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ミモリラジオ。このポッドキャストは、自然界から一つのテーマをピックアップして、その面白さを深掘るトーク番組です。
パーソナリティを務めます、ミモリのアンディです。
ミモリの野田和樹です。
カミナリ編その2回でございます。
はーい。
第2回ということで、前回は、カミナリってそもそもなんだっていう話をして参りました。
いや面白かったね。稲妻とカミナリの違いとかね。
うん。
そうそうそうそうそう。
色々話してきたんだけれども、今回はそのカミナリ、雲から電気が、強力な電気が地面に落ちてくるって、
不思議なお話じゃないですか。
いやー不思議不思議。
不思議だよね。
これ何で起こってるのかっていうことについて喋っていこうと、
はい。
思うんだけれども、あまりに複雑な現象なんだよねこれ。
うーん、だろうね。
そう。これね、その雲だけが関わっているわけじゃなくて、地面も関わっているし、
あー、なるほどなるほど。
そう。水も関わっているし、カミナリ雲を作る上で。
そして、あの、宇宙も関わってるんだよね。
うーん。
カミナリが落ちるまでの過程の中で。
はいはい。
なので、
森だ、森。
そう。まずちょっとそのスケール感を、ありとあらゆるスケールから喋っていこうと思うんだけれども、
まず、何で電気ができるのか。雲の中で。
はい。
これね、すっごくいきなりちっちゃい話になるんだけれども、原子って聞いたことありますよね。
はいはい。
その原子って、プラスの電気とマイナスの電気を帯びているんだけれども、
このプラスの電気とマイナスの電気を帯びている原子のうち、マイナスの電気。
マイナスの電気。
そう、マイナスの電気だけがどこかに移動しちゃう。
何かとぶつかったときに、マイナスの電気だけどこかもう別のところに動いちゃう、引っ越ししちゃう。
うん。
すると、もともとマイナスの電気を持っていた原子が、マイナスの電気を持たなくなるじゃないですか。
そうだね。
もともとプラスの電気も持っているので、
ここの、ここにきて原子はプラスの電気を帯びるようになるわけなんで。
はいはいはいはい。わかります。
一方で、マイナスの電気が引っ越して、マイナスの電気が増えちゃった原子。
こっちはマイナスの電気を帯びるようになる。
そうだよね。
そう。
要するにプラスの電気の量とマイナスの電気の量で多数決をしていて、
電子が引っ越してマイナスの電気が増えたらマイナス。
マイナスの電気が移動してマイナスの電気が減ってプラスの方が多くなっちゃったらプラス。
はい。
そういう感じで。
みんな1個1個、人々はプラスとマイナスの電気の塊を1個ずつ持っていて、
マイナスがなくなっちゃったらお前はポルシティブな人間になると。
そう。
で、マイナスが大きいとネガティブなマイナスな人間になってしまうみたいな。
そういうことそういうこと。
そういう認識ですね。
そうなんですそうなんです。
で、例えばセーターと下敷きをこすって静電気を作ったことがある。
あれ雷なの?
あれ雷と同じことが起こってる。
あ、そうなんだ。
厳密に言うと雷ができる過程であれが起こってるっていう感じなんだけど。
髪の毛立つやつ?
そうそうそうそう。
髪の毛を下敷きでこすって。
あれ要するに、
今回ドラゴンボールのネタ多いな。
あれサイヤ人ってやってたよね。
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小学生時代。
小学生の時。
あれ要するにね、マイナスの電気が下敷きに移動して、
髪の毛側にはプラスの電気だけが残って、
おーなるほどなるほど。
そう。
それと下敷きはマイナス、髪の毛はプラス。
あれ引き合うんだ。
マイナスとプラスが引き合って髪の毛が逆立つ。
そういう現象が起こってるんだよね。
原子レベルのお話なんです。
こういう風に電気って。
あの体験すごいね、じゃあ。
そうだねそうだね。
あれ自然現象の再現。
あれとか使って教えて欲しかったよね。
電気の話とか。
超分かりやすいじゃん。
そうそうそうそう。
今言ったように、マイナスの電気とプラスの電気は引っ張り合うんだよ。
で、マイナスの電気とプラスの電気が引っ張り合って、
最終的にマイナスのちょっと電子が多いやつ。
マイナスの電気が多いのが、
マイナスの電気が減っちゃった部分。
プラスの電気の側に飛び移って、
これ元に戻ろうとするんだよね。
あーそうだよね。
常に世界は引用のバランスを保とうとする。
そんな感じ。
そうそうそうそう。
この時にパチッとするじゃない。
あ、その時にパチッとするの?
そう。マイナスの電気が飛び移る瞬間に、
別の現象が絡んでパチッとする。
そうなんだ。
あれがドアノブとかに手がパチッとなるのは、
ドアノブの電気がマイナスが飛び移ってるんだ。
それでパチッとなるんだ。
その場合はドアノブがマイナスかプラスかどっちかの電気を帯びていて、
人の体の方が反対の電気を帯びている。
だからドアノブの電気と体の電気が結びついて、
これが放電になりパチッとする。
なるほどね。
ってことが起こるんだよね。
はい。わかりやすいですね。
ここで意識してもらいたいのが、
雷雲あるじゃないですか。
雷雲は当然電気を持っているんだけれども、
この時、地面も電気を持っているんですよ。反対の。
マイナスの電気を雷雲が持って、
地面がプラスの電気を持つようになる。
ああ、あれだ。髪の毛の下敷きと一緒ですね。
このマイナスの電気とプラスの電気が結びつく瞬間に、
雷が起きるんです。
なるほどね。
じゃあ人間のドアノブと人間の手がパチッと起きるように、
地面と雷が持ってるやつが結びついた時に、
大きいパチッってやつが雷なんだ。
そういうこと、そういうこと。
わかりやすい。
なのでこれから目の前というか、
自分の真上に雷雲が来ている場合、
自分やその周りの地面がプラスの電気を帯びているっていう認識を持てるようになるんだよね。
確かに。
そう。雷って落ちてくるわけじゃないんですよ。
地面と雷雲が引き合って雷になるっていう。
そっかそっか。雷のせいにしないでほしいね。
雷のせいにしないで。
地面のせいもあるしね。自分のせいもあるしね。
自分のせいもある。
だから基本的な普通の雷はマイナスの電気が降りてくることが多いんだけれど、
その時地面はプラスの電気を持っていることが多いんです。
面白い。
ということで、まずめちゃくちゃミクロの話からスタートしちゃったんだけれども。
でも結局その大きくね、話を変えたら全く同じことが起きているってことですね。
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そうそうそう。
そんな雷雲ができるまでなんだけど、
基本的に日本で作られる雷雲、
夏にできる入道雲です。
はいはいはい。
この入道雲はものすごい上昇気流を持っていて、
上に上に伸びていく力がすごく強いんだよね。
あの雲の中では時速72キロの風が真上に向かって吹いているらしい。
へー。
すごいよね。
本当に上昇気流なんだ。
そうそうそうそう。
上げ上げだわ。72キロなんだ。
うん。
そんだけの勢いで上がっていく中で、
水が氷になったり、あるいは氷の結晶になったりしていて、
はいはいはい。
で、ああいう雲になる。
あの雲の中は氷と結晶だらけなんだよね。
あーなるほどなるほど。
そう、ものすごく寒かったりするので上空って。
で、この氷と結晶の中で雲が作られていくんだけれども、
これがね、雲の中でぶつかり合うんですよ。
はい。
ぶつかり合うとさっきの髪の毛とセーターと同じ現象が起きるんだよね。
擦れるんだ。
そうそうそうそう。
結構粒の大きめな粗れと、ものすごく粒の小さい氷の結晶みたいなもの。
これがよく擦れるようになる、雲の中で。
はいはい。
そうすると、比較的粒の大きいもの、これ粗れって呼ばれるんだけれど、
この粗れがマイナスの電気を。
はい。
そして、もっともっとちっちゃくて軽い氷の結晶。
これがプラスの電気を帯びるようになる。
なるほど。
で、そうすると粗れって比較的重いので、
大きい雲の中では重力に引っ張られて結構下の方に。
下の方にいるんだ。
うん。
逆に小さい氷の結晶は上の方に軽いので飛ばされていくんだよね、上昇気流で。
はいはいはいはい。
このようにして、大きい雷雲の中では上の方はプラスの電気。
なるほどなるほど。
下の方はマイナスの電気。
なるほど。
そういう状況になっていくんだよね。
はいはいはい。
二層構造になります。
で、中でもマイナスの電気オンリーというわけではなくて、雷雲の下の方は。
はい。
一部にプラスの電気の部分もあるっていう、そういう三層構造に厳密に言ったらなるんだけれど。
このプラス、マイナス、プラスっていう電気の構造になっているわけなんだよ、雷雲って。
はい。
このマイナスとプラスがここでまた光り合うわけですよね。
はい。
ここで雷が起きます。
あー。
マイナスとプラス同士が引っ張られて。
はいはいはいはい。
で、ここからがややこしい話になっちゃうんだけどさらに。
うん。
一番下にマイナスの電気がたくさん溜まっているっていう話をしたよね。
はい。
あられのマイナスの電気をまとった雲が下の方に溜まっていくので、雲の下の方はマイナスの電気がすごく溜まっているっていう、そういう状況になっているんだけども。
はい、イメージできてます。
うん。
そのマイナスの電気に引っ張られて、地面にはプラスの電気が集まってくるようになるんだよ。
あー、ちょっと分かんなくなった。
分かんなくなるでしょ。
もう一回やって、もう一回やって。
そう、僕もね最初よく分かんなかった。
磁石みたいなものをイメージしてもらったらいいんだけれども。
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あー、分かったわ。
うん。マイナスの電気だけが存在していると、それに引き寄せられる形で空気の中にある電気とか、別の場所にある電気がずっとずっとずっと引き寄せられてくるの。
じゃあ、三層構造の一番下がマイナスの電気で、それにつられてその真下の、真下か分かんないけど下の方の地面の電気はプラスになってくるんだ。
そういうことそういうこと。
で、じゃあそれも雷起きるじゃん。
そう、そこで雷が起きる。
あー、そうなんだ。
だから雲の中で稲妻じゃないゴロゴロとか光ったりするだけの雷もあるじゃん。
あれは雲の中でマイナスとプラスが引き合って落ちるというか発生する雷。
あ、じゃあ雲の中で完結する雷と、さらに大きな影響を応募して地面の電化まで変えて落ちるっていうタイプの雷があるんだ。
そう、その二つがあります。
はい、いやー分かりやすいですね。
これが雷ですね。
地面に落ちるやつが稲妻だ。
そうそうそうそう。
で、雲の中で完結するやつが雷みたいな感じですね。
そうだねそうだね。そういうことになります。
ちなみにこの、要するに氷と、まあ氷の中でも大粒の粗れと小さい結晶がぶつかることで静電気ができて、
まあそうして雷ができていくんだっていうこの構造のことを着氷電化分離機構っていう有力な説で呼ばれたりするんだけれども。
全部漢字?
そう。
中国語じゃん。
着氷電化分離機構。
ただこれもね、まだ有力な説止まりなんだよね。
分かってないんだ。
完璧に証明されてるわけではないです。
ここ200年ぐらいずっと研究されてるんだけど。
あー長いね。
この雷雲の仕組みが。
レジソンの時代からだ。
そうそうそうそう。
テスラとか。
そうなんですそうなんです。
これがね、まだまだ分かっていないというところが多いらしいね。
ただ、もう一個ね、さらになぜっていう要素がここで絡んできます。
はい。
雲の中にすごく電気が溜まってきました。
そしてその電気に引き寄せられる形で地面にも電気が集まってまいりました。
雲のメカニズムですね。
この状態でも基本的に雷は本来落ちないはずなんだよね。
なんでなんでなんで。
なぜかっていうと、あの空気。
僕たちの周りにあるこの空気って基本的に雷をすごく通しにくい、電気を通しにくい物質になるわけなんですよ。
鉄とか水とかと比べたとき。
そっかそっか。
そう、これはあの空気は基本的に電気を通さない絶縁体。
ゴムとかと同じ扱い。
はいはい。窒素とかね、特に変化しにくいもんね。
そうそうそうそう。
なので、仮にこう雲にたくさん電気があって、地面にもたくさん電気が集まって、それぞれが緩く引き合っていたとしても、
その間に集まっている空気が基本的には電気を通さないので、雷は落ちないはずなんですよ。
なんで落ちるの。
これね、わけわからないんだけど、わけわからない話をするんだけど、ダムをイメージしてほしい。
水のたくさん溜まっているダム。あれをイメージしてほしいんだけど、あれと同じように雲の中に電気がたまりに溜まっていくと、
そのダムの壁が壊れるように、基本的には電気を通さないはずの空気の絶縁性、電気を通さない性質がぶっ壊れちゃうんですよ。
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エネルギーが強すぎて。
いやーちょっとあれですね、これ僕もわからないんで。これ相当難しい。やばいね、目に見えない話のかつスケールがでかくなったり小さくなったりだもんね。
そうそうそうそう。
いやー難しいですね。
これね、電気のエネルギーが高まりすぎると、要するにこれ電圧が高まりすぎると、空気を通さない、通せんぼしているはずの空気がぶっ壊れちゃう。
なるほどね。じゃあ本来は空気があるから雷が雲も地面も電荷がプラスとマイナスが溜まったとしても落ちないんだけど、ある状況下においてはバリバリバリって電気を通すようになるってことだね。
エネルギーが高まりすぎると、それまで絶対電気通さんってしていた空気が電気通しますって一気に変わっちゃうんだよね。
すごいな、なんかあれだね、政治の話聞いてるみたい。
そうだね。
革命の話聞いてるみたいだね。
もう本当に爆発みたいな感じなんだと思う。
限界って感じなんだろうね。
そう、限界になった先で一気に電気が通ってしまいます。これが絶縁破壊っていう現象なんだけど、面白いよね。
雷関係の勉強しているとなんかかっこいいワードが多い。
かっこいいね、必殺技みたいだわ。絶縁破壊。
絶縁破壊っていうものが起こります。絶縁破壊が起こると、それまで電気を通さなかった空気が電気を通す性質に変わってしまう。
この変わった状態のことをプラズマと言います。
もう一回言って。
この電気を通さない状態だった空気。
普通の空気ね。
普通の空気が電気を通す状態に変わってしまったもの、絶縁破壊によって。これをプラズマと呼ぶ。
プラズマもよく分かってないわ。
僕が完全に空気清浄機のイメージだもん。
プラズマクラスター。
あれでも多分プラズマの意味違うよね。
多分似たようなニュアンスのものを使ってるんだと思う。
なるほど。
けれども、みんなが何となく使ったり何となく聞いたことがあるプラズマはこれのことなんです。
面白いね。僕プラズマ多分適当に使ってたわ。
僕も適当に使ってた。
中学校の時、肺炎になったやつがいたの。
肺炎?
マイコプラズマ肺炎みたいな。
俺もなったことあるわ。
雷やんって言ってた。
あれも何でプラズマなのか分かんないけど。
分かんないよね。ちょっと調べてほしいですね。聞いた人。
そうだね。
結構共感する人多いんじゃないかな。プラズマって多分何となく使ってるよね。
そう。何となく清潔とか、何となくかっこいいみたいなイメージを持ってる人がすごくいっぱいいると思うんだけど、これがプラズマなんです。
なるほど。本来は電気を通さないはずの空気が電気を通すようになる状態のことをプラズマと呼ぶんですね。
プラズマと呼ぶ。
勉強になるわ。
個体、気体、液体って3つの性質で分かれるって言うじゃん。物質って。
その中でも気体がプラズマに変わることで性質がガラッと変わってしまうので、このプラズマは第4の性質と呼ばれることもあったりするみたいだね。
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物質の3状態、液体、個体、プラスで気体がプラズマ化されると新しい性質を持つから、4状態。
これにプラズマというものも加えて4状態にしてもいいんじゃないかっていう話もあったりするぐらい。
面白いですね。
まるっきり別の物質になってしまう。
はいはいはい。
これが雷が落ちる瞬間に起きること。
なるほどね。
このプラズマができるおかげで電気が通れるようになるんだよね。
それまで電気が通れなかった空気の中。
ちょっと庭の見え方変わってきたわ。
空気の見え方が変わってくる。面白いですね。
これね、僕らの周りを閉めている空気は基本的に電気を帯びてないんです。
だってプラズマじゃないからね。
電気を帯びてないんじゃなくて電気を通さないんですよ。
なんだけど遠くを見ていて雷がバーンってこれから落ちる瞬間を見るとするじゃないですか。
そこプラズマが発したんだなって。
絶縁破壊だ。
絶縁破壊が起こってプラズマが落ちたんだなっていうことが見えるようになってくる。
そしてさっき僕が雲の中は上からプラスの電気、マイナスの電気、
それからちょっとだけのプラスの電気っていう3層構造になっているよっていう話をしたけれども
皆さん次の夏、大きい入道雲、石欄雲を見てみてください。
そしたら上の方からそういう状態が存在を間違いなくしているので
あの辺マイナスの電気やなとかわかるようになってくる。
なるほどね。
あと世界で一番雷が落ちるベネゼーラのあそこは
マカライボコね。
マカライボコは絶縁破壊がめっちゃ起きて空気がプラズマ化されてるんだ。
そうそうそうそう。
面白いね。
ものすごくプラズマ化されている。
研究したくなってきた。
そうだよね。
面白いわ。
ちなみに雷が実際落ちる瞬間にも第一回で喋ったように窒素がイオン化して
窒素の分子がバラバラになってしまうっていう現象も起きるし
この瞬間酸素もバラバラになって結合する現象が起きて
雷が落ちた瞬間にオゾンができたりするらしいです。微量の。
っていう感じなんだよね。
オゾンができるんだね。
雷を通して。
すごいな。
雷について喋ろうとするとあまりに多くのことが起きすぎるから
これでも結構端折っている方ではあるんだけれども
まず皆さんに覚えてもらって楽しんでいただきたいのは
雲の中のマイナスの電気と地面のプラスの電気が
ものすごい量になっていった先に絶縁破壊が起きて
電気を通さないはずだった空気がいきなり電気を通すプラズマの状態になり
そのプラズマが雲と地面の間をつないだ瞬間一気に電気が流れる。
これが雷っていうことなんだよね。
これだけ覚えてもらえたら
次の季節雷を見る目が変わってくるんじゃないかなって思います。
完璧じゃない?
これ面白かったんだよね。
日本一今雷を多分大事なとこだけ説明してるわ。
ああよかったよかった。
そこやっぱ説明するのがすごく難しい現象だから。
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難しいよね難しい。
でも習わないもんね理科とかでもねここまでね。
一応僕も大学受験の時に地学選択だったんだよね。
地学でやるんだ。
そう地学選択だったんだけど
雲の動きの話とかはいろいろやったんだよ。
宇宙の話もするし。
なんだけど雷についてはここまで情報は全然なかった。
すごいね国があれじゃない?
もうちょい雷の教育した方がいいんじゃないかとすら
そうだよね。
思うぐらい初めて見る知識が多すぎたね。
面白いね。
雷作り出そうみたいなやつ出てくるかもしれないからね。
そうだね。
それで国がもう個人が雷兵器を所有してしまうことになるから。
と思うじゃないですか。
マジ作れんの?
人工の雷を落とす装置があるんですよ。
もうあるんだ。
そう。
めっちゃそれ兵器じゃない?
これね。
人工兵器じゃん。
そこまでの使い方はできなくて。
何に使うの逆に?
これは。
そう実験。
まず機械が雷に打たれた時に壊れないかの耐久テスト。
なるほどなるほど。
例えば風力発電とかあるじゃん。
落ちそうだもんね。高いしね。
あの風力発電に雷が落ちた時に壊れないかを試かめるため
雷をわざと部品に落とす実験というのをやったりするんです。
あとは雷のメカニズムを詳しく調べるために
周りにセンサーをたくさん並べて
その真ん中に雷が落ちるようにする
っていうこともあったりする。
雷研究のためにわざと落とす。
なるほどね。
ちょっとそれについても今しゃべってしまうと
これやり方が基本的に2つ原理的にはあるんだけれど
使われている実用化されているのは1つだけ。
やり方1つだけで
これあのロケットを飛ばすんだよね。
何の話?少年の夢?
上松さんの話してる?
びっくりするでしょ。
これね、雷を地面の狙った場所に落とすために
小型ロケットを飛ばすんだよね。
小っちゃいね。
小っちゃい。小っちゃいロケットを飛ばします。
雷雲に向かって。
はいはい。
ボーンって。
で、そのロケットの先っぽには
飛雷神みたいな鉄の金属製の棒を固定して
くぐりつけてあるんだよね。
で、雷雲はさっき言ったように
下の方がマイナスの電気を帯びているんだけれど
そのロケットの先っぽがプラスの電気を帯びるようになるんだよ。
おー。
するとプラスとマイナスの引っ張り合いが限界を超えて
絶縁破壊が起こり
ロケットの先っぽと雷雲がプラズマで結ばれて
なるほどね。
電気が流れる。
あーじゃあ人工的に状況を作るってことだね。
そう。そしてそのロケットには
ロケットの下の方と地面を結ぶ細いワイヤーをくぐりつけてあるんだよね。
絶対そこを通して落ちてくるんだ。
そういうことそういうこと。
電気を通しやすいワイヤーをくぐりつけて
ロケットを飛ばすことで
誘導してるんだね。
誘導する。
こうすることでめっちゃまっすぐな雷が地面に向かって落ちてくるんだよね。
かっけー。
すごいよ。写真とかあるけど。
21:01
かっこいいね。
雷を捕捉しておくと雷雲を作るところまではまだ人間いけないです。
あーそうかそうか。
あれはやっぱりものすごくスケールの大きい話なので。
そうだよね。上昇気流の75メートルやらないといけないからね。
そう。時速75キロで上に上がっていく空気の流れを作らなきゃいけないので
ちょっとそれを作るのは今のところまだ難しい。
はい。
ちなみにその上昇気流がなんでできるかなんだけれど
これまた意外だったんだけどさ
雷が落ちる地域
人工衛星で雷は今どこに落ちているのかをチェックすることができるんだけど
80%くらいが陸地なんです。
海の上で雷は基本的に落ちることがあんまりない。
あーそうなんだ。
それは陸の方が太陽で温められて空気が上っていって雲ができやすいからってことかな?
そういうことそういうこと。
海と比べたときに地面って温まりやすいんだよね。太陽の光によって。
なので一気に上に上がっていくことができてこれがだんだん上昇気流に至っていくっていう
そういうギミックがそういう仕組みがあったりするんだよね。
なので地面の方が雷が落ちやすいですよっていうそういう状況なんです。
あと関わりが深いのは地形。
落ちやすい地形があるっていうこと?
というよりも雷雲ができやすい地形っていうものがあるんだよね。
例えば海から風がファーってやってきて
それが山にぶつかったら強制的に上に上がっていくじゃん。
それが上昇気流になって雷雲ができていく。
さっきの世界で一番雷が落ちる場所として挙げたマカライボコは
周りが山に囲まれていて
一箇所だけが海の方向を向いていて
その海から温かく湿った風がどんどん流れてきて山を駆け上っていく。
その中で雲ができて雷がたくさん落ちるっていう。
なるほどね。
そういう地形が絡んでいたりするわけだね。
面白いね。
ここまで原子の話からプラズマの話から水から地形の話まで色々してきて。
面白い。でもそれすごい地面の中の子たちにも影響を及ぼすだろうね。
そうそう。
キノコとかね。
そうだね。その話も後々出てくるので。
楽しみ。
次回に続いてまいります。
ありがとうございます。
