雷はどれくらい熱い?

天気がとても悪い日、ふと外を眺めていると「ピカッ」と空が一瞬輝き、その後ものすごい轟音が聞こえてくる事がありますよね。それの正体が雷です。実は、この雷ってとっても「熱い」んです。 皆さんは、太陽がとても熱いことを知っていますね。太陽の表面の温度は約6000度(沸騰してる水は100度!)。とっても高い温度です。ところが、雷が通った道すじ(通り道)の空気の温度は約30,000度にもなります。つまり、雷は太陽の表面の5倍も熱いんです!信じられますか?

金色に輝く太陽光

雷はどうやって発生する?

では、そもそもなぜ雷は発生するのでしょう?それを理解するために、静電気について考えましょう。

皆さんが、セーターを脱ぐときに「バチッ」と感じたことはありませんか?あれが静電気です。セーターと体がこすれることで、電気が溜まっていき、最後に一気に放電するのです。この仕組みを「摩擦電気」と言います。

雷もよく似たしくみで発生します。雲の中では、氷の粒同士がぶつかり合うことで、片方の氷の粒がプラスの電気を、もう片方がマイナスの電気を帯びます。これはセーターをこすったときと同じように、物同士がふれあうことで電気が移動する現象です。特に、強い上昇気流がある積乱雲の中では、氷の粒がはげしく舞い上げられ、何度もぶつかり合います。そのため、膨大な電気が蓄積されていくのです。そして、雲の上の方に+の電気、下の方に-の電気が溜まっていきます。

そして、雲が地面との間に大きな電位差(電気の差)を作ると、ついには耐えきれなくなって、通常、雲の-の電気が地上の+の電気に向かって一気に放電します。それが雷です。

雷雲のイラスト

雷が落ちる時のあの大きな音の正体は?

雷といえば、「ゴォォォン」という大きな音が特徴ですね。この大きな音が、どのように発生するのかを説明します。

雷の通り道の空気が約30,000度に達すると、空気が物凄い速度で膨張します。膨張する空気の速度は、音の速度(秒速340メートル)よりも速いことがあります。このような非常に速い膨張が起こるとき、衝撃波が発生します。この衝撃波が伝わっていくうちにだんだん弱まり、私たちの耳に届くころには音として聞こえるのです。

そして、光は音より速く移動します。だから、雷の光が見えてから、その音が聞こえるまでに時間がかかるんです。音が空気中を伝わる速さはおおよそ毎秒340mです。 この原理を知っていると、雷がどのくらい離れているかを計算することができます。次に雷を見たときは、雷の光を見てから音が聞こえるまで何秒か数えてみてください。その後、光から何秒で音が聞こえたか、数えてみるのです。

暗い雷雲空

雷の秘密を知る事ができたかな?

雷の様に、自然界にはよくよく考えると仕組みを知らない現象がいっぱいあります。これからも、私たちと一緒にそんな自然界の背後にある科学を探検していこう!

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