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| 雷雨 | |
|---|---|
 野原の上の典型的な雷雨 | |
| 発生地域 | 主に熱帯地域ですが、温帯地域もあります。 |
| 季節 | 春と夏に最もよく見られます。（温帯地域） 雨季によく見られます。（熱帯地域） |
| 効果 | 嵐によっては、雨、雹、強風を伴う場合があります。洪水や火災を引き起こす可能性があります。 |
雷雨は、雷雨や稲妻嵐とも呼ばれ、雷[1]の存在と、雷として知られる地球の大気に対する音響効果を特徴とする嵐です。[2]比較的弱い雷雨は、雷雨と呼ばれることもあります。[3]雷雨は、積乱雲と呼ばれる種類の雲の中で発生します。[4]通常、強風[1]を伴い、しばしば大雨[1]を、時には雪、みぞれ、または雹[1]を降らせますが、雷雨によってはほとんど降水量がないか、まったく降水量がないこともあります。 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。 強いまたは激しい雷雨には、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、サイクロンのように回転するものもあります。ほとんどの雷雨は、占める対流圏の層を通る平均風の流れとともに移動しますが、垂直方向の風のせん断によって、風のせん断方向に対して直角に進路が逸れることがあります。
雷雨は、暖かく湿った空気が前線に沿って急速に上昇することで発生します。 [ 5]しかし、空気が急速に上昇するためには、前線、短波の谷、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、冷やされて凝結し、[5]積乱雲を形成し、その高さは20キロメートル (12マイル) を超えることもあります。上昇する空気が露点温度に達すると、水蒸気が水滴または氷に凝結し、雷雨セル内の圧力が局所的に低下します。降水は雲の中を長距離を移動して地球の表面に向かって落下します。水滴は落下するときに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寄せて下降気流を作り、この冷たい空気が地球の表面に広がり、雷雨によく伴う強風を引き起こすことがあります。
雷雨はどの地理的場所でも発生・発達する可能性がありますが、最も頻繁に発生するのは中緯度で、熱帯の暖かく湿った空気が極の緯度の冷たい空気と衝突する場所です。[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です。雷雨による被害は主に、激しい風、大きな雹、豪雨による鉄砲水によって引き起こされます。より強力な雷雨セルは、竜巻や水竜巻を生み出す可能性があります。
雷雨には、シングルセル、マルチセル、スーパーセルの3種類がある。[7]スーパーセル雷雨は最も強く、最も激しい。[7] 熱帯および亜熱帯内で好ましい垂直風せん断によって形成される中規模対流システムは、ハリケーンの発達の原因となる可能性がある。降水のない乾燥した雷雨は、それに伴う雲対地雷の熱によって山火事が発生する可能性がある。雷雨の研究には、気象レーダー、気象観測所、ビデオ写真など、いくつかの手段が使われている。過去の文明では、18世紀まで、雷雨とその発達に関するさまざまな神話が存在していた。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る。
ライフサイクル
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、冷たい空気は下に落ち着きます[8] （この効果は熱気球で見ることができます）。[9]雲は、水分を含んだ比較的暖かい空気が冷たい空気の中を上昇することで形成されます。湿った空気は上昇し、その過程で冷やされて、上昇する空気中の水蒸気の一部が凝結します[10]。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、これにより上昇する空気の塊は周囲の冷たい空気よりも冷やされにくくなり[11]、雲は上昇し続けます。大気中に十分な不安定性が存在する場合、このプロセスは積乱雲が形成されて雷鳴を発生するまで続きます。対流有効位置エネルギー（CAPE）や揚力指数などの気象指標は、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。[12]一般的に、雷雨が発生するには3つの条件が必要です。
- 水分
- 不安定な気団
- 揚力（熱）
雷雨は種類に関係なく、発達段階、成熟段階、消散段階の3つの段階を経ます。[13] [14]平均的な雷雨の直径は24 km（15マイル）です。大気の状態に応じて、これらの3つの段階はそれぞれ平均30分かかります。[15]
発展段階
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へ上昇します。この上昇の引き金となるのは、太陽光照射、地面の加熱によって上昇気流が発生する場所、2 つの風が収束して空気を上昇させる場所、または風が高度が上昇する地形を吹き抜ける場所などです。上方に運ばれた水分は、高高度の低温により冷却されて水滴となり、積雲として現れます。水蒸気が液体に凝縮すると、潜熱が放出され、空気が暖められて周囲の乾燥した空気よりも密度が低くなります。空気は対流のプロセスによって上昇気流で上昇する傾向があります (そのため対流性降水と呼ばれます)。このプロセスにより、形成中の雷雨の内側と下に低圧ゾーンが形成されます。典型的な雷雨では、約 5 億キログラムの水蒸気が地球の大気中に上昇します。[16] [検証失敗]
成熟期
雷雨が成熟した段階では、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。代わりに空気は強制的に広がるため、嵐は特徴的な金床形状になります。結果として生じる雲は、きぬた積乱雲と呼ばれます。水滴は凝集してより大きく重い水滴になり、凍結して氷の粒子になります。これらは落下するときに溶けて雨になります。上昇気流が十分に強い場合、水滴は十分に長く空中に保持されるため、完全に溶けずに雹として落下します。上昇気流がまだ存在する間、落下する雨は周囲の空気を引きずり、下降気流も作り出します。上昇気流と下降気流の両方が同時に存在すると、嵐が成熟した段階を示し、積乱雲が発生します。この段階では、かなりの内部乱気流が発生し、強風、激しい雷、さらには竜巻として現れることがあります。[17]
通常、風のせん断がほとんどない場合、嵐は急速に消散段階に入り、「雨が降って消える」[14]が、風速や風向に十分な変化があれば、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り、成熟段階が数時間持続することがあります。[18]
消散段階
消散段階では、雷雨は下降気流によって支配される。大気の状態が超細胞発達をサポートしない場合、この段階は雷雨の約20〜30分後にかなり早く発生する。下降気流は雷雨から押し下げられ、地面にぶつかって拡散する。この現象はダウンバーストとして知られている。下降気流によって地面に運ばれた冷たい空気は雷雨の流入を遮断し、上昇気流は消えて雷雨は消散する。垂直方向の風のシアが実質的にない大気中の雷雨は、すべての方向に流出境界を送り出すとすぐに弱まり、比較的暖かく湿った空気の流入を急速に遮断して、雷雨のそれ以上の成長を止めます。[19]地面にぶつかる下降気流は流出境界を形成します。これによりダウンバーストが発生し、風速と風向が大幅に変化して航空機の飛行に潜在的に危険な状態となり、対気速度が低下し、航空機の揚力も減少します。流出境界が強くなるほど、結果として生じる垂直方向の風のせん断も強くなります。[20]
分類
雷雨には、シングルセル、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）、スーパーセルの4つの主な種類があります。[7]どのタイプが形成されるかは、大気の異なる層での不安定性と相対的な風の状態（「風せん断」）によって異なります。シングルセル雷雨は、垂直風せん断が低い環境で発生し、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メートル/秒）を超える著しい垂直風せん断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]これにより、より強い上昇気流やさまざまな形態の悪天候が発生します。スーパーセルは雷雨の中で最も強く、[7]大きな雹、強風、竜巻の形成を最も一般的に伴います。 降水量が31.8ミリメートル（1.25インチ）を超えると、組織化された雷雨複合体の発達が促進されます。[22]大雨を伴う雷雨では、通常、降水量が36.9ミリメートル（1.45インチ）を超えます。[23]組織化された対流の発達には、通常、上流のCAPE値が800 J/kgを超える必要があります。[24]
単細胞
この用語は、技術的には、1 つの主要な上昇気流を伴う単一の雷雨に適用されます。気団雷雨とも呼ばれ、多くの温帯地域で典型的な夏の雷雨です。また、冬に海から寒冷前線が通過した後によく起こる冷たく不安定な空気でも発生します。雷雨のクラスター内では、「セル」という用語は、各個別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、新しい雷雨の発達が始まる可能性があるため、時々孤立して形成されます。このような嵐はめったに激しくなく、局所的な大気の不安定性の結果であるため、「気団雷雨」と呼ばれます。このような嵐に付随して短時間の激しい天候が発生する場合、それはパルス状の激しい嵐として知られています。パルス状の激しい嵐は、組織化が不十分で、時間と空間でランダムに発生するため、予測が困難です。単一セルの雷雨は通常 20 ～ 30 分間続きます。[15]
マルチセルクラスター
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近くに見られ、消散する雷雨はその風下側にあります。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 分しか持続し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場合があります。これらは、強い寒冷前線や低気圧の谷など、山脈や線状気象境界内またはその近くの対流上昇気流から発生することがよくあります。このタイプの嵐は、シングルセル嵐よりも強力ですが、スーパーセル嵐よりもはるかに弱いです。マルチセルクラスターの危険には、中程度のサイズの雹、鉄砲水、弱い竜巻などがあります。[15]
多細胞株
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可能性のある、激しい雷雨の細長い線である。[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た。[27]スコールラインには、大雨、雹、頻繁な雷、強い直線風、そして場合によっては竜巻や水竜巻が含まれる。[28]強い直線風の形での厳しい天候は、スコールライン自体が弓状エコーの形をしている地域で、最も弓状に曲がっている部分で予想される。[29]竜巻は、中規模低気圧が存在する線状エコー波パターン（LEWP）内の波に沿って発生することがある。[30]夏の弓状エコーの中にはデレチョと呼ばれるものがあり、かなり速いスピードで広い範囲を移動する。[31]成熟したスコールラインに関連する雨盾の後端には、ウェイクローが形成されることがあります。ウェイクローは、通常雨冠の下に存在する中規模高気圧の後ろに形成される中規模低気圧領域であり、ヒートバーストに関連することがあります。[32]この種の嵐は、中国南部では「石湖の風」（簡体字中国語：石湖风、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
スーパーセル嵐は、高度によって風速または風向が変化する（「風のせん断」）環境で発生する、通常は激しい、準定常状態の大規模嵐で、強い回転する上昇気流（「メソサイクロン」）を伴う下降気流と上昇気流が別々に存在し（つまり、関連する降水が上昇気流を通って落下しない）、その状態が続きます。これらの嵐は通常、非常に強力な上昇気流を伴うため、スーパーセル嵐雲（または金床）の上部は対流圏を突き抜け、成層圏の下層に達することがあります。スーパーセル嵐は幅が 24 キロメートル（15 マイル）になることがあります。研究によると、スーパーセルの少なくとも 90 パーセントは悪天候を引き起こします。[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キロメートル（81マイル）を超える直線的な風、および洪水を引き起こす可能性があります。実際、研究では、ほとんどの竜巻がこのタイプの雷雨から発生することが示されています。[34]スーパーセルは一般的に最も強いタイプの雷雨です。[15]
激しい雷雨
アメリカ合衆国では、風速が時速93キロメートル（58マイル）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の発生が報告された場合、雷雨は激しいと分類される。[35] [36] [37]漏斗雲や竜巻は激しい雷雨を示すが、激しい雷雨警報の代わりに竜巻警報が発令される。激しい雷雨警報は、雷雨が激しくなるか、まもなく激しくなる場合に発令される。カナダでは、1時間で50ミリメートル（2インチ）を超える降雨量、または3時間で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る。[38]激しい雷雨は、あらゆる種類の嵐のセルで発生する可能性がある。しかし、マルチセル、スーパーセル、およびスコールラインは、激しい天候を生み出す雷雨の最も一般的な形態である。[18]
メソスケール対流システム
メソ規模対流システム（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、通常数時間以上持続します。[39]メソ規模対流システムの全体的な雲と降水パターンは、形状が円形または線形であり、熱帯低気圧、スコールライン、湖効果雪、極低気圧、メソ規模対流複合体（MCC）などの気象システムが含まれ、通常は気象前線の近くで形成されます。ほとんどのメソ規模対流システムは一晩で発生し、翌日まで存続します。[14]昼と夜の表面温度の差が5°C（9°F）を超える場合に形成される傾向があります。[40]陸上で温暖な季節に形成されるタイプは、北米、ヨーロッパ、アジアで確認されており、午後遅くから夕方にかけて活動が最大になります。[41] [42]
熱帯地方で発生するMCSの形態は、熱帯収束帯またはモンスーントラフのいずれかで見られ、一般的には春から秋にかけての温暖期に発生します。より強力なシステムは、水上よりも陸上で発生します。[43] [44]例外の1つは、湖効果雪帯です。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発生し、秋から春にかけて発生します。[45]極低気圧は、MCSの2番目の特別なクラスです。寒冷期に高緯度で発生します。[46]親MCSが消滅すると、その後、残存するメソスケール対流渦（MCV）に関連して雷雨の発達が発生する可能性があります。[47]メソスケール対流システムは、グレートプレーンズ上の米国の降雨気候学にとって重要です。なぜなら、メソスケール対流システムは、この地域の年間温暖期降雨量の約半分をもたらすからです。[48]
モーション
雷雨が移動する主な 2 つの方法は、風の移流と、より多くの熱と湿気の発生源に向かう流出境界に沿った伝播によるものです。多くの雷雨は、平均風速で地球の対流圏、つまり地球の大気の最下層 8 キロメートル (5.0 マイル) を通過します。弱い雷雨は、高さがそれほど高くないため、強い雷雨よりも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、垂直な風の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、つまり流出境界の前縁が雷雨の前を走る場合、その動きは連動して加速します。これは、降水量が少ない (LP) 雷雨よりも、降水量が多い (HP) 雷雨の場合に重要な要因です。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く、より強い雷雨の動きが、合体した雷雨セルの将来の動きを通常決定します。平均風が強くなるほど、他のプロセスが嵐の動きに関与する可能性は低くなります。気象レーダーでは、嵐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追跡されます。[18]
再び雷雨が発生
後方発達型雷雨は、一般的に訓練雷雨と呼ばれ、風上側（通常、北半球では西側または南西側）で新たな発達が起こる雷雨であり、そのため嵐は静止しているか、または逆方向に伝播しているように見える。レーダー上では嵐が静止しているように見えたり、風上に移動しているように見えることが多いが、これは錯覚である。この嵐は実際にはマルチセル嵐であり、風上に新しい、より活発なセルが形成され、風下に流れ続ける古いセルに置き換わる。[49] [50]これが起こると、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風の異常な配置が組み合わさって、継続的に訓練される一連のセルが生成され、同じ地域に大量の雨を降らせ、壊滅的な鉄砲水を引き起こしました。[51]同様の事件は2004年8月16日にイギリスのボスキャッスルで発生し、[52] 2015年12月1日にはチェンナイ上空でも発生しました。 [53]
危険
毎年、事前の警告にもかかわらず、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ます[要出典]。激しい雷雨は春と夏に最もよく発生しますが、年間を通じてほぼどの時期にも発生する可能性があります。
雲対地雷
対地雷は雷雨現象の中で頻繁に発生し、景観や住民に多くの危険をもたらします。雷がもたらすより重大な危険の 1 つは、雷が引き起こす山火事です。 [54]降水量が少ない低降水量 (LP) 雷雨の状況では、雷が集中的に極度の熱を発生させるため、植生が乾燥している場合は降雨量では火災の発生を防ぐことができません。 [ 55]落雷による直接的な被害は時々発生します。[56]フロリダのように対地雷の発生頻度が高い地域では、落雷により年間数人が死亡しており、最も一般的には屋外で作業している人が死亡しています。[57]
酸性雨もまた雷によって頻繁に発生する危険である。蒸留水のpH は中性 で 7 である。「きれいな」または汚染されていない雨は、二酸化炭素と空気中の水が反応して弱酸である炭酸を形成するため、約 5.2 のわずかに酸性の pH であるが (蒸留水中の pH は 5.6)、汚染されていない雨には他の化学物質も含まれている。[58]雷雨現象中に存在する一酸化窒素は[59]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して酸性雨を生成すると、酸性雨の生成につながる可能性がある。酸性雨は、方解石または他の特定の固体化合物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る。生態系では、酸性雨は植物の植物組織を溶解し、水域および土壌の酸性化プロセスを促進し、海洋生物および陸生生物の死をもたらす可能性がある。[60]
雹
雹が地面に達する雷雨は、雹嵐と呼ばれます。[61]雹を発生させる可能性のある雷雲は、緑色を帯びていることがよくあります。雹は山脈沿いでより一般的です。これは、山脈が水平方向の風を上向きに押し上げる（地形性揚力として知られる）ため、雷雨内の上昇気流が強まり、雹が発生しやすくなるためです。[62]大きな雹がよく発生する地域の1つは、北インドの山岳地帯で、1888年には記録上最も多くの雹による死者数が記録されました。[63]中国でも大規模な雹嵐が発生します。[64]ヨーロッパでは、クロアチアで雹が頻繁に発生します。[65]
北米では、コロラド州、ネブラスカ州、ワイオミング州の境界にある「雹の通り道」として知られる地域で雹が最もよく降ります。[66]この地域では、雹は3月から10月の午後から夕方にかけて発生し、5月から9月にかけて最も多く発生します。ワイオミング州シャイアンは北米で最も雹が発生しやすい都市で、1シーズンに平均9～10回の雹嵐が発生します。[67]南米では、コロンビアのボゴタなどの都市が雹が発生しやすい地域です。
雹は、特に自動車、航空機、天窓、ガラス屋根の建物、家畜、そして最も一般的なのは農家の作物に深刻な被害をもたらす可能性があります。[67]雹は、航空機に対する最も重要な雷雨の危険の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。[68]地面に積もった雹は、着陸する航空機にも危険をもたらします。小麦、トウモロコシ、大豆、タバコは、雹の被害に最も敏感な作物です。[63]雹はカナダで最もコストのかかる危険の1つです。[69]雹嵐は、歴史を通じてコストのかかる致命的な出来事を引き起こしてきました。記録に残る最も古い事件の1つは、9世紀頃にインドのウッタラーカンド州ループクンドで発生しました。[70]アメリカで記録された最大の雹は、最大周囲長と長さで2003年にネブラスカ州オーロラに降り注いだ。[71]
竜巻と水竜巻
竜巻は、地球の表面と積乱雲（雷雲とも呼ばれる）の両方に接触し、まれに積雲の底に接触する激しく回転する気柱である。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触れ、しばしば破片と塵の雲に囲まれている。[72]ほとんどの竜巻は、風速が時速40〜110マイル（64〜177 km / h）で、直径は約75メートル（246フィート）で、消散するまでに数キロメートル（数マイル）移動する。中には、風速が時速300マイル（480 km / h）を超え、直径が1,600メートル（1マイル）以上伸び、100キロメートル（数十マイル）以上地面にとどまるものもある。[73] [74] [75]
藤田スケールと改良藤田スケールは、竜巻の被害度を等級付けする。最も弱いカテゴリーのEF0竜巻は、木に被害を与えるものの、建物に大きな被害を与えることはない。最も強いカテゴリーのEF5竜巻は、建物を基礎から引き剥がし、超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、最も強力な竜巻のT11までの範囲である。[76] ドップラー レーダーデータ、写真測量、および地面の渦巻きパターン（サイクロイドマーク）も分析して、強度を判定し、等級を付与することがある。[77]
水上竜巻は竜巻と似た特徴を持ち、水域上に渦巻状の漏斗状の風の流れを形成し、大きな積乱雲につながるのが特徴です。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非スーパーセル竜巻に分類されます。 [78]これらの渦巻状の気柱は赤道に近い熱帯地域で頻繁に発生しますが、高緯度地域ではそれほど一般的ではありません。[79]
突発洪水
鉄砲水とは、景観、特に都市環境が急激な洪水にさらされる現象である。[80]このような急激な洪水は、季節的な河川の洪水や地域的な洪水よりも急速に、より局所的に発生し[81]、激しい降雨を伴うことが多い（常にではないが）。[82]鉄砲水は、ゆっくりと移動する雷雨で頻繁に発生し、通常はそれに伴う大量の液体の降水によって引き起こされる。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、乾燥地域や人口密集した都市環境で最もよく発生する。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もたらす可能性がある。農業地域の植物や作物は、激しい水の力で破壊され、壊滅的な被害を受ける可能性がある。影響を受けた地域に駐車している自動車も移動する可能性がある。土壌浸食も起こり、地滑り現象 のリスクにさらされる可能性がある。
ダウンバースト
ダウンバーストの風は、雷雨が発生している地域に多くの危険をもたらす可能性があります。ダウンバーストの風は一般に非常に強力で、その水平方向の風が集中して発生するため、竜巻の風速と間違われることがよくあります。 [83]ダウンバーストの風は、不安定、不完全、または脆弱に建設されたインフラや建物に危険を及ぼす可能性があります。農作物や近隣の植物は根こそぎにされ、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。 [14] [83]自動車は、ダウンバーストの風の力によって押し流される可能性があります。ダウンバーストの風は通常、高圧の空気系である下降気流が沈み始め、その下の空気塊が密度が高いために押し流される場所で発生します。これらの下降気流が地表に達すると、広がり、破壊的な水平方向の風に変わります。[14]
雷雨喘息
雷雨喘息は、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。雷雨の間、花粉粒は水分を吸収し、非常に小さな破片に破裂し、これらの破片は風によって容易に拡散される。通常、より大きな花粉粒は鼻毛によって濾過されるが、より小さな花粉破片は通過して肺に入り、喘息発作を引き起こす。[84] [85] [86] [87]
安全上の注意
ほとんどの雷雨は、特に何事もなく過ぎ去りますが、どんな雷雨も激しくなる可能性があり、定義上、すべての雷雨は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、後に負傷や損害を最小限に抑えるための措置を講じることを指します。
備え
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（雷雨は一日中、一年中いつでも発生する可能性があるため）。[89]たとえば、家族の緊急時対応計画を準備しておくと、突然嵐が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、木を取り除くことで家を準備しておくと、物的損害や人的傷害のリスクを大幅に減らすことができます。[91]
米国の国立気象局（NWS）は、雷雨が発生する可能性がある場合に人々が取るべきいくつかの予防策を推奨している。[ 89 ]
- 警告は地元の郡、市、町の名前で説明されるので、それらの名前を知っておく必要があります。[89]
- 天気予報や気象状況を監視し、その地域で雷雨が発生する可能性があるかどうかを把握してください。[92]
- 嵐が近づいていることを示す自然の兆候に注意してください。
- 屋外イベントをキャンセルまたは日程変更する（嵐が来たときに屋外にいることがないようにするため）。[92]
- 安全な場所に避難する時間を確保するために早めに行動しましょう。[92]
- 危険な天候が到来する前に、頑丈な建物または金属製のハードトップ車両内に避難してください。[92]
- 雷が鳴ったらすぐに安全な場所に避難してください。[92]
- 雷雨が発生しているときは、丘の上、野原、海岸などの開けた場所を避け、その地域で最も高い物体の近くには近づかないようにしてください。[89] [92]
- 雷雨の際には、背の高い木や孤立した木の下に避難しないでください。[92]
- 森の中にいる場合は、雷雨の際には木からできるだけ距離を置いてください。[92]
- グループで行動する場合は、散開して生存者が落雷による被害者の救助に駆けつける可能性を高めてください。[92]
安全性
安全と備えはしばしば重なり合うが、「雷雨時の安全」とは一般的に嵐の最中および嵐の後に人々がとるべき行動を指す。アメリカ赤十字は、嵐が差し迫っている場合や進行中の場合、人々に以下の予防措置に従うことを推奨している。[88]
- 雷鳴が聞こえたらすぐに行動してください。雷鳴が聞こえるほど嵐の近くにいる人は、雷に打たれる可能性があります。[91]
- コード付き電話を含む電気製品の使用は避けてください。[88] コードレス電話や無線電話は雷雨中でも安全に使用できます。[91]
- 強風時にはガラスが大きな危険となる可能性があるため、窓やドアを閉めて離れるようにしてください。[88]
- 配管は電気を通すので、入浴やシャワーを浴びないでください。
- 運転中の場合は、安全に道路から出てハザードランプを点灯し、駐車してください。車内に留まり、金属に触れないようにしてください。[88]
NWSは2008年に「雷しゃがみ」の推奨を中止した。これは、この方法が十分な保護レベルを提供せず、近くで雷に打たれて死亡または負傷するリスクを大幅に低減しないためである。[92] [93] [94]
頻繁に発生する
雷雨は世界中で発生しており、極地でも発生し、最も頻度が高いのは熱帯雨林地域で、ほぼ毎日発生することがあります。地球上では、常時約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、それぞれ地球上で最も雷の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も同様の主張をしています。嵐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、世界中のさまざまなモンスーンシーズンに関連しており、熱帯低気圧の降水帯に多く発生します。[97]温帯地域では、春と夏に最も多く発生しますが、一年中いつでも寒冷前線に沿って、または寒冷前線に先行して発生する可能性があります。 [98] 寒冷前線が比較的暖かい水域を通過した後に、より冷たい気団内で発生することもあります。極地では地表温度が低いため、雷雨はまれである。[要出典]
米国で最も強力な雷雨のいくつかは、中西部と南部の州で発生します。これらの嵐は、大きな雹や強力な竜巻を引き起こす可能性があります。米国西海岸のほとんどの地域では雷雨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、北米モンスーンの影響で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呈しますが、頻度と激しさは中西部ほどではありません。夏の間、フロリダ州の中央部と南部では、気団雷雨がほぼ毎日発生します。[要出典]
エネルギー
雲に凝縮され、その後雲から降下する水の量がわかれば、雷雨の全エネルギーを計算することができる。典型的な雷雨では、約5×10 8 kgの水蒸気が舞い上がり、これが凝縮するときに放出されるエネルギー量は10 15 ジュールである。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年に日本の広島で原子爆弾が爆発したときに放出されたエネルギーよりも大きい。[16] [検証に失敗した]
フェルミガンマ線バーストモニターの結果は、強力な雷雨の中でガンマ線と反物質粒子（陽電子）が生成される可能性があることを示している。 [100]反物質陽電子は地上ガンマ線フラッシュ（TGF）で生成されることが示唆されている。TGFは雷雨の中で発生する短いバーストで、雷に関連している。陽電子と電子の流れが大気圏の高いところで衝突し、より多くのガンマ線を生成する。[101]世界中で毎日約500のTGFが発生している可能性があるが、ほとんどは検出されない。
研究
現代では、雷雨は科学的な好奇心の対象となっている。毎年春になると、嵐を追う人々が米国の大平原やカナダの平原に向かい、ビデオ撮影を通じて嵐や竜巻の科学的側面を探求する。 [102]宇宙線によって生成される電波パルスは、雷雨内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る。[103] VORTEX2などのより組織化された気象プロジェクトでは、ホイール付きドップラー、自動気象ステーションを搭載した車両、気象観測気球、無人航空機などの一連のセンサーを使用して、激しい天候を引き起こすと予想される雷雨を調査している。 [104]雷は、発生地点から250メートル（820フィート）以内で雲対地雷撃を95％の精度で検出するセンサーを使用して遠隔的に検出される。[105]
神話と宗教
雷雨は多くの古代文明に強い影響を与えた。ギリシャ人は、雷雨はヘパイストスが作った稲妻を放つゼウスの戦いだと信じていた。アメリカインディアンの部族の中には、雷雨を大精霊の使いであると信じていた雷鳥と関連づけた者もいた。ノルウェー人は、雷雨はトールがヨトゥンと戦いに行ったときに起こり、雷と稲妻はトールがハンマーのミョルニルで打った結果だと考えていた。ヒンズー教では、インドラを雨と雷雨の神と認めている。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世紀になっても主流だった。[106]
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。[107]
地球外
木星では稲妻の閃光で証明される雷雨が検出されており、水が液体と氷の両方の形で存在する可能性のある雲と関連しており、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）。[108]これらの放電は、地球の雷の最大1000倍の強さになることがある。[109]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ことがある。[110]金星の雲も雷を発生させる可能性がある。いくつかの観測によると、雷の発生率は地球の半分以上であることが示唆されている。[111]
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外部リンク
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- 雷雨の解剖学 2006年2月18日アーカイブウェイバックマシン
- 暴風雨気象学電子ジャーナル