雷雨

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雷雨
FoggDam-NT.jpg
フィールド上の典型的な雷雨。
発生地域主に熱帯および温帯地域。
季節春と夏に最も一般的です。(温帯地域)
雨季によく見られます。(熱帯地域)
効果嵐によって異なりますが、雨、雹、強風が発生する場合があります。洪水や火災の原因となる可能性があります。
森の中の夏の雷雨

電気嵐または雷雨としても知られる雷雨は、雷の存在[1]と、雷として知られる地球大気に対するその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、積乱雲として知られるタイプの雲で発生します。[4]通常、強風を伴い[1] 、大雨を降らせることが多く[1]、時にはみぞれまたは[1]ですが、雷雨の中にはほとんど降水がないか、まったく降水がないものもあります。雷雨は連続して並んだり、スコールラインと呼ばれるレインバンドになることがあります。強いまたは激しい雷雨には、大雹、強風、竜巻など、最も危険な気象現象が含まれます。スーパーセルとして知られている最も持続的な激しい雷雨のいくつかは、サイクロンと同じように回転します。ほとんどの雷雨は、それらが占める対流圏の層を通る平均風の流れで移動しますが、垂直ウインドシアは、ウインドシアの方向に対して直角に進路にずれを生じさせることがあります。

雷雨は、時には前線に沿って、暖かく湿った空気が急速に上向きに動くことから生じます。[5]しかし、それが前線、短波トラフ、または別のシステムであるかどうかにかかわらず、空気が急速に上向きに加速するためには、ある種の雲の強制が必要です。暖かく湿った空気が上向きに移動すると、それは冷えて凝縮[5]、積乱雲を形成し、20 km(12マイル)を超える高さに達する可能性があります。上昇する空気が露点に達すると温度が上がると、水蒸気が凝縮して水滴や氷になり、雷雨セル内の圧力が局所的に低下します。どんな降水も、雲の中を地球の表面に向かって長距離落下します。液滴が落下すると、他の液滴と衝突して大きくなります。落下する液滴は、冷たい空気を引き寄せるときに下降気流を作り出します。この冷たい空気は地表に広がり、雷雨によく見られる強風を引き起こすことがあります。

雷雨は、地理的な場所を問わず発生する可能性がありますが、ほとんどの場合、熱帯の緯度からの暖かく湿った空気が極地の緯度からの冷たい空気と衝突する中緯度内で発生します。[6]雷雨は、多くの荒天現象の発生と形成の原因です。雷雨とそれに伴う現象は、大きな危険をもたらします。雷雨による被害は、主にダウンバースト風、大きな雹石、大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、竜巻やウォータースパウトを生成することができます。

雷雨には、シングルセルマルチセルスーパーセルの3種類があります[7]スーパーセルの雷雨は最も強く、最も深刻です。[7] 熱帯および亜熱帯内の好ましい垂直ウィンドシアによって形成されたメソスケール対流系は、ハリケーンの発生の原因となる可能性があります降水のないドライライトニングは、それに伴う雲から地面への雷から発生する熱から山火事の発生を引き起こす可能性があります。雷雨を研究するためにいくつかの手段が使用されます:気象レーダー気象観測所、およびビデオ写真。過去の文明は、18世紀まで雷雨とその発達に関するさまざまな神話を持っていました。地球の大気圏を超えて、木星土星海王星、そしておそらく金星の惑星でも雷雨が観測されています。

ライフサイクル

雷雨の人生の段階。

暖かい空気は冷たい空気より密度が低いので、暖かい空気は上向きに上昇し、冷たい空気は底に落ち着きます[8] (この効果は熱気球で見ることができます)。[9]雲は比較的暖かい空気として形成され、湿気を運び、冷たい空気の中で上昇します。湿った空気が上昇し、そうするにつれて、それは冷却され、その上昇する空気中の水蒸気の一部が凝縮します。[10]水分が凝縮すると、凝縮潜熱と呼ばれるエネルギーが放出されます。これにより、上昇する空気のパケットが周囲のより冷たい空気よりも冷たくなり[11]、雲の上昇が続きます。十分な不安定性がある場合が大気中に存在する場合、このプロセスは積乱雲が形成されてを生成するのに十分な時間続きます。対流有効位置エネルギー(CAPE)やリフティド指数などの気象指標を使用して、雲の潜在的な上向きの垂直発達を判断するのに役立てることができます。[12]一般に、雷雨は次の3つの条件を形成する必要があります。

  1. 水分
  2. 不安定な気団
  3. 揚力(熱)

すべての雷雨は、タイプに関係なく、発達段階成熟段階、および散逸段階の3つの段階を経ます。[13] [14]平均的な雷雨の直径は24km(15マイル)です。大気中に存在する条件にもよりますが、これらの3つの段階のそれぞれに平均30分かかります。[15]

開発段階

雄大雲の成熟したかなとこ雲への変換

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、大量の水分が上向きに持ち上げられて大気中に放出されます。このリフトのトリガーは、太陽照明である可能性があります。この場合、地面の加熱によってが発生するか、2つの風が収束して空気が上向きになります。または、風が標高の高い地形に吹き付けられます。上向きに運ばれた水分は、積雲のように見える高地での気温が低いため、水滴に冷やされます。水蒸気が凝縮して液体になると、潜熱が放出されて空気が温まり、周囲の乾燥した空気よりも密度が低くなります。空気は上昇気流の過程で上昇する傾向があります対流(したがって、対流降水という用語)。このプロセスにより、形成中の雷雨の中および下に低気圧が発生します。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持ち上げられます。[16]

成熟期

成熟期のアンビル型積乱雲

雷雨の成熟した段階では、暖められた空気は、それがより暖かい空気の領域に到達し、それ以上上昇できなくなるまで上昇し続けます。多くの場合、この「キャップ」は対流圏界面です。代わりに空気が強制的に広がり、嵐に特徴的なアンビルの形を与えます。結果として生じる雲は、かなとこ雲と呼ばれます。水滴は合体して大きくて重い水滴になり、凍結して氷の粒子になります。これらが落ちると、溶けて雨になります。上昇気流が十分に強い場合、液滴は、完全に溶けないがのように落下するほど大きくなるのに十分な長さで空中に保持されます。上昇気流がまだ存在している間、降る雨はそれとともに周囲の空気を引きずり、下降気流を作り出します同じように。上昇気流と下降気流の両方が同時に存在することは、嵐の成熟段階を示し、積乱雲を生成します。この段階では、かなりの内部乱気流が発生する可能性があり、強風、激しい雷、さらには竜巻として現れます。[17]

通常、ウインドシアがほとんどない場合、嵐は急速に消散段階に入り、「雨が降ります」[14]が、風速または風向に十分な変化がある場合、下降気流は上昇気流から分離され、嵐はスーパーセルになる可能性があり、成熟した段階は数時間持続することができます。[18]

散逸段階

嵐をせん断したり、アンビルを一方向に吹き飛ばしたりする風のない環境での雷雨

散逸段階では、雷雨は下降気流によって支配されます。大気条件が超細胞の発達をサポートしない場合、この段階はかなり迅速に発生し、雷雨の寿命の約20〜30分になります。下降気流は雷雨から押し下げられ、地面にぶつかって広がります。この現象はダウンバーストとして知られています。下降気流によって地面に運ばれる冷たい空気は、雷雨の流入を遮断し、上昇気流は消え、雷雨は消散します。垂直方向のウィンドシアがほとんどない大気中の雷雨は、すべての方向に流出境界を送るとすぐに弱まり、その後、比較的暖かく湿った空気の流入をすばやく遮断し、雷雨のさらなる成長を停止します。[19]地面に当たる下降気流は、流出境界を作成します。これにより、風速と風向の大幅な変化が発生し、対気速度が低下し、その後航空機の揚力が低下するため、航空機が飛行する潜在的な危険状態であるダウンバーストが発生する可能性があります。流出境界が強いほど、結果として生じる垂直方向のウィンドシアは強くなります。[20]

分類

雷雨の種類と複合体に適した条件

雷雨には、主に4つのタイプがあります。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ます)、およびスーパーセルです。[7]どのタイプが形成されるかは、大気のさまざまな層での不安定性と相対風の状態(「ウインドシア」)によって異なります。単一セルの雷雨は、垂直方向のウィンドシアが低く、20〜30分しか続かない環境で発生します。

組織化された雷雨および雷雨クラスター/ラインは、対流圏最下部6 km(3.7マイル)で通常25ノット(13 m / s)を超える、かなりの垂直ウィンドシアの環境で形成されるため、ライフサイクルが長くなる可能性があります[21]。これは、より強い上昇気流やさまざまな形態の悪天候の発生を助けます。スーパーセルは雷雨の中で最も強く[7] 、最も一般的には大雹、強風、竜巻の形成に関連しています。 31.8ミリメートル(1.25インチ)を超える可降水量は、組織化された雷雨複合体の発達に有利に働きます。[22]降雨量が多い人は、通常、可降水量が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、800 J / kgを超えるCAPEの上流値が[24]

単細胞

ウォガウォガでの単一セルの雷雨

この用語は、技術的には、1つの主な上昇気流を伴う単一の雷雨に適用されます。気団雷雨としても知られているこれらは、多くの温帯地域での典型的な夏の雷雨です。それらはまた、寒冷前線の通過に続くことが多い冷たく不安定な空気でも発生します冬の間に海から。雷雨のクラスター内では、「セル」という用語は、それぞれの個別の主要な上昇気流を指します。1回の雷雨が発生すると、新しい雷雨の発生を引き起こす流出境界が発生する可能性があるため、雷雨セルが孤立して形成されることがあります。このような嵐はめったに深刻ではなく、局地的な大気の不安定性の結果です。したがって、「気団雷雨」という用語。そのような嵐がそれらに関連する短期間の荒天を持っているとき、それはパルス荒天として知られています。パルスの激しい嵐は、組織化が不十分であり、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分続きます。[15]

マルチセルクラスター

スペースシャトルチャレンジャーが撮影したブラジルの雷雨のグループ

これは、最も一般的なタイプの雷雨の発生です。成熟した雷雨はクラスターの中央付近に見られますが、放散する雷雨は風下側に存在します。マルチセルストームはストーム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進化する可能性があります。クラスターの各セルは20分しか持続しない場合がありますが、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。それらはしばしば、強い寒冷前線や低気圧の谷など、山脈またはその近くの対流上昇気流と線形の気象境界から発生します。これらのタイプのストームは、シングルセルストームよりも強力ですが、スーパーセルストームよりもはるかに弱いです。マルチセルクラスターの危険性には、中程度の大きさの雹、鉄砲水、弱い竜巻などがあります。[15]

マルチセルライン

スコールラインは、寒冷前線に沿って、またはその前に形成される可能性のある激しい雷雨の細長い線です[25] [26] 20世紀初頭、この用語は寒冷前線の同義語として使用されていました。[27]スコールラインには、大雨、頻繁な、強い直線風、そして竜巻ウォータースパウト含まれている可能性があります。[28]スコールライン自体がボウエコーの形をしている地域では、強い直線風の形での荒天が予想されます。 、最も曲がる線の部分内。[29] 竜巻は、メソスケールの低気圧が存在するラインエコー波パターン(LEWP)内の波に沿って見られます[30]夏のいくつかのボウエコーはデレチョと呼ばれ、領土の大部分を非常に速く移動します。[31]成熟したスコールラインに関連するレインシールドの後端に、航跡低気圧が形成される可能性があります。これは、雨天蓋の下に通常存在するメソスケール高圧システムの背後に形成されるメソスケール低気圧であり、ヒートバースト[32]この種の嵐は、中国南部では「石湖風」(繁体字中国語:石湖風– shi2 hu2 feng1、簡体字中国語:石湖风)としても知られています。[33]

スーパーセル

スーパーセルストームは大きく、通常は深刻な準定常状態のストームであり、風速または風向が高さによって変化する環境(「ウインドシア」)で形成され、下降気流と上昇気流が別々になります(つまり、関連する降水量が強力な回転上昇気流(「メソサイクロン」)で上昇気流を通過しない)。これらの嵐は通常、スーパーセルの嵐雲(またはアンビル)の上部が対流圏を突破して成層圏のより低いレベルに到達する可能性があるほど強力な上昇気流を持っています。スーパーセルの嵐は、幅24 km(15マイル)になる可能性があります。研究によると、スーパーセルの少なくとも90パーセントが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(直径10センチメートルまたは4インチ)、時速130 km(81 mph)を超える直線風、鉄砲水を引き起こす可能性があります。実際、調査によると、ほとんどの竜巻はこのタイプの雷雨から発生します。[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

米国では、風が時速93 km(58 mph)以上に達する場合、雹の直径が25 mm(1インチ)以上の場合、または漏斗雲竜巻が報告されている場合、雷雨は深刻なものとして分類されます。[35] [36] [37]漏斗雲または竜巻は強雷雨を示していますが、強雷雨警報の代わりに竜巻警報が発令されています雷雨がひどくなるか、まもなくひどくなると、強雷雨警報が発令されます。カナダでは、1時間で50ミリメートル(2インチ)、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ます。[38]激しい雷雨は、あらゆるタイプのストームセルから発生する可能性があります。ただし、マルチセルスーパーセル、およびスコールラインは、荒天を引き起こす最も一般的な雷雨の形態を表しています。[18]

メソスケール対流系

ニューイングランドを移動するMCC :2006年8月2日0600 UTC

メソ対流系(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る雷雨の複合体であり、通常は数時間以上持続します。[39]メソ対流系の全体的な雲と降水パターンは、円形または線形の形状であり、熱帯低気圧スコールライン湖水効果雪イベント、極低気圧メソ対流複合体(MCC)などの気象システムが含まれます。それらは一般的に気象前線の近くに形成されますほとんどのメソスケール対流系は一晩で発達し、翌日までその寿命を続けます。[14]それらは、表面温度が昼と夜の間で5°C(9°F)以上変化するときに形成される傾向があります。[40]陸地の暖かい季節に形成されるタイプは、北アメリカ、ヨーロッパ、およびアジア全体で注目されており、午後遅くと夕方の時間帯に最大の活動が見られます。[41] [42]

熱帯で発達する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、一般的に春から秋の暖かい季節に使用されています。水上よりも陸上でより強力なシステムが形成されます。[43] [44] 1つの例外は、湖水効果雪帯の例外です。これは、冷たい空気が比較的暖かい水域を横切って移動するために形成され、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。それらは寒い季節に高緯度で形成されます。[46]親MCSが死ぬと、その後の雷雨の発生は、その残りのメソスケール対流渦(MCV)に関連して発生する可能性があります。[47]メソスケールの対流系は、グレートプレーンズの米国の降雨気候学にとって重要です、この地域に年間の暖かい季節の降雨量の約半分をもたらすからです。[48]

モーション

平面位置インジケーターレーダーディスプレイの反射率dBZ)で表示される雷雨線

雷雨が移動する2つの主な方法は、風の移流と、より大きな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、地球の大気圏の最低8 km(5.0マイル)である地球の対流圏を平均風速で移動します。弱い雷雨はそれほど高くないので、弱い雷雨は強い雷雨よりも地表に近い風によって操縦されます。組織化された長寿命の雷雨セルと複合体は、垂直方向のウィンドシアの方向に対して直角に移動しますベクター。突風前線、または流出境界の前縁が雷雨の前に競争する場合、その動きはタンデムで加速します。これは、降水量の少ない雷雨(LP)よりも、降水量の多い雷雨(HP)の方が要因になります。雷雨が合流するとき(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可能性が高い)、通常、より強い雷雨の動きが、合流したセルの将来の動きを決定します。平均風が強いほど、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、目立つ機能を使用して嵐を追跡し、スキャンごとに追跡します。[18]

バックビルディング雷雨

一般に訓練用雷雨と呼ばれる裏側の雷雨は、風上側(通常は北半球の西側または南西側)で新しい発達が起こり、嵐が静止したままであるか伝播しているように見える雷雨です。逆方向に。嵐はレーダー上で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よくありますが、これは幻想です。ストームは実際にはマルチセルストームであり、風上に新しいより活発なセルが形成され、風下に漂流し続ける古いセルに取って代わります。[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。サウスダコタ州ラピッドシティー、1972年に、大気のさまざまなレベルでの異常な風の整列が組み合わさって、同じ領域に大量の雨を降らせ、壊滅的な鉄砲水をもたらす一連の継続的なトレーニングセルを生成しました。[51]同様の出来事が、2004年8月16日にイギリスのボスキャッスルで[52]、2015年12月1日にチェンナイで発生した。 [53]

ハザード

毎年、事前の警告にもかかわらず、多くの人々が激しい雷雨によって殺され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一般的ですが、1年のほぼいつでも発生する可能性があります。

雲から地面への稲妻

雷雨の間の戻りストローク、雲から地面への落雷。

雲から地面への雷は、雷雨の現象の中で頻繁に発生し、景観や人口に対して多くの危険をもたらします。雷が引き起こす可能性のある最も重大な危険の1つは、雷が発火する可能性のある山火事です。[54]降水量がほとんどない低降水量(LP)の雷雨の状況では、雷が集中して極度の熱を発生するため、降雨は植生が乾燥しているときに火災が発生するのを防ぐことはできません。[55]落雷による直接的な被害が時折発生します。[56]フロリダのように、雲から地面への雷が頻繁に発生する地域では、雷は1年に数人の死者を出し、最も一般的には屋外で働く人々に発生します。[57]

酸性雨もまた、雷によって頻繁に発生するリスクです。蒸留水中性 pHが7です。「きれいな」または汚染されていない雨のpHは約5.2です。これは、二酸化炭素と空気中の水が反応して、弱酸である炭酸(蒸留水中のpH 5.6)を形成するためです。しかし、汚染されていない雨には他の化学物質も含まれています。[58] 雷雨現象の間に存在する一酸化窒素[59]一酸化窒素が沈殿中に水分子と化合物を形成し、酸性雨を発生させる場合、大気中の窒素の酸化によって引き起こされ、酸性雨が発生する可能性があります。酸性雨は、方解石やその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ります。生態系では、酸性雨は植物の植物組織を溶解し、水域や土壌の酸性化プロセスを増加させ、海洋生物や陸生生物を死に至らしめる可能性があります。[60]

コロンビアのボゴタでの雹の嵐

地面に到達する雹を生成する雷雨は、雹の嵐として知られています。[61]雹石を生成することができる雷雲は、しばしば緑色を帯びているのが見られます。山は水平風を上向きに強制し(地形性上昇として知られています)、それによって雷雨内の上昇気流を強め、雹を起こしやすくするため、雹は山脈に沿ってより一般的です。[62]大規模な雹が発生する最も一般的な地域の1つは、インド北部の山岳地帯にあり、1888年に記録上最も高い雹関連の死亡者数の1つを報告しました。[63]中国も重大な雹の嵐を経験しています。[64]ヨーロッパ全土で、クロアチアでは雹が頻繁に発生しています。[65]

北米では、雹はコロラドネブラスカワイオミングが出会う地域で最も一般的で、「雹の路地」として知られています。[66]この地域での雹は、3月から10月の午後と夕方の時間帯に発生し、発生の大部分は5月から9月に発生します。ワイオミング州シャイアンは、北米で最もひょうが発生しやすい都市であり、季節ごとに平均9〜10回のひょうが発生します。[67]南アメリカでは、雹が降る傾向がある地域は、コロンビアのボゴタのような都市です。

雹は、特に自動車、航空機、天窓、ガラス屋根の構造物、家畜、そして最も一般的には農民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、航空機にとって最も重大な雷雨の危険の1つです。雹の石の直径が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]地上に蓄積する雹石は、着陸する航空機にとっても危険である可能性があります。小麦、とうもろこし、大豆、タバコは、ひょうの被害に最も敏感な作物です。[63]雹は、カナダで最も費用のかかる危険の1つです。[69]雹の嵐は、歴史を通して費用がかかり致命的な出来事の原因となってきました。最も初期に記録された事件の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]米国でこれまでに記録された最大円周と長さの点で最大の雹は、2003年に米国ネブラスカ州オーロラで落下した。[71]

竜巻とウォータースパウト

2007年6月、マニトバ州イーライの町はF5 竜巻に襲われました

竜巻は、地球の表面と積乱雲(別名雷雲)の両方、またはまれに積乱雲の基部と接触する、激しく回転する空気の柱です竜巻にはさまざまなサイズがありますが、通常は目に見える凝縮漏斗の形をしており、その狭い端は地球に接しており、多くの場合、破片ほこりの雲に囲まれています。[72]ほとんどの竜巻の風速は40〜110 mph(64〜177 km / h)で、直径は約75メートル(246フィート)で、放散するまでに数キロメートル(数マイル)移動します。風速が300mph(480 km / h)を超え、幅が1,600 m(1 mi)を超え、地上に100 km(数十マイル)以上留まるものもあります。[73] [74] [75]

藤田スケール改良藤田スケールは、引き起こされた被害によって竜巻を引き起こしました。最も弱いカテゴリであるEF0竜巻は、樹木に損傷を与えますが、構造物に重大な損傷を与えることはありません。最強のカテゴリであるEF5竜巻は、建物を基礎から引き裂き、大きな高層ビルを変形させる可能性があります。同様のTORROスケールは、非常に弱い竜巻のT0から最も強力な既知の竜巻のT11までの範囲です。[76] ドップラー レーダーデータ、写真測量、および地上スワールパターン(サイクロイドマーク)も分析して、強度を決定し、評価を与えることができます。[77]

五大湖地域での多数のウォータースパウトの形成(北米)


ウォータースパウトは竜巻と同様の特徴を持っており、水域の上に形成され、大きな積乱雲につながる、らせん状の漏斗状の風の流れが特徴です。ウォータースパウトは、一般に竜巻の形態として分類されます。より具体的には、大きな水域に発生する非スーパーセル竜巻です。[78]これらのらせん状の空気柱は、赤道に近い熱帯地域内で頻繁に発達しますが、高緯度地域内ではあまり一般的ではありません[79]

鉄砲水

激しい雷雨による鉄砲水

鉄砲水は、景観、特に都市環境が急速な洪水にさらされるプロセスです。[80]これらの急速な洪水は、季節的な河川の洪水や地域の洪水[81]よりも迅速に発生し、局所的であり、頻繁に(常にではありませんが)激しい降雨に関連しています。[82]鉄砲水は、動きの遅い雷雨で頻繁に発生する可能性があり、通常、それに伴う大量の液体の降水によって引き起こされます。鉄砲水は、人口密度の高い都市環境で最も一般的であり、余分な水を吸収して封じ込めるための植物や水域はほとんどありません。鉄砲水は、橋などの小さなインフラストラクチャや、建設が不十分な建物に危険を及ぼす可能性があります。農業地域の植物や作物は、荒れ狂う水の力によって破壊され、荒廃する可能性があります。被災地に駐車している自動車も移動する可能性があります。土壌侵食も発生する可能性があり、地滑り現象のリスクが露呈します。

ダウンバースト

ウィスコンシン州モンロー郡北西部で、ダウンバースト風の力によって根こそぎにされた、または移動した木

ダウンバースト風は、雷雨を経験している風景に多くの危険をもたらす可能性があります。ダウンバースト風は一般に非常に強力であり、竜巻によって生成される風速と間違われることがよくあります[83]。これは、竜巻の真っ直ぐな水平特性によって加えられる力が集中しているためです。ダウンバースト風は、不安定な、不完全な、または弱く構築されたインフラストラクチャや建物に危険を及ぼす可能性があります。農作物や近くの環境にある他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。離陸または着陸に従事している航空機は墜落する可能性があります。[14] [83]自動車は、ダウンバースト風によって加えられる力によって押しのけられる可能性があります。ダウンバースト風は通常、ダウンドラフトの高圧空気システムがその密度が高いために、その下の気団を沈め、移動させ始めるときに形成されます。これらの下降気流が地表に到達すると、それらは広がり、破壊的な真っ直ぐな水平風に変わります。[14]

雷雨喘息

雷雨喘息は、局所的な雷雨によって直接引き起こされる環境条件による喘息発作の引き金となるものです。雷雨の間、花粉粒は水分を吸収し、それからはるかに小さな破片に破裂し、これらの破片は風によって簡単に分散する可能性があります。大きな花粉粒は通常、鼻の毛でろ過されますが、小さな花粉の破片は肺を通過して肺に入り、喘息の発作を引き起こします。[84] [85] [86] [87]

安全上のご注意

ほとんどの雷雨は、かなり問題なく出入りします。ただし、雷雨は深刻になる可能性があり、すべての雷雨は、定義上、の危険性があります。[88]雷雨の準備と安全とは、雷雨の前、最中、および後に、怪我や損傷を最小限に抑えるための措置を講じることを指します。

準備

準備とは、雷雨の前に取るべき予防措置を指します。一部の準備は、一般的な準備の形をとります(雷雨は1日または1年のいつでも発生する可能性があるため)。[89]たとえば、家族の緊急時計画を作成すると、暴風雨が突然予期せず発生した場合に貴重な時間を節約できます。[90]強風で吹き飛ばされる可能性のある、死んだまたは腐った手足や木を取り除くことによって家を準備することも、物的損害や人身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措置を推奨しています。[89]

  • 地方の郡、市、町の名前を知ってください。これらは警告の説明方法です。[89]
  • 予報と気象条件を監視し、その地域で雷雨が発生する可能性があるかどうかを確認します。[92]
  • 嵐が近づいているという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再スケジュールします(嵐が襲ったときに屋外で捕まるのを避けるため)。[92]
  • 安全な場所にたどり着く時間を確保するために、早めに行動を起こしてください。[92]
  • 脅迫的な天候が到来する前に、大きな建物やハードトップの金属製車両に乗り込みましょう。[92]
  • が鳴ったら、すぐに安全な場所に行ってください。[92]
  • 丘の頂上、野原、ビーチなどのオープンエリアは避け、雷雨が発生しているときは、エリア内で最も高い物体に近づかないでください。[89] [92]
  • 雷雨の間は、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、雷雨の間、あなたと木との間にできるだけ距離を置いてください。[92]
  • グループの場合は、落雷の犠牲者を助けに来る可能性のある生存者の可能性を高めるために広げます。[92]

安全性

安全性と準備はしばしば重複しますが、「雷雨の安全性」とは、一般的に、嵐の最中と後に人々が何をすべきかを指します。アメリカ赤十字社、嵐が差し迫っている、または進行中の場合は、これらの予防措置に従うことを推奨しています。[88]

  • 雷が鳴ったらすぐに行動してください。嵐の近くで雷が鳴る人は誰でも落雷する可能性があります。[91]
  • コード付き電話などの電化製品は避けてください。[88] コードレス電話と無線電話は、雷雨の際に安全に使用できます。[91]
  • ガラスは強風時に深刻な危険をもたらす可能性があるため、窓やドアを閉じて近づけないでください。[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。
  • 運転している場合は、安全に車道を出て、ハザードライトをつけて駐車してください。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「落雷」の推奨を停止しました。これは、重要なレベルの保護を提供せず、近くの落雷による死亡または負傷のリスクを大幅に低下させないためです。[92] [93] [94]

頻繁な発生

雷雨は、極地でも世界中で発生し、熱帯雨林地域で最も頻繁に発生し、ほぼ毎日発生する可能性があります。地球上ではいつでも約2,000回の雷雨が発生しています。[95] ウガンダのカンパラトロロはそれぞれ地球上で最も雷のような場所として言及されており[96] 、インドネシアのジャワ島のシンガポールとボゴールにも主張がなされている。頻繁な暴風雨活動で知られる他の都市には、ダーウィン、カラカス、マニラムンバイがあります。雷雨はさまざまなモンスーンに関連しています世界中の季節、そしてそれら熱帯低気圧のレインバンドに住んでいます。[97]温帯地域では、春と夏に最も頻繁に発生しますが、一年中いつでも寒冷前線に沿って、または寒冷前線の前に発生する可能性があります。[98] それらはまた、比較的暖かい水域上を寒冷前線が通過した後のより冷たい気団内で発生する可能性があります。極地では表面温度が低いため、雷雨はまれです。

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、大きな雹と強力な竜巻を生み出す可能性があります。雷雨は、米国の西海岸の多くで比較的まれです[99]、内陸部、特にカリフォルニアのサクラメントバレーとサンウォーキンバレーでより頻繁に発生します。春と夏には、北米モンスーン体制の一環として、ロッキー山脈の特定の地域でほぼ毎日発生します。北東、嵐は中西部と同様の特徴とパターンを取りますが、頻度と重大度は低くなります。夏の間、フロリダの中央部と南部では 、気団による雷雨がほぼ毎日発生します。

エネルギー

雷雨が粒子ビームを宇宙に発射する方法

雲に凝縮され、続いて雲から沈殿する水の量がわかれば、雷雨の総エネルギーを計算できます。典型的な雷雨では、約5 ×10 8 kgの水蒸気が持ち上げられ、これが凝縮したときに放出されるエネルギー量は1015ジュールです。これは、熱帯低気圧内で放出されるエネルギーと同じオーダーの大きさであり、1945年に日本の広島で原爆が爆発したときに放出されたエネルギーよりも多くのエネルギーです[16]

フェルミガンマ線バーストモニターの結果は、強力な雷雨でガンマ線反物質粒子(陽電子)が生成される可能性があることを示しています。[100]反物質陽電子は、地上のガンマ線フラッシュ(TGF)で形成されることが示唆されています。TGFは、雷雨の内部で発生し、雷に関連する短いバーストです。陽電子と電子の流れは大気中でより高く衝突し、より多くのガンマ線を生成します。[101]世界中で毎日約500のTGFが発生する可能性がありますが、ほとんどは検出されません。

研究

より現代的な時代では、雷雨は科学的な好奇心の役割を果たしてきました。毎年春に、ストームチェイサーは米国のグレートプレーンズとカナダの大草原に向かい、ビデオテープを使用して嵐と竜巻の科学的側面を探ります。[102]宇宙線によって生成された無線パルスは、雷雨の中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ます。[103] VORTEX2などのより組織化された気象プロジェクトでは、ドップラーオンホイール、自動気象観測所が搭載された車両、気球などの一連のセンサーが使用されます。、および荒天を引き起こすと予想される雷雨を調査するための無人航空機。[104]雷は、雲から地面への雷のストロークを95%の精度で検出し、起点から250メートル(820フィート)以内にあるセンサーを使用してリモートで検出されます。[105]

神話と宗教

雷雨は多くの初期の文明に強い影響を与えました。ギリシャ人は、彼らがヘファイストスによって鍛造された稲妻を投げつけたゼウスによって行われた戦いであると信じていました一部のアメリカインディアンの部族は、雷雨をサンダーバードと関連付けました。サンダーバードは、グレートスピリットの使用人であると信じていましたノース人は、トールがヨトナールと戦うために雷雨が発生したと考えいました。雷と稲妻は、ハンマーミョルニルによる彼の攻撃の影響でしヒンドゥー教はインドラを認識します雨と雷雨の神として。キリスト教の教義は、激しい嵐が神の働きであることを認めています。これらのアイデアは、18世紀までまだ主流の中にありました。[106]

雷雨が始まったとき、マルティン・ルターは歩いていました。彼は救われて僧侶になることを約束してくださったことを神に祈るようになりました。[107]

地球の外

木星での稲妻の閃光によって証明される雷雨が検出され、水が液体と氷の両方として存在する可能性のある雲に関連付けられており、地球と同様のメカニズムを示唆しています。(水は電荷を運ぶことができる極性分子であるため、雷を生成するために必要な電荷分離を作成することができます)。[108]これらの放電は、地球上の雷よりも最大で1000倍強力になる可能性があります。[109]水の雲は、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可能性があります。[110]金星の雲はまた、稲妻を生み出すことができるかもしれません; いくつかの観測は、雷の発生率が地球のそれの少なくとも半分であることを示唆しています。[111]

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外部リンク