雷が発生するしくみ。雷の光がジグザクで音がなる理由。雷までの距離を計算する方法。

生活・食物

雷はなぜ発生する…?

 

 

日本では夏に太平洋側冬に日本海側雷が多いとわれていますが、

この雷が発生する原因はいったい何なのでしょうか…?

 

 

 

実は、雷の正体は静電気だったのです。

 

 

雲の中の小さい水滴上昇気流で押し上げられ高度が上がり低温になれば

になりますが氷が大きくなれば重みで下降するものも出てきます。

 

 

それにより大小様々な氷が擦れ合ったり、ぶつかったりして摩擦し、

この時に引き起こるのが静電気になります。

 

 

 

通常1,000m上空に上がるごとに気温は約6度下がるので、

たとえ地上近くの気温が高くても、雲の上のほうでは氷点下数十度になります。

 

そのため、真夏でもこのような現象が起こるのです。

 

 

 

静電気といえば、

衣類や髪の毛などに発生するバチバチを連想するかもしれませんが…

 

    

電気の仕組みと静電気の仕組み。電気と静電気の違いと性質について。

 

 

原理としては同じで、雷の場合は摩擦熱によって数万度にも達してしまうので、

すごい勢いで発光しているというわけなのです。

 

 

 

雷が発生する前の雲の中では静電気がだんだん蓄積されていき、

雷雲〔積乱雲 大きい山のような形で下部は暗くにわか雨、雷を伴う〕となるのですが、

 

その蓄積された電気が抱えきれなくなったと一気に放電されます。

 

 

これがだったのです。

 

 

 

【対地放電(たいちほうでん)と 雲放電(くもほうでん)】

 

雷(放電)には2通りあり、地上に向かって一気に放電されるような、

雲と地上の間で起こる場合を対地放電(たいちほうでん)もしくは落雷といい、

 

 

そして、雲と雲の間で起こる場合雲放電(くもほうでん)と言います。

 

 

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雷の光はなぜジグザクになる…?

 

雷をイメージするとジグザグだったりギザギザな感じがしますが…

どうして雷はこんな形になるのでしょうか?

 

 

 

大気は基本、絶縁体〔電気などを通しにくい物質〕なのですが、

ある一定のエネルギーを越えると、瞬間的に絶縁体が壊れ光を発して電気を放出します。

導体(どうたい)、絶縁体(ぜつえんたい) 、半導体(はんどうたい)

 

 

このような現象を火花放電(ひばなほうでん)といい、

自然によって起こされたもの稲妻となります。

 

 

もともと電気を通しにくかった場所を強引に通過するため、

大気中では少しでも通りやすい場所〔湿度が多い、大気密度が薄いなど〕を

流れているため、それによりジグザグのように見えていたというわけなのです。

 

 

時と場合によって変わってきますが、

おおよそ数十mぐらいの距離ジグザグと進んでいることが多いようです。

 

 

雷はなぜ音がなる…?

 

 

雷の音といえばゴロゴロバリバリ…ですが、

どうしてこのような音がなるのでしょうか…?

 

 

 

先ほどもお話しました通り大気は基本、電気が通りにくい絶縁体なので、

放電した際に空気抵抗があります。

 

 

そこを雷の数億ボルトという凄まじいエネルギーにより、

勢いよく通過したときの摩擦熱およそ30,000度ぐらいまで一気に熱せられています。

 

 

そのときの空気が急激に膨張して振動した時爆発音

バリバリだったりゴロゴロという音だったのです。

燃焼と爆発の違いとは…?

 

 

自分のいる地点から雷までの距離の計算方法

 

ちなみに、

【音のスピード秒速約340m】で、【光のスピード秒速約30万km】になりますが、

光のスピードはあまりにも速いので考えないこととして計算した場合、

 

 

【 雷がピカッと光ってから音が鳴るまでの秒数  × 340m(音の秒速) 】

 

 

によりその地点から雷までの距離が大体でわかります。

 

 

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