ 199 ]

宗教と神話

ミカロユス・コンスタンティナス・チュルリオニス作「稲妻」（1909年）

多くの文化において、雷は神の兆候や一部、あるいはそれ自体が神であると考えられてきました。これらには、ギリシャ神話のゼウス、アステカ神話のトラロック、マヤ神話のK神、スラブ神話のペルン、バルト海のペルコン/ペルクーナス、北欧神話のトール、フィンランド神話のウッコ、ヒンドゥー教のインドラ神、ヨルバ族のサンゴ神、インカ神話のイリャパ、神道の雷神などが含まれます。[ 200 ]古代エトルリア人は、雷や稲妻によって示されるとされる前兆に基づいて未来を占うためのガイドを作成しました。[ 201 ] [ 202 ]このように雷や稲妻を占いに使用することは、セラウノスコピー[ 203 ]とも呼ばれ、一種の気占術です。アフリカのバントゥー族の伝統宗教では、雷は神々の怒りの象徴とされています。ユダヤ教、イスラム教、キリスト教の聖典でも、雷は超自然的な重要性を持つとされています。

雷は同じ場所に二度落ちないという考えは、比喩的に使われることもありますが、よくある誤解です。実際には、雷は同じ場所に複数回落ちることもあり、実際にそうであることも少なくありません。雷雨の雷は、より目立つ、あるいは導電性のある物体や場所に落ちる可能性が高くなります。例えば、ニューヨーク市のエンパイア・ステート・ビルには、年間平均23回雷が落ちます。[ 204 ] [ 205 ] [ 206 ]

フランス語とイタリア語では、「一目惚れ」はそれぞれcoup de foudreとcolpo di fulmineで、文字通り翻訳すると「落雷」を意味します。

政治と軍事文化

ユリイ市の旧紋章に描かれた2つの稲妻

紋章学では、稲妻はサンダーボルトと呼ばれます。このシンボルは通常、力とスピードを表します。

シンガポールの人民行動党、 1930年代のイギリス・ファシスト連合、 1950年代のアメリカ合衆国の国民国家権利党など、一部の政党は稲妻を権力の象徴として用いている。 [ 207 ]ナチ党の準軍事組織である親衛隊は、稲妻を象徴するルーン文字「シグ」をロゴに用いた。ドイツ語の「電撃戦」を意味する「 Blitzkrieg」は、第二次世界大戦中のドイツ軍の主要な攻撃戦略であった。

稲妻は軍事通信部隊の一般的な記章です。また、 NATOでは信号資産のシンボルとしても稲妻が使われています。

参照

参考文献

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