科学者たちは雲から雷が発生する謎を解明した。

ベンジャミン・フランクリンが雷と電気の関係を発見してから270年以上経ち、雷雲から雷がどのように発生するかという最大の謎がついに解明されました。

雷はこれまで考えられていたものとは異なる起源を持つかもしれない - 写真: AI

大気物理学における画期的な新発見は、雷が単なる通常の雷雨の結果ではないことを示唆しています。むしろ、「ロックシューター」効果に似た強力な連鎖反応が大気中で起こり、それが落雷を引き起こす可能性があります。

雷は空気を27,000℃（太陽の表面温度の5倍）まで熱することができるよく知られた現象だが、 科学者たちはまだ雲の中で雷が発生する過程を完全には理解していない。

アメリカ地球物理学連合の新しい論文で、ビクター・パスコ教授とザイド・ペルベス博士課程学生（米国ペンシルベニア州立大学）が率いる国際研究チームが、この現象について初めて正確かつ定量的な説明を行った。

「私たちの研究結果は、自然界における雷の発生メカニズムを初めて明確かつ測定可能な形で説明するものです」とパスコ氏は述べた。「X線や電場といった要素を『電子雪崩』の物理学に結びつけるものです。」

研究チームによると、雷の発生過程は雷雲の中にある目に見えないBBガンに似ているという。具体的には、雷雲内の極めて強い電界が自由電子を加速させ、窒素や酸素などの気体分子と激しく衝突させる。

これらの衝突により、光の基本構成要素であるX線と高エネルギー光子が発生します。これらの光子は光電効果によってさらに電子を放出し、「相対論的電子なだれ」と呼ばれる連鎖反応を引き起こします。

このプロセスが一定のレベルに達すると、雷が形成されます。

研究チームは、通常の雷を単純に説明するだけでなく、より捉えどころのない現象、「ブラックライトニング」（大気ガンマ線閃光とも呼ばれる）への理解を深めた。

これらは高エネルギーのX線バーストですが、光や電波を伴わないため、肉眼や気象レーダーではほとんど「見えない」状態になります。

詳細な物理シミュレーションに基づき、研究チームは、適切な条件下では、電子雪崩によって発生した高エネルギーX線が空気中の光電効果を通じて新たな電子を継続的に生成できると示唆しています。このプロセスは非常に速く進行し、強力な自己増幅連鎖反応を引き起こしますが、目に見える光や明確な無線信号は放出されません。

これは、長年科学者を悩ませてきた現象、つまり、非常に暗く穏やかに見えるにもかかわらず、一部の雲層が高エネルギーのガンマ線を生成できる理由を説明するものである。

この発見は、気象学における最古の謎の一つを解明するだけでなく、重要な応用への道を開くものです。将来的には、より正確な雷警報の実現、航空機や衛星への雷の影響のより深い理解などです。さらに、気候変動の観点から、異常気象予測モデルの精度向上にもつながる可能性があります。

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ミン・ハイ

出典: https://tuoitre.vn/cac-nha-khoa-hoc-giai-ma-bi-an-set-hinh-thanh-tu-may-20250730165942529.htm