天気の疑問

【図解でわかりやすく】雷とは?雷が発生する仕組みを中学生までの知識で解説!

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ちーがくん
ちーがくん
はかせ!以前雷が落ちる時にジグザグに走る理由については教えてもらった時に感じた疑問なのですが、そもそも雷ってどうして発生するのでしょうか?
はかせ
はかせ
100万ボルトというものすごい電圧がどのようにして雲から生じるのか疑問じゃな。
よし、今回は雷が落ちる仕組みについて解説するぞ。

雷雲が発達した際に落ちる

どうして雲の中でこれほどのエネルギーが生じるのかご存知ですか?

本記事を読めば、雷が落ちる仕組みを図解で学ぶことができます。

今回は、雷が落ちる仕組みについて、モルモットたちと一緒に学んでいきましょう!

雷雲の基礎知識

はかせ
はかせ
まずは雷雲の基礎知識から解説するぞ!
はかせ
はかせ
雷雲に限らず雲は上昇気流によって発達するんじゃが、雷雲のような雲ができる際には特に強い上昇気流が発生しているんじゃ。
ちーがくん
ちーがくん
やはり天気の分野では「上昇気流の発生」がポイントになるんですね!
はかせ
はかせ
そうじゃな。また雲の正体のところでも教えたように、雲は水滴や氷晶(氷の粒)が集まったものなんじゃ。中でも雷雲は雲の先端の高度が高く、温度が低いため氷晶の割合が高いんじゃよ。
ちーがくん
ちーがくん
なるほど!
雷雲は普通の雲と比べて氷晶の割合が高いんですね!

氷晶同士がぶつかり静電気が発生

はかせ
はかせ
この氷晶は成長して重くなるとやがて落下を始めるんじゃが、先ほども説明したように雷雲には強い上昇気流があるんじゃ。
ちーがくん
ちーがくん
えっ、落下する氷晶と、上昇する氷晶…
ぶつかっちゃいそうじゃないですか?
はかせ
はかせ
まさしくその通りなんじゃ。
はかせ
はかせ
落下する氷晶と上昇する氷晶とかぶつかり合うと、静電気が発生して電気を帯びるんじゃ。
多くの場合は、雲の上部にプラスの電荷、下部にマイナスの電荷を帯びるぞ。
ちーがくん
ちーがくん
そうなんですね。
でも氷晶同士がぶつかるとどうして電気を帯びるんですか?
はかせ
はかせ
そうじゃな、ちーがくんは下敷きで髪の毛をこすって静電気を発生させたことはあるかな?
ちーがくん
ちーがくん
もちろんありますよ!
小学校で流行っていたやつですよね?
はかせ
はかせ
あれは髪の毛と下敷きをこすり合わせることで静電気が発生しているんじゃ。
同様に氷晶同士がぶつかり合ってこすれ合わさることで、静電気が発生するんじゃ。
ちーがくん
ちーがくん
なるほど!
だから氷晶同士がぶつかると静電気を帯びるんですね!

地表に電荷がたまり、雷が落ちる

ちーがくん
ちーがくん
雷雲の中で発生した静電気はその後どうなるのですか?
はかせ
はかせ
雷雲の下部のマイナスの電荷に引き寄せられて、マイナスに対応したプラスの電荷が地表にたまるんじゃ!
ちーがくん
ちーがくん
ちょうど磁石のようなイメージですよね!
はかせ
はかせ
そうじゃな。この静電気が大量にたまり、蓄えきれなくなると雷が発生するんじゃ。
空気中を電気を通すことはないんじゃが、地表と雲がプラスとマイナスという電荷を帯びていて、かつ強い電圧がかかる時に電気の通り道ができて雷が落ちるんじゃよ。
ちーがくん
ちーがくん
そういうことなんですね!
雷は地表と雷雲に強い電荷がたまることで落ちるものなんですね!

まとめ

はかせ
はかせ
今回は、雷が落ちる仕組みについて解説したぞ。
雷の凄まじい電圧がどのようにして生まれるのか分かってもらえたと思う。
ちーがくん
ちーがくん
まさか氷の粒がぶつかり合ってこれほどのエネルギーが生まれるとは驚きでした!やっぱり自然のエネルギーは改めてすごいなって感じました。
はかせ!今日はありがとうございました!

雷が落ちる仕組みを知った後は…

はかせ
はかせ
雷が落ちる仕組みについて知った後には、雷がどうしてジグザグに走るのかということについても学ぶとさらに雷への理解が深まるぞ!
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最後までお読みいただき、ありがとうございました!

地学系大学院生ブロガー/気象予報士
ちーがくん
地学教育を普及させるために文系コースから高3で理転した大学院生です。大学では地球科学を専攻し、現在は気象系の研究室に所属しています。地学教育の空洞化を食い止めるために、当ブログを運営しています。このブログを通じて、地学教育の実態や、地学の魅力をお伝えしていきます!
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