人類は常に雷の力と美しさに畏敬の念を抱いてきました。温暖化が進む世界では、それに対する経験と理解はどのように変化するのでしょうか?
オーストラリア北部のカカドゥ国立公園にある岩の避難所には、ビニンジの人々がナマルコンと呼ぶ存在の像があります。彼の肉は漂白され、その下の骨が露出し、頭、肘、膝に石斧を装着し、足首から頭上に走る巨大な稲妻の帯を振り回します。
ビニンジの夢の物語によると、アラフラ海からアーネムランドの断崖までのナマルコンの旅は、風景の形成に貢献しました。そして、雨季や雨季に大地を弧を描いて轟かせる大嵐の中で、石の斧で雲を切り裂き、雷鳴と稲妻を生み出し、命を与える雨を降らせるのはナマルコンです。
世界中で毎秒平均 60 回の稲妻が発生し、中には 800 km 以上に及ぶものもあります。各フラッシュは最大 7 ギガジュールのエネルギーを放出でき、これは TNT 1.67 トンに相当し、周囲の空気を太陽の表面の 5 倍の温度である約 30,000℃まで短時間加熱します。この絶え間ないエネルギーの放出は、地球の電場と電離層を制御する上で重要な役割を果たします。大気中の窒素分子を分解して植物が利用できるようにすることで窒素サイクルを促進し、オゾンの生成を助け、メタンなどの温室効果ガスの分解を助けます。そしてそれは、地球上の森林、サバンナ、草原の生態系を形作る火災のサイクルを支えています。ナマルコンの物語が捉えているように、雷は地球上の生命にとって不可欠な部分です。
しかし、地球が加熱するにつれて、これらのシステムにおける雷の役割だけでなく、雷自体も変化している可能性があります。そして、その結果は深刻になる可能性があります。 7月にはカナダと米国北西部で4万8000発以上の落雷により大規模な山火事が発生し、家屋が破壊され、北米中の都市に煙が立ち込めた。昨年夏のイギリスの熱波では、1日に3万件近くの落雷がイングランド南東部を襲いました。
すでに世界中で毎年約25万人が落雷に遭い、その結果約24,000人が死亡しています。オーストラリアだけでも、落雷により年間 5 ～ 10 人が死亡、約 100 人が負傷しています。
目に見えない流体と宇宙線
雷の恐ろしい力は、世界中の人間文化の奥深くに刻まれています。しばしばそれは一種の二面性を表現し、美と恐怖を思い起こさせます。最古の詩人として知られる女司祭エンヘドゥアンナは、古代メソポタミア、マヤ、アステカの文化における嵐と農業の両方を領域とする神々に対して、自分の女神を「稲妻のような視線」を持っていると表現しました。
多くの場合、稲妻を操る者は人類の守護者です。古代インドのリグ・ヴェーダでは、インドラは邪悪な蛇ヴリトラを雷撃で殺し、雨と川を解放しますが、北欧の雷神トールは人間の守護者でした。そして、太平洋北西部、五大湖、大平原の多くのネイティブ アメリカン文化には、人類を守るサンダーバードとして知られる強力な存在が組み込まれています。
作家や哲学者は 2,000 年以上にわたって雷の物理的な説明を求めてきましたが、静電気の放電と雷の関係をアメリカの博学者ベンジャミン フランクリンが証明したのは 18 世紀になってからでした。フランクリンは、電気は物体から物体へと伝わるか、水蒸気などの物質の中に保持される目に見えない流体であると理論づけました。
科学者はもはや目に見えない流体について話していません。代わりに、雷は、暖かく湿気を含んだ空気が嵐雲の冷たい上層部に上昇するときに発生すると理解されています。温度が下がると、水蒸気が凝縮して小さな氷の結晶が形成されます。これらはグラウペルと呼ばれる軟氷の粒子と衝突し、氷の結晶からグラウペルに電子を渡します。プラスに帯電した、より小さくて軽い氷の結晶が雲の上流に上昇し始める一方、より重く、マイナスに帯電した砂利は沈みます。それらが互いに遠ざかるにつれて、結果として生じる電界はより強くなり、最終的には、突然のエネルギーの放出によって 2 つの間の差が中和されます。私たちが稲妻として見ているのはこの放電です。
しかし、正確に何が放電を引き起こすのかという問題はまだ完全には理解されていません。これは、このプロセスによって生成される電場の強さが、スパークを生成するのに必要な電場の約 10 分の 1 しかないためです。最近の研究では、火花を与えるのは宇宙線であることが示唆されていますが、他の研究では、イオン化した空気の「ストリーマー」が暴走して蓄積することを指摘しています。
これらの放電の 80% 以上は陸上で発生し、雷の分布は季節によって変化しますが、中央アフリカ、南アメリカの一部、およびヒマラヤに集中しています。世界で最も雷が発生しやすい場所はベネズエラにある、カタトゥンボ（バーリ族の言葉で「雷の家」）として知られる地域で、マラカイボ湖から吹き込む水を含んだ暖かい空気がアンデス山脈の高い尾根と衝突し、年間140～160晩雷雨を引き起こすことがある。対照的に、極地では雷が発生することは非常にまれです。
しかし、雷の大部分は陸上で発生しますが、海洋の特に嵐が起こりやすい地域では、はるかに高い密度の閃光が発生することがあります。1998 年にインド洋で起こったある嵐では、雷が 1 秒間に 8 回点滅し、その頻度は人間の目には空が永久に照らされているように見えるほどでした。そして、人間の活動が天気を形作る力の証拠として、海上の嵐は航路上でもさらに強まります。船舶の排気ガス中に放出されるエアロゾル粒子は、雲の形成プロセスを変化させているようです。
嵐のない稲妻
気候危機により大気の温度が上昇するにつれ、雷雨の活動が増加すると考えるのが合理的と思われます。大気がより暖かくなると、より多くの水蒸気が保持され、追加の熱がより多くのエネルギーを提供して雷雲内で深い対流を引き起こします。しかし、現実はこれが示すよりも複雑です。
現在ピアレビュー中の雷研究の最近のレビューでは、地球温暖化度ごとに雷が 11% 減少から 44% 増加するという予測があり、すべての予測の平均増加率は 1 度あたり 7.5% であることがわかりました。熱帯地域がどのような影響を受けるかについてはかなりの不確実性があるにもかかわらず、高緯度地域で雷が増加するという点では大筋で一致していることも判明した。
アンドリュー・ダウディは、メルボルン大学地理学・地球・大気科学部の気候科学の准教授であり、オーストラリアを代表する雷専門家の一人です。同氏は、「温暖な世界では、雷雨や稲妻が発生しやすい条件の一部が強化される可能性があることは明らか」だが、雷が気候変動によってどのような影響を受けるかを理解することに関しては、依然として「大きな不確実性」が存在する、と述べている。
これらの不確実性の中には、雷を引き起こす微細なプロセスをモデル化することの難しさに関係するものや、雷に関する高品質の長期データが相対的に不足していることに関係するものもあります。 1990 年代に宇宙から雷を測定できる衛星が打ち上げられるまでは、地上の観測と地域レーダーに頼る必要がありました。それにもかかわらず、サイクロンと前線に関する記録を雷雨データと組み合わせることで、ダウディらはそのような現象の頻度を 1979 年にまで遡ることができました。これにより、南半球におけるサイクロン活動の極方向への変化と並行して、大陸の東海岸に沿ってそのような現象が増加していることが明らかになりました。
ダウディ氏による別の調査では、オーストラリア東部と南東部で雷雨の活動が増加している一方、他の地域、特に熱帯北部では減少が見られていることが判明した。
しかし、雷は嵐がなくても発生する可能性があります。
つい先週、オーストラリアの気候変動緊急指導者会議が発表した報告書は、乾雷（雨を伴わずに地面に落ちる雷）によって引き起こされる火災の数が増加していると警告した。擁護団体は、オーストラリア南東部の森林では、2000年から2016年にかけて、過去20年間に比べて50％多い空雷が記録され、これが「火災状況の段階的な変化」を引き起こしていると指摘した。
「雷は自然な火災の発火源です」とダウディ氏は述べ、「落雷による火災は、人間が点火する火災に比べて、平均して広い範囲を焼く傾向があります。それは、雷は対応隊員が到達するのが難しい遠隔地で発生する可能性があるためですが、大規模な集団で発生することもあります。」と述べています。
しかし、乾いた稲妻の増加と火災との関係は単純ではありません。タスマニアでは、1990年代以降、空雷現象によって引き起こされた火災の数が大幅に増加しています。 2025年にタスマニアの人里離れた北西部を壊滅させた山火事は、24時間以内に1,200回以上の落雷を伴う大規模な雷雨によって引き起こされました。しかし、火災を引き起こしたのは稲妻でしたが、この地形は異常な乾燥状態、強風、高温の組み合わせによってすでに燃え始めていました。これらの要因が重なり、地球の温暖化に伴って急速に激化しています。
「温暖な世界では、多くの場所で火災の危険な状況が発生することは明らかです」とダウディ氏は言う。
同様のメカニズムは世界の他の場所でも働いており、おそらく米国で最も顕著に表れている。米国では、2020年に北カリフォルニアで4,000平方キロメートル以上を焼いたオーガスト・コンプレックス火災のような巨大火災を引き起こすために、乾いた稲妻とますます危険な火災状況が組み合わさっている。
火の雲の中の稲妻
しかし、より激しい火災により、別の形態の雷が増加しています。
火災が十分に激しくなると、火災が放出する熱と湿気が結合して火積乱雲 (pyroCb) として知られる巨大な入道雲を形成するため、火災自体が天候を作り出し始めることがあります。火災の強烈な熱によってターボチャージされたこれらの恐ろしい地層は、通常の嵐雲よりもはるかに高く到達し、成層圏まで沸騰することが多く、巨大な渦を形成し、火災によって放出された水分を時速 200 km を超える速度で大気の上流まで吸い上げます。そこでは、これらの巨大な構造物の渦巻く暗闇の中で、この湿気が凍り、衝突し、稲妻を引き起こします。
最近までpyroCb嵐は比較的珍しいものでしたが、過去10年でオーストラリアだけでなく米国、カナダ、ロシア、そして最近ではヨーロッパでも頻繁に発生するようになり、今年7月と8月にフランスを壊滅させた山火事の際にもその嵐が報告されました。
ジェイソン・エヴァンスは、ニューサウスウェールズ大学の気候変動研究センターの教授です。彼は、オーストラリアでの pyroCB イベントの数が「大幅に増加」したと述べています。 2019年から2020年の夏の黒い火災では、それまでの40年間を合わせた数とほぼ同じ数が記録されたと彼は指摘する。
PyroCb は、地球のますます狂い続ける火災サイクルの症状であるだけでなく、落雷や強風によって運ばれた残り火が新たな火災を引き起こす際に、フィードバック ループを生み出し、火災を拡大、激化させます。このプロセスは非常に広範囲に及ぶ可能性があります。2009 年のオーストラリアのブラックサタデー火災では、高さ 15 キロメートルの pyroCb からの発熱性雷が、火災前線の 100 キロメートル前方で新たな火災を引き起こしました。
エヴァンス氏は、一度pyroCbが「飛び出す」と、「封じ込めることはできない。私たちにはまったく制御できない。私たちにできることは、邪魔にならないようにすることだけだ。消防用の航空機が水をかけようと近づくには危険すぎる」と語る。
pyroCbs の光景は、人間の活動が地球をどのように変えているかを示すもう 1 つの例にすぎません。かつて私たちは稲妻に翻弄されていましたが、今では稲妻の創造に貢献しています。これが私たちと私たちの世界にとって何を意味するかはまだ不明です。というのは、ビニンジ族やその他の人々の物語が私たちに思い出させるように、稲妻は常に不安な二面性を体現しているからです。美しく恐ろしいものであると同時に、恐れられると同時に高揚するものでもあり、命を与えるものであると同時に破壊者でもあります。
