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積乱雲（ラテン語のcumulus「膨らむ」とnimbus「雲」に由来）は、濃密で高くそびえ立つ垂直の雲で、[ 1 ]通常は対流圏下部で凝結した水蒸気が強力な浮力気流によって上方に運ばれて形成されます。積乱雲の下部より上では、水蒸気は雪や霰などの氷の結晶になり、それらの相互作用によってそれぞれ雹や雷の形成につながることがあります。
雷雨を引き起こす場合、これらの雲は雷雲と呼ばれることがあります。積乱雲は単独で、群生して、またはスコールラインに沿って形成されます。これらの雲は、雷や竜巻、危険な風、大きな雹などの他の危険な激しい気象現象を引き起こす可能性があります。積乱雲は、発達しすぎた積雲から発達し、スーパーセルの一部としてさらに発達することがあります。積乱雲はCbと略されます。
高くそびえる積乱雲には、通常、より小さな積雲が伴います。積乱雲の底辺は数キロメートル（数マイル）に及ぶ場合もあれば、数十メートル（数ヤード）程度に小さい場合もあり、対流圏の低高度から高高度まで、約200～4,000メートル（700～10,000フィート）の高度で形成されます。通常のピークは通常12,000メートル（39,000フィート）に達し、異常に高いものは通常20,000メートル（66,000フィート）程度に達し[ 2 ] 、極端な例では21,000メートル（69,000フィート）以上に達したとされています[ 3 ] 。平均的な積乱雲の重量は500,000キログラム（110万ポンド）です[ 4 ] 。
発達した積乱雲は、対流圏界面付近の平衡高度における風のシアまたは逆転によって生じる、平らな金床状の頂部（金床ドーム）を特徴としています。金床の棚は、主雲の垂直成分より何キロメートルも先行することがあり、雷を伴うこともあります。上昇する空気塊が（運動量によって）平衡高度を超え、最大空気塊高度で頂点に達するオーバーシュート頂部を形成することもあります。垂直方向に発達すると、この最大の雲は通常、3つの雲域すべてに広がります。最小の積乱雲でさえ、それに比べると周囲の雲をはるかに凌駕します。
積乱雲は、対流性の豪雨（多くの場合、雨柱の形をとる）や鉄砲水、直線的な強風を引き起こすことがあります。ほとんどの積乱雲は、降水によって上昇気流よりも下降気流が多くなり、エネルギーが散逸するため、約20分後に消滅します。しかし、大気中に十分な不安定性と水分がある場合（たとえば、暑い夏の日など）、 1つの積乱雲から流出する水分と突風によって、数十分後には元の積乱雲からわずか数キロメートル（数マイル）離れた場所に、場合によっては数時間後に数百キロメートル（数マイル）離れた場所に、新しい積乱雲が形成されることがあります。このプロセスにより、雷雨の発生（および消滅）は数時間、あるいは数日間続くことがあります。積乱雲は、「雷雪」と呼ばれる危険な冬の嵐としても発生することがあり、これは特に激しい降雪と、視界をさらに悪化させる強風を伴う吹雪の状態を伴います。しかし、積乱雲は熱帯地域で最も一般的であり、中緯度地域の温暖な季節の湿潤な環境でも頻繁に発生します。[ 11 ]積乱雲のダウンバーストによって引き起こされる砂嵐はハブーブです。
積乱雲は、強力な風の流れだけでなく、視界不良や落雷、雲の中を飛行する場合の着氷や雹などにより、航空機にとって大きな危険となります。雷雨の内部および周辺では、それぞれ著しい乱気流と晴天乱気流（特に風下）が発生します。積乱雲の内部および下部では、風のシアが激しいことが多く、訓練や技術的な検出およびナウキャスティング対策が実施される以前の数十年間は、ダウンバーストが多くの事故の原因となっていました。ダウンバーストの小型形態であるマイクロバーストは、発生が急速で、短距離で風と空力条件が急激に変化するため、墜落事故に最もよく関与しています。ほとんどのダウンバーストは目に見える降水柱を伴いますが、乾燥したマイクロバーストは一般的に肉眼では見えません。少なくとも1件の民間航空機の死亡事故は、竜巻の中を飛行したことに関連していました。
一般的に、積乱雲は、水分、不安定な気団、および上昇力によって形成されます。積乱雲は通常、発達段階、成熟段階（好条件では主雲がスーパーセルになる可能性がある）、および消滅段階の 3 つの段階を経ます。[ 12 ]平均的な雷雨は直径が24 km (15 mi)、高さが約12.2 km (40,000 ft)です。大気中の状況にもよりますが、これら 3 つの段階を通過するのに平均 30 分かかります。[ 13 ]