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雷雨は、雷と雷鳴を伴う嵐であり、電気嵐または稲妻嵐とも呼ばれます。[ 1 ]比較的弱い雷雨は、にわか雨と呼ばれることもあります。[ 2 ]雷雨は積乱雲の中で発生します。[ 3 ]雷雨は通常、強風を伴い[ 4 ] 、しばしば大雨をもたらし[ 4 ]、時には雪、みぞれ、または雹をもたらしますが[ 4 ]、雷雨の中にはほとんどまたは全く降水がないものもあります。雷雨は一列に並んだり、スコールラインと呼ばれる雨帯になったりすることがあります。強い雷雨や激しい雷雨には、大きな雹、強風、竜巻など、最も危険な気象現象が含まれます。スーパーセルと呼ばれる最も持続的な激しい雷雨の中には、サイクロンと同様に回転するものもあります。ほとんどの雷雨は、それが存在する対流圏の層を通過する平均的な風の流れに沿って移動するが、鉛直方向の風速シアによって、風速シアの方向に対して直角に進路がずれることがある。
雷雨は、暖かく湿った空気が急速に上昇することによって発生し、時には前線に沿って発生します。[ 5 ]ただし、空気が急速に上昇するためには、前線、短波トラフ、またはその他のシステムなど、何らかの雲の強制力が必要です。暖かく湿った空気が上昇すると、冷えて凝結し、[ 5 ] 20キロメートル（12マイル）を超える高さに達する積乱雲を形成します。上昇する空気が露点温度に達すると、水蒸気が凝結して水滴または氷になり、雷雨セル内の局所的な圧力が低下します。降水は、雲を通って地球の表面に向かって長い距離を落下します。水滴が落下すると、他の水滴と衝突して大きくなります。落下する水滴は冷たい空気を引き込むことで下降気流を作り出し、この冷たい空気が地球の表面で広がり、雷雨によく伴う強い風を引き起こすことがあります。
雷雨はあらゆる地理的な場所で発生・発達する可能性があるが、最も頻繁に発生するのは中緯度地域で、熱帯の緯度からの暖かく湿った空気が極地の緯度からの冷たい空気と衝突する場所である。[ 6 ]雷雨は、潜在的に危険な多くの激しい気象現象の発生と形成の原因となっている。雷雨による被害は主に、ダウンバースト風、大きな雹、および豪雨による鉄砲水によって引き起こされる。より強い雷雨セルは、竜巻や水上竜巻を発生させる可能性がある。
雷雨には、単セル、マルチセル、スーパーセルの 3 種類があります。[ 7 ]スーパーセル雷雨は最も強く、最も激しいものです。[ 7 ] 熱帯および亜熱帯内の好ましい垂直風シアによって形成される中規模対流系は、ハリケーンの発生の原因となることがあります。降水のない乾燥雷雨は、それに伴う雲から地上への落雷によって発生する熱により、山火事の発生を引き起こす可能性があります。雷雨を研究するために、気象レーダー、気象観測所、ビデオ撮影など、いくつかの方法が使用されています。過去の文明は、18 世紀まで雷雨とその発生に関してさまざまな神話を持っていました。地球の大気圏外では、木星、土星、海王星、そしておそらく金星でも雷雨が観測されています。
暖かい空気は冷たい空気よりも密度が低いため、暖かい空気は上昇し、冷たい空気は底に沈みます。[ 8 ]雲は、水分を含んだ比較的暖かい空気が冷たい空気の中で上昇するときに形成されます。湿った空気は上昇し、その過程で冷え、上昇する空気中の水蒸気の一部が凝結します。[ 9 ]水分が凝結すると、凝結潜熱と呼ばれるエネルギーが放出され、上昇する空気の塊が周囲の冷たい空気よりも冷えにくくなり、雲の上昇が続きます。[ 10 ]大気に十分な不安定性があれば、このプロセスは積乱雲が形成され、雷や稲妻が発生するのに十分な時間続きます。対流有効位置エネルギー（CAPE）やリフテッド指数などの気象指数は、雲の潜在的な上向きの垂直発達を判断するのに役立ちます。[ 11 ]一般的に、雷雨は、水分、不安定な気団、および上昇力によって形成されます。
雷雨は種類に関わらず、発達段階、成熟段階、消滅段階の3つの段階を経ます。[ 12 ] [ 13 ]平均的な雷雨の直径は24 km (15 mi)です。大気の状態にもよりますが、これら3つの段階はそれぞれ平均30分かかります。[ 14 ]
雷雨の最初の段階は、積雲段階または発達段階です。この段階では、大量の水分が大気中に持ち上げられます。この持ち上げの引き金となるのは、太陽光によって地面が加熱されて熱風が発生する場合や、2つの風が収束して空気を上方に押し上げる場合、または風が標高の高い地形を吹き抜ける場合などです。[ 15 ]上方に運ばれた水分は、高高度で温度が低いため、液体の水滴に冷やされ、そびえ立つ積雲として現れます。[ 16 ]水蒸気が液体に凝縮すると、潜熱が放出され、空気が暖まり、周囲の乾燥した空気よりも密度が低くなります。その後、空気は対流の過程を経て上昇気流で上昇し続けます。この過程により、形成中の雷雨の内部と下部に低気圧帯が形成されます。
雷雨の成熟段階では、暖められた空気は上昇を続け、より暖かい空気の領域に達するとそれ以上上昇できなくなります。多くの場合、この「キャップ」は対流圏界面です。空気は代わりに広がることを強いられ、嵐は特徴的な金床の形になります。結果として生じる雲は積乱雲と呼ばれます。水滴は合体してより大きく重い水滴になり、凍って氷の粒子になります。これらが落下すると、溶けて雨になります。上昇気流が十分に強い場合、水滴は十分に長く上空に留まり、完全に溶けずに雹として落下するほど大きくなります。上昇気流がまだ存在する間、降雨は周囲の空気を引きずり、下降気流も作ります。上昇気流と下降気流の両方が同時に存在することは、嵐の成熟段階を示し、積乱雲を生成します。この段階では、かなりの内部乱流が発生する可能性があり、それが強風、激しい雷、さらには竜巻として現れます。[ 17 ]
通常、風のシアが小さい場合、嵐は急速に消散段階に入り、「雨が降って消滅する」が、[ 13 ]風速や風向に十分な変化があると、下降気流が上昇気流から分離され、嵐はスーパーセルになる可能性があり、成熟段階が数時間持続することがある。[ 18 ]
消散段階では、雷雨は下降気流に支配されます。大気の状態がスーパーセルの発達を支えない場合、この段階は雷雨の発生から約 20〜30 分後に比較的早く発生します。下降気流は雷雨から押し出され、地面に衝突して広がります。この現象はダウンバーストとして知られています。下降気流によって地面に運ばれた冷たい空気が雷雨の流入を遮断し、上昇気流が消え、雷雨は消散します。垂直風シアがほとんどない大気中の雷雨は、あらゆる方向に流出境界を張り出すとすぐに弱まります。流出境界は比較的暖かく湿った空気の流入を急速に遮断し、雷雨のさらなる成長を阻止します。[ 19 ]地面に衝突する下降気流が流出境界を作り出します。これにより、ダウンバーストが発生する可能性があり、これは航空機が飛行する際に危険な状態となる。風速と風向が大きく変化し、対気速度が低下し、その結果、航空機の揚力が低下するためである。流出境界が強いほど、結果として生じる垂直風シアは強くなる。[ 20 ]
雷雨には主に4つの種類があります。単一セル、マルチセル、スコールライン（マルチセルラインとも呼ばれる）、スーパーセルです。[ 7 ]どの種類が形成されるかは、大気の異なる層における不安定性と相対的な風の状態（「ウィンドシア」）によって決まります。単一セルの雷雨は、垂直ウィンドシアが低い環境で形成され、20～30分しか続きません。
組織化された雷雨や雷雨群/雷雨線は、対流圏の最下層6 キロメートル (3.7マイル)で通常25 ノット (13 m/s)を超える顕著な鉛直風シアの環境で形成されるため、ライフサイクルが長くなることがあります。[ 21 ]これは、より強い上昇気流やさまざまな形態の激しい気象現象の発達を助けます。スーパーセルは雷雨の中で最も強く、[ 7 ]最も一般的には大きな雹、強風、竜巻の形成と関連付けられています。31.8 ミリメートル (1.25インチ)を超える可降水量は、組織化された雷雨複合体の発達を促進します。[ 22 ]大雨を伴うものは通常、 36.9 ミリメートル (1.45インチ)を超える可降水量を持っています。[ 23 ]組織化された対流の発達には、通常 800 J/kg を超える上流のCAPE値が必要です。 [ 24 ]
単一セル雷雨（気団雷雨とも呼ばれる）は、1つの主要な上昇気流を持つ単一の雷雨です。単一セル雷雨は、多くの温帯地域で典型的な夏の雷雨です。また、冬には海から寒冷前線が通過した後に発生する冷たく不安定な空気の中でも発生します。雷雨の集まりの中では、「セル」という用語は、個々の主要な上昇気流を指します。雷雨セルは、1つの雷雨の発生によって流出境界が形成され、新たな雷雨の発生につながることがあるため、時折孤立して形成されます。このような雷雨は、局地的な大気不安定性の結果であることから、「気団雷雨」と呼ばれます。このような雷雨に短時間の激しい天候が伴う場合、パルス激しい雷雨と呼ばれます。パルス激しい雷雨は組織化されておらず、時間と空間的にランダムに発生するため、予測が困難です。単一セル雷雨は通常20～30 分続きます。[ 14 ]
これは最も一般的なタイプの雷雨の発達です。成熟した雷雨はクラスターの中心付近にあり、消滅しつつある雷雨は風下側に存在します。マルチセル嵐は嵐のクラスターとして形成されますが、その後、1つ以上のスコールラインに発展する可能性があります。クラスターの各セルは20 分しか続かないかもしれませんが、クラスター自体は一度に数時間持続することがあります。これらは、山脈内またはその付近の対流上昇気流や、強い寒冷前線や低気圧の谷などの線状の気象境界から発生することがよくあります。これらのタイプの嵐は、シングルセル嵐よりも強いですが、スーパーセル嵐よりははるかに弱いです。マルチセルクラスターの危険には、中程度の大きさの雹、鉄砲水、弱い竜巻などがあります。[ 14 ]
スコールラインは、寒冷前線に沿って、またはその前方に形成される、細長い激しい雷雨の列です。[ 25 ] [ 26 ] 20 世紀初頭には、この用語は寒冷前線の同義語として使用されていました。[ 27 ]スコールラインには、激しい降水、雹、頻繁な落雷、強い直線風、そして竜巻や水上竜巻が含まれる可能性があります。[ 28 ]スコールライン自体が弓形エコーの形をしている地域では、ラインの中で最も弓状に膨らんでいる部分で、強い直線風の形で激しい天候が予想されます。[ 29 ]竜巻は、中規模低気圧域が存在するラインエコー波パターン(LEWP)内の波に沿って発生することがあります。 [ 30 ]夏の弓形エコーの中には、デレチョと呼ばれるものがあり、広範囲をかなり速く移動します。[ 31 ]成熟したスコールラインに関連する雨雲の後縁には、ウェイク低気圧が形成されることがあります。これは、通常雨雲の下に存在する中規模高気圧システムの背後に形成される中規模低気圧域で、熱波を伴うことがあります。[ 32 ]この種の嵐は、中国南部では「石湖風」（簡体字中国語：石湖風、繁体字中国語：石湖風、shi2 hu2 feng1）としても知られています。[ 33 ]
スーパーセル嵐は、通常、高度によって風速や風向が変化する環境（「ウィンドシア」）で発生する、規模が大きく、通常は激しい準定常状態の嵐で、強い回転上昇気流（「メソサイクロン」）を伴う下降気流と上昇気流が分離しています（つまり、関連する降水は上昇気流を通って落下しません） 。これらの嵐は通常、非常に強力な上昇気流を持つため、スーパーセル嵐雲の上部（または金床）が対流圏を突き破り、成層圏の下部まで達することがあります。スーパーセル嵐の幅は24キロメートル（15マイル）にもなります。研究によると、スーパーセルの少なくとも90パーセントが激しい気象現象を引き起こします。[ 18 ]これらの嵐は、破壊的な竜巻、非常に大きな雹（直径10 センチメートルまたは 4 インチ）、時速130 km (81 mph)を超える直線風、鉄砲水を引き起こす可能性があります。実際、研究によると、ほとんどの竜巻はこの種の雷雨から発生しています。[ 34 ]スーパーセルは一般的に最も強いタイプの雷雨です。[ 14 ]
米国では、風速が時速 93 キロメートル (58 mph)以上、雹の直径が25 ミリメートル (1インチ)以上、または漏斗雲や竜巻が報告された場合、雷雨は激しい雷雨に分類されます。[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]漏斗雲や竜巻は激しい雷雨を示しますが、激しい雷雨警報の代わりに竜巻警報が発令されます。激しい雷雨警報は、雷雨が激しくなった場合、またはまもなく激しくなる場合に発令されます。カナダでは、1 時間あたり50 ミリメートル (2インチ)を超える降雨量、または3 時間あたり75 ミリメートル (3インチ)を超える降雨量も、激しい雷雨を示すために使用されます。[ 38 ]激しい雷雨は、あらゆる種類の嵐セルから発生する可能性があります。しかし、マルチセル、スーパーセル、スコールラインは、激しい天候を引き起こす最も一般的な雷雨の形態である。[ 18 ]
中規模対流系(MCS) は、個々の雷雨よりも大きいが温帯低気圧よりも小さい規模で組織化された雷雨の複合体であり、通常は数時間以上持続します。[ 39 ]中規模対流系の全体的な雲と降水のパターンは、円形または線状になる場合があり、熱帯低気圧、スコールライン、湖水効果雪現象、極低気圧、中規模対流複合体(MCC) などの気象システムを含み、一般的に気象前線付近で形成されます。ほとんどの中規模対流系は夜間に発生し、翌日までその寿命が続きます。[ 13 ]これらは、昼夜で地表温度が5 °C (9 °F)以上変化するときに形成される傾向があります。 [ 40 ]暖かい季節に陸上で形成されるタイプは、北米、ヨーロッパ、アジア全域で確認されており、午後遅くから夕方にかけて活動が最大になります。[ 41 ] [ 42 ]
熱帯で発生する MCS の形態は、一般的に春から秋にかけての温暖な季節に、熱帯収束帯またはモンスーントラフで見られます。陸上では水上よりも激しいシステムが形成されます。 [ 43 ] [ 44 ]例外として、湖水効果雪帯があり、これは比較的暖かい水域を冷たい空気が移動することによって形成され、秋から春にかけて発生します。[ 45 ]極低気圧は、MCS の 2 番目の特殊なクラスです。これらは寒冷期に高緯度で発生します。[ 46 ]親 MCS が消滅すると、その残存する中規模対流渦(MCV)に関連して、後に雷雨が発生する可能性があります。[ 47 ]中規模対流システムは、グレートプレーンズの降雨気候学において重要であり、この地域に年間温暖期降雨量の約半分をもたらします。[ 48 ]
雷雨が移動する主な方法は、風の移流と、流出境界に沿って熱と水分の多い場所へ伝播することです。多くの雷雨は、地球の大気圏の最下層である対流圏を平均風速で移動します。弱い雷雨は、強い雷雨ほど高くないため、地表に近い風によって方向付けられます。組織化された長寿命の雷雨セルと複合体は、垂直風シアベクトルの方向に対して直角に移動します。ガストフロント、つまり流出境界の先端が雷雨よりも先行すると、雷雨の動きも連動して加速します。これは、降水量の少ない雷雨（LP）よりも、降水量の多い雷雨（HP）でより顕著な要因となります。雷雨が合体する場合（これは多数の雷雨が互いに近接して存在する場合に最も起こりやすい）、通常はより強い雷雨の動きが合体したセルの将来の動きを決定します。平均風が強いほど、嵐の動きに他のプロセスが関与する可能性は低くなります。気象レーダーでは、目立つ特徴を使用してスキャンごとに追跡することで嵐を追跡します。[ 18 ]
バックビルディング雷雨は、トレーニング雷雨とも呼ばれ、風上側（北半球では通常西または南西側）で新たな発達が起こるため、雷雨が静止しているか、逆方向に伝播しているように見える雷雨です。レーダー上では雷雨が静止しているように見えたり、風上に向かって移動しているように見えたりしますが、これは錯覚です。実際には、この雷雨はマルチセル雷雨であり、風上側に新しくより活発なセルが形成され、風下側に漂い続ける古いセルと置き換わります。[ 49 ] [ 50 ]このようなことが起こると、壊滅的な洪水が発生する可能性があります。 1972年、サウスダコタ州ラピッドシティでは、大気のさまざまなレベルでの異常な風の配列が組み合わさって、同じ地域に大量の雨を降らせるトレーニングセルのセットが継続的に発生し、壊滅的な鉄砲水を引き起こしました。[ 51 ]同様の現象は、2004 年 8 月 16 日にイギリスのボスカッスルで発生し、[ 52 ] 2015 年 12 月 1 日にチェンナイでも発生した。[ 53 ]
毎年、事前警報が出ているにもかかわらず、激しい雷雨によって多くの人が死亡したり重傷を負ったりしている。激しい雷雨は春と夏に最も多く発生するが、ほぼ一年中いつでも起こりうる。
雲から地上への落雷は、雷雨現象の中で頻繁に発生し、景観や人々に多くの危険をもたらします。落雷がもたらすより重大な危険の 1 つは、落雷が引き起こす可能性のある山火事です。 [ 54 ]降水量の少ない (LP) 雷雨の条件下では、降水量が少ないため、落雷によって極度の熱が集中するため、植生が乾燥している場合は、降雨によって火災の発生を防ぐことはできません。[ 55 ]落雷による直接的な被害は、時折発生します。[ 56 ]フロリダのように雲から地上への落雷が頻繁に発生する地域では、落雷によって毎年数人が死亡しており、そのほとんどは屋外で作業している人々です。[ 57 ]
酸性雨は、雷雨によって引き起こされる頻繁なリスクでもあります。蒸留水は中性でpHは7です。「きれいな」または汚染されていない雨は、空気中の二酸化炭素と水が反応して炭酸（蒸留水ではpH 5.6）という弱酸を形成するため、pHは約5.2とわずかに酸性ですが、汚染されていない雨には他の化学物質も含まれています。[ 58 ] 雷雨現象中に存在する一酸化窒素[ 59 ]は、大気中の窒素の酸化によって発生し、一酸化窒素が降水中の水分子と化合物を形成すると酸性雨を生成する可能性があります。酸性雨は、方解石やその他の特定の固体化学物質を含むインフラストラクチャに損傷を与える可能性があります。生態系では、酸性雨は植物の組織を溶解し、水域や土壌の酸性化プロセスを増加させ、海洋生物や陸上生物の死につながる可能性があります。[ 60 ]
地上に雹が降る雷雨はすべて雹嵐として知られています。[ 61 ]雹を降らせる可能性のある雷雲は、緑色に見えることがあります。山脈沿いでは、山が水平方向の風を上向きに押し上げるため（地形性上昇気流として知られています）、雷雨内の上昇気流が強まり、雹が降りやすくなります。[ 62 ]
雹は、特に自動車、航空機、天窓、ガラス屋根の建物、家畜、そして最も一般的には農作物に深刻な被害をもたらす可能性があります。[ 63 ]雹は、航空機にとって最も重大な雷雨の危険の1つです。雹の直径が13ミリメートル（0.5インチ）を超えると、飛行機は数秒以内に深刻な損傷を受ける可能性があります。[ 64 ]地上に積もった雹も、着陸中の航空機にとって危険となる可能性があります。
小麦、トウモロコシ、大豆、タバコは雹の被害に最も弱い作物です。[ 65 ]雹はカナダで最も費用のかかる災害の1つです。[ 66 ]
雹嵐は歴史を通じて、多大な損失と死者をもたらす出来事の原因となってきた。記録に残る最も古い事例の一つは、9世紀頃、インドのウッタラカンド州ループクンドで発生した。[ 67 ]米国で記録された最大の雹は、2003年にネブラスカ州オーロラに降ったもので、最大円周と長さが記録されている。[ 68 ]
大きな雹がよく発生する地域の1つは、山岳地帯であるインド北部で、1888年には記録上最も多くの雹による死者が出た地域の一つである。 [ 65 ]中国でも大きな雹嵐が発生する。[ 69 ]ヨーロッパでは、クロアチアで雹が頻繁に発生する。[ 70 ]
北米では、コロラド州、ネブラスカ州、ワイオミング州が交わる地域、通称「雹の通り道」で雹が最も多く発生します。[ 71 ]この地域では、3月から10月にかけて午後から夕方にかけて雹が降り、その大半は5月から9月にかけて発生します。ワイオミング州シャイアンは、北米で最も雹が降りやすい都市で、1シーズンに平均9～10回の雹嵐が発生します。[ 63 ]南米では、コロンビアのボゴタのような都市が雹が降りやすい地域です。
竜巻は、地表と積乱雲（雷雲とも呼ばれる）の両方に接触している、激しく回転する空気の柱であり、まれに積雲の底に接触している場合もある。竜巻にはさまざまな大きさがあるが、通常は目に見える凝結漏斗の形をしており、その狭い端が地面に接し、しばしば破片や塵の雲に囲まれている。[ 72 ]ほとんどの竜巻は風速が40～110 mph（64～177 km/h）で、幅約75メートル（246フィート）で、数キロメートル（数マイル）移動してから消滅する。中には風速が300 mph（480 km/h）を超え、幅が1,600メートル（1マイル）を超え、地上を100キロメートル（数十マイル）以上移動するものもある。[ 73 ] [ 74 ] [ 75 ]
藤田スケールと強化藤田スケールは、竜巻が引き起こす被害によって竜巻を評価する。最も弱いカテゴリーであるEF0竜巻は、樹木に被害を与えるが、構造物に大きな被害は与えない。最も強いカテゴリーであるEF5竜巻は、建物を基礎から引き剥がし、高層ビルを変形させる可能性がある。同様のTORROスケールは、極めて弱い竜巻のT0から、既知の最も強力な竜巻のT11までである。[ 76 ]ドップラーレーダーデータ、写真測量、および地上の渦巻きパターン（サイクロイドマーク）も、強度を判断し、評価を与えるために分析されることがある。[ 77 ]
水上竜巻は竜巻と同様の特徴を持ち、水域上に形成される螺旋状の漏斗状の風の流れが大きな積乱雲とつながっています。水上竜巻は一般的に竜巻の一種、より具体的には大きな水域上で発生するスーパーセルではない竜巻に分類されます。 [ 78 ]これらの螺旋状の空気の柱は赤道に近い熱帯地域で頻繁に発生しますが、高緯度地域ではあまり一般的ではありません。[ 79 ]
鉄砲水は、特に都市環境などの景観が急激な洪水に見舞われる現象です。[ 80 ]これらの急激な洪水は、季節的な河川の氾濫や地域的な洪水よりも速く、より局所的に発生し[ 81 ]、激しい降雨と関連していることが多い（常にではないが）[ 82 ] 。鉄砲水は、動きの遅い雷雨で頻繁に発生し、通常はそれに伴う大量の降雨によって引き起こされます。鉄砲水は、余分な水を吸収して保持する植物や水域が少ない乾燥地帯や人口密度の高い都市環境で最もよく発生します。鉄砲水は、橋などの小規模なインフラや脆弱な構造の建物に危険を及ぼす可能性があります。農業地域の植物や作物は、激しい水の力によって破壊され、壊滅的な被害を受ける可能性があります。影響を受けた地域に駐車されている自動車も流される可能性があります。土壌侵食も発生し、地滑り現象のリスクが高まります。
ダウンバースト風は、雷雨に見舞われる地域に数多くの危険をもたらす可能性があります。ダウンバースト風は一般的に非常に強力で、その直線水平方向の特性によって集中した力が発揮されるため、竜巻によって発生する風速と間違われることがよくあります。 [ 83 ]ダウンバースト風は、不安定、未完成、または脆弱な構造のインフラや建物に危険をもたらす可能性があります。農作物や近隣の環境にあるその他の植物は、根こそぎにされて損傷を受ける可能性があります。離着陸中の航空機は墜落する可能性があります。[ 13 ] [ 83 ]自動車は、ダウンバースト風によって押し流される可能性があります。ダウンバースト風は通常、高気圧の空気システムが下降気流となって沈み込み、その下の空気塊を密度の高さのために押し流し始める地域で発生します。これらの下降気流が地表に達すると、広がり、破壊的な直線水平風に変わります。[ 13 ]
雷雨喘息とは、局地的な雷雨によって直接引き起こされる環境条件によって喘息発作が誘発される状態です。雷雨の間、花粉粒は水分を吸収して非常に小さな破片に砕け散り、これらの破片は風によって容易に拡散されます。大きな花粉粒は通常、鼻毛によってろ過されますが、小さな花粉の破片は通過して肺に入り込み、喘息発作を引き起こします。[ 84 ] [ 85 ] [ 86 ] [ 87 ]
ほとんどの雷雨は特に何事もなく発生して去っていきますが、どんな雷雨も激しくなる可能性があり、また、雷雨は定義上、落雷の危険を伴います。[ 88 ]雷雨への備えと安全とは、雷雨の前、最中、後に怪我や被害を最小限に抑えるための対策を講じることを指します。
備えとは、雷雨の前に取るべき予防措置を指します。備えの中には、一般的な準備という形をとるものもあります（雷雨は一日や一年中いつでも発生する可能性があるため）。[ 89 ]例えば、家族の緊急時計画を準備しておくと、嵐が突然予期せず発生した場合に貴重な時間を節約できます。[ 90 ]強風で倒れる可能性のある枯れた枝や腐った枝、木を取り除いて家を準備しておくと、物的損害や人身傷害のリスクを大幅に軽減できます。[ 91 ]
米国の国立気象局（NWS）は、雷雨が発生する可能性が高い場合に人々が取るべきいくつかの予防措置を推奨しています。[ 89 ]
安全と備えはしばしば重複しますが、「雷雨時の安全」とは一般的に、嵐の最中と後に人々が行うべきことを指します。アメリカ赤十字社は、嵐が差し迫っている場合や発生している場合は、以下の予防措置に従うことを推奨しています。[ 88 ]
NWSは2008年に「落雷時のしゃがみ姿勢」を推奨しなくなった。これは、落雷時の保護効果がそれほど高くなく、近くに落雷があった場合に死亡または負傷するリスクを大幅に低減するものではないためである。[ 92 ] [ 93 ] [ 94 ]
雷雨は極地を含む世界中で発生し、熱帯雨林地域では最も頻繁に発生し、ほぼ毎日発生する可能性があります。地球上では常に約2,000の雷雨が発生しています。[ 95 ]ウガンダのカンパラとトロロは、地球上で最も雷が多い場所として挙げられており、[ 96 ]シンガポールとインドネシアのジャワ島のボゴールについても同様の主張があります。雷雨が頻繁に発生することで知られる他の都市には、ダーウィン、カラカス、マニラ、ムンバイなどがあります。雷雨は世界各地のさまざまなモンスーンの季節と関連しており、熱帯低気圧の雨帯に発生します。[ 97 ]温帯地域では、春と夏に最も頻繁に発生しますが、 1年中いつでも寒冷前線に沿ってまたは前線の前に発生する可能性があります。 [ 98 ] また、比較的暖かい水域を寒冷前線が通過した後の冷たい気団内でも発生する可能性があります。極地では地表温度が低いため、雷雨はまれである。
米国で最も強力な雷雨のいくつかは、中西部と南部諸州で発生します。これらの嵐は、大きな雹と強力な竜巻を発生させる可能性があります。雷雨は、米国西海岸の大部分では比較的まれですが、[ 99 ]内陸部、特にカリフォルニア州のサクラメント渓谷とサンホアキン渓谷ではより頻繁に発生します。春と夏には、北米モンスーン体制の一部として、ロッキー山脈の特定の地域でほぼ毎日発生します。北東部では、嵐は中西部と同様の特徴とパターンを示しますが、頻度と深刻度は低くなります。夏の間、気団雷雨は、フロリダ州の中央部と南部でほぼ毎日発生します。
雲の中で凝結し、その後降下する水の量が分かれば、雷雨の総エネルギーを計算できます。典型的な雷雨では、約 5×10 8 kg の水蒸気が上昇し、これが凝結する際に放出されるエネルギーは 10 15ジュールです。これは熱帯低気圧内で放出されるエネルギーと同程度の大きさであり、 1945 年に広島で発生した原子爆弾の爆発で放出されたエネルギーよりも大きいです。[ 100 ]
フェルミガンマ線バーストモニターの結果は、強力な雷雨でガンマ線と反物質粒子（陽電子）が生成されることを示しています。[ 101 ]反物質陽電子は、地上ガンマ線フラッシュ（TGF）で生成されると考えられています。TGFは、雷雨の中で発生する短いバーストで、雷と関連しています。陽電子と電子の流れは、大気圏上層で衝突し、より多くのガンマ線を生成します。[ 102 ]世界中で毎日約500回のTGFが発生している可能性がありますが、ほとんどは検出されません。
現代では、雷雨は科学的な好奇心の対象となっています。毎年春になると、ストームチェイサーはビデオ撮影を用いて嵐や竜巻の科学的側面を調査するために、アメリカ合衆国のグレートプレーンズやカナダのプレーリーに向かいます。 [ 103 ]宇宙線によって生成される電波パルスは、雷雨の中で電荷がどのように発生するかを研究するために使用されています。[ 104 ] VORTEX2のようなより組織化された気象プロジェクトでは、ドップラー・オン・ホイールズ、自動気象観測装置を搭載した車両、気象観測気球、無人航空機などのさまざまなセンサーを使用して、激しい気象現象を引き起こすと予想される雷雨を調査しています。[ 105 ] 雷は、雲から地上への落雷を95 %の精度で、発生源から250メートル（820フィート）以内で検出するセンサーを使用して遠隔で検出されます。[ 106 ]
雷雨は多くの古代文明に大きな影響を与えた。ギリシャ人は、雷雨はゼウスがヘパイストスが鍛造した稲妻を投げつける戦いだと信じていた。アメリカ先住民の一部は、雷雨を大精霊のしもべであると信じていたサンダーバードと関連付けていた。北欧神話では、雷雨はトールがヨトゥン族と戦うときに起こると考えられており、雷と稲妻はトールがハンマーのミョルニルで攻撃した結果だとされていた。ヒンドゥー教では、インドラは雨と雷雨の神とされている。キリスト教の教義では、激しい嵐は神の仕業であるとされている。これらの考えは、18世紀になってもなお主流であった。[ 107 ]
マルティン・ルターは散歩中に雷雨に見舞われ、救われるよう神に祈り、修道士になることを誓った。[ 108 ]
木星では、稲妻の閃光によって証明される雷雨が観測されており、水が液体と氷の両方の状態で存在する可能性のある雲と関連付けられており、地球と同様のメカニズムを示唆している。（水は電荷を運ぶことができる極性分子であるため、雷を発生させるために必要な電荷分離を作り出すことができる）。[ 109 ]これらの放電は、地球の雷よりも最大で1000倍強力になる可能性がある。[ 110 ]水雲は、内部から上昇する熱によって引き起こされる雷雨を形成する可能性がある。[ 111 ]金星の雲も雷を発生させる可能性がある。いくつかの観測では、雷の発生率は地球の少なくとも半分であると示唆されている。[ 112 ]
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