雷のこと

2015/09/18（2024/01/14修正）

　昨夜2：30頃に大きな落雷があったようでした。物凄い音に飛び起きました。
　その後もしばらく窓の向こうでゴロゴロピカピカしてるのを何とか無視して二度寝を決め込みました。

　そんなわけで、今日は雷についてぼんやり書いてみたいと思います。

　雷。雲が帯電して、それが放電される現象とでも表現しましょうか。
　気象庁の定義では「雷電（雷鳴および電光）がある状態」とのことです。備考には「電光のみは含まない」とあります。
　つまり、雷は鳴るものであって光るものじゃないということでしょうか。確かに、「かみ『なり』」ですもんね。神鳴という表記も見たことがある気がします。

　まあ、なんにせよ雷の本体は電気です。
　雲の中にある氷の粒同士がこすれ合っていくうちに静電気が溜まり、それが限界になると地上に落ちる、なんて説明がよくされますが、正直なところちゃんとしたメカニズムって解明されていないっぽいんですよね。
　なぜ、ほぼ100％H₂Oからなる雲の中に電位差が生じるんでしょうか。
　この文章最初に書いたのは2015年なんですけど、2024年1月現在、改めて雷の原理を調べてみたところ、「比較的大きい粒子に負電荷、小さい粒子に正電荷がたまる」というような説明が複数のサイトで見られました。しかし、そういう表記にすごく神経を使っていそうな気象庁にはそのような説明は無く、「電荷の分離は（中略）衝突により起こると考えられています」というふんわりとした書き方で、断言は避けられています。つまり、9年前よりは研究が進んでいるけど、未だにはっきり解明はされていないってことですね。

　まあ、細かい原理は置いといて、とにかく雲がマイナスに帯電するようです。前述の説明を信じると、マイナスに帯電するのは大きな粒子なので、雲の粒子の中でも重いので下の方に集まります。そして、地上のプラスと引き合って、落雷が発生する、と。
　ところで、電流ってプラスからマイナスに向かって流れるものですよね。この理論で行くと地面から雲に向かって稲光が見えそうな気がするんですけど、実際は雲から地面に向かって稲光が走りますよね。
　つまり、あの光ってるものは電流そのものではないようです。
　どうも、空気という本来電気を通さないものの中を瞬間的に高電圧で電流が流れるため、雷の通り道はものすごい高温（約3万℃とか）になるようです。もうそれ、空気の構成粒子プラズマ化しているのでは？
　物質としては、電流とは逆向きにマイナスの電荷をもつ電子が流れるはずなので、電光として見えているものはすごいエネルギーをもった電子が空気中を無理矢理突き進むことによって、その周囲の空気がプラズマ化されて光って見えている、ということなのかな。

　あと、大学時代に、冬の日本海側では雲の方がプラスに帯電して、雷の向きが逆向きになるっていうのも聞きました。つまり、海から雲に向かって雷が『落ちる』。
　上に向かって『落ちる』といえば、スプライトなんていう現象もあるようですね。宇宙ステーションからの映像が印象的でした。どこで見たんだったかな？
　スプライトは落雷と関連して発生するらしいけど、雷はそれ単独で雲から地上へ放電することで電荷の偏りを解消する現象なのよね？　なぜ宇宙に向かって放電する現象がセットで起こるのかしら。
　人類は宇宙どころか、地球で起きている現象すらまだ満足に解明できていないのね。