雷までの距離を測るには？光と音から落雷地点を計算する方法

ゴロゴロと大きな音をたてる雷が発生すると、とても不安になるものです。

激しい雷は地上に落ちることもあり、そうなるとさまざまな被害も発生します。適切に対処するためにも、雷の発生のメカニズムや遭遇時の注意点について知っておきましょう。

雷発生のメカニズムと豆知識

不安を引き起こす雷ですが、どのような条件で発生するのでしょうか。そのメカニズムについて見てみましょう。

■雷はなぜ起こるのか

雲は、地表にある水が温まり、気化（蒸発）して上昇することで生まれます。まるで綿菓子のようなフォルムですが、実体は水滴が上空で集まったものです。

空の気温は、高度が上がるにつれて低くなります。そのため、集まった水滴は高所になるほど氷の粒へと変わり、少しずつ大きくなっていくのです。

大きさを増した氷の粒は次第に重くなり、やがて地表へと落ちます。その際、氷の粒はぶつかり合いながら落下するのですが、同時に摩擦で静電気も発生し、雲の中に蓄積されるのです。

一定以上の静電気を帯びた雲は、許容量を超えた時点で電気を放出します。これが、雷です。

出典：気象庁｜雷とは？

■なぜ雷の音はゴロゴロと聞こえるの？

ゴロゴロという雷鳴が起こるのは、なぜなのでしょうか。

本来、空気は絶縁物であり、電気を通しません。しかし、雷のとても大きなエネルギーは、空気を引き裂いて、何とか地面へと向かおうとします。

雷が発生すると、周りの空気の温度は瞬間的に約3万℃にまで達します。これは、太陽の表面温度の5倍に匹敵するものです。

その後、さらに圧力が高まり、雷のエネルギーは一気に膨張します。その衝撃によって周囲の空気を激しく振動させ、とても大きな音を発生させるのです。

■雷の光と音に時差があるわけ

雷が引き起こす『雷鳴』は、1秒間に約340m進みます。対して、電磁波である『光』の1秒間に進む距離は約30万kmです。

それぞれの速さを比べると、光は音の約100万倍のスピードになります。この速さの違いが、時差となってあらわれるのです。

雷が起こると、光と音はほぼ同時に発生しています。ですが、音よりも光のほうがはるかに早く進むため、地上にいる人間にはまず光が見え、続いて音を感じるのです。

これは、夏の風物詩である『花火』でも確認できます。パッと花火が開き、その後でドーンという音が聞こえる現象は、同じ理由によるものです。

出典：雷（かみなり）が光ってから、音が聞こえるまでに差があるのはどうしてなの？｜はれるんランド – 気象庁

雷までの距離を測る方法

雷が発生すると、「近くに落ちたのではないか」と不安になる人も多いでしょう。光が強く、音が大きければなおさらです。雷との距離を知る方法について解説します。

■雷の距離は光ってから音が聞こえるまでの時間（秒）で判断

落雷があったときに「落ちた場所と自分の距離」を知るには、光と音で判断するやり方が有名です。

光と音の時差については、前述の通りです。光と音が同時に発生した場合、地上にいる人には、まず光が見え、その後に音が聞こえます。

それを利用して、光が見えてから音が鳴るまでの時間を数えて参考にする方法が効果的です。

■雷の音が聞こえる時間と速さは気温によって変化する

音の速さは、気温によって変化することも知っておきましょう。一般的に、音速は340m/秒ですが、この速さは『気温が約15℃のとき』を基準にした数値なのです。

正確な距離を知るためには、落雷時の大気の温度を正確に計っておく必要があります。それゆえ、この計算はあくまでも『おおよそのもの』であると理解しておきましょう。

出典：音の伝わり方｜国立大学法人　大阪教育大学

■雷までの距離を求める計算式

雷の距離を知るための具体的な計算方法も知っておきましょう。雷までの距離は、小学校で習う距離を求める公式『距離=時間×速さ』を使って求めることができます。

• 落雷地点までの距離（m）＝340（m/秒）×光ってから音が聞こえるまでの時間（秒）

まず、雷が光ってから音が聞こえるまでの時間を計ります。『時間』は、雷の光が見えてから音が鳴るまでの秒数です。『速さ』には、標準の音速である340という数字を入れます。

★光ってから音が聞こえるまで約10秒なら雷までの距離は約3.4km

雷が光ってからゴロゴロと音が聞こえるまでの時間が10秒とすると、340×10＝3400で雷までの距離は約3.4kmとなります。3秒未満の場合は、340×3＝1020となり、1km前後の比較的近い場所で落雷があったと考えられるでしょう。

音が伝わる範囲は、通常は10km四方くらいまでとなるため、空が光っているのに雷鳴が聞こえない場合は、雷との距離は遠いと言えます。

雷との距離が近い時はどうする？落雷の危険から身を守る方法

落雷は不安な気持ちになるだけでなく、命に関わる危険性もあります。雷から身を守るための『心得』についても確認しておきましょう。

■雷の距離が近い時の対処法1：屋外にいる場合は安全な空間に避難

雷は海面、平野、山間部など、どこにでも落ちるもので、場所を選びません。一方で、周辺に高いものがあれば、そこを通るという傾向もあります。

広いグランドやゴルフ場などの『開けた環境』、山頂や尾根といった『高所』では、人に落雷する可能性があるので注意が必要です。

近くに避難できる建物がない場合は、電柱や高木の周辺に移動します。その際、電柱や高木の2m以内は危険です。できれば4m程度離れた場所を選ぶようにしましょう。

■雷の距離が近い時の対処法2：屋内にいる場合は感電に注意

鉄筋コンクリートの建物や自動車・バスの中は、比較的安全な場所だといえるでしょう。ただし、人への落雷は避けられても、落雷に伴う『感電』のリスクは残ります。
安全度を上げるには、電気製品のそばには近寄らないことです。さらに、天井や壁から1m以上の距離を取りましょう。そうすることで、感電のリスクを軽減できます。

また、パソコンやテレビなどの電化製品は、落雷による高圧電流の影響で被害を受ける場合があります。「雷サージ」と呼ばれるこれらの感電被害には、データのこまめなバックアップや感電防止機能が付いた電源タップなどで対策が可能なので、チェックしてみると良いでしょう。

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構成／編集部