雷雨の時は携帯電話が使えない？もう噂に騙されないでください！

制作：中国科学普及協会

制作：ダックサイエンス

制作者: 中国科学院コンピュータネットワーク情報センター

画面の前にいる家族や友人から次のようなアドバイスを受けたことはありませんか？

「雨が降って雷が鳴っているときは、携帯電話をいじらないでください。雷が引き寄せられてしまいます！」

いつから始まったのかは分かりませんが、雷が鳴っているときに携帯電話をいじらないことは、電化製品の電源を切る、避雷針から離れるなどと並んで、口コミで広まった「雨の日の常識」となっています。インターネットを見ていると、「雨の中で携帯電話をいじっていたら雷に打たれた」といったニュースをよく目にします。

画像出典: Veer Gallery

それで、雨の日でも携帯電話は使えるのでしょうか？いわゆる「雨の日の常識」は信頼できるのでしょうか？今日は皆さんを案内して見学していただきます。

雷が発生する仕組み

上記の質問に答えるには、まず雷の発生原理から始めなければなりません。

雷は、大気圏で非常によく見られる壮観な自然現象です。雷は発生する場所によって、「雲間雷」、「雲内雷」、「雲対天雷」、「雲対地雷」に分けられます。

画像出典：著者作成

通常、「雷に注意」と言う場合、実際には「対地雷」に注意という意味です。

対地雷は、雲の下面と地面の間に非常に大きな電位差が発生し、正に帯電した粒子と負に帯電した電子が短時間に高速で移動して電位のバランスをとることで発生します。

これらの荷電粒子の急速な運動により、短時間のうちに光と熱の形で大量のエネルギーが大気中に放出されます。そのため、雷は、多くの場合大量の熱を伴い、目もくらむほどの白い閃光のように見えます。

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雷は近くの空気を急速に摂氏30,000度まで加熱することがあります。雷が鳴った後、空気は急速に冷えます。この短時間の空気量の変化によってソニックブームが発生し、それが私たちが聞く雷の音になります。

では、雲の下や地面の表面に大きな電圧が発生する原因は何でしょうか?雷の帯電メカニズムは多種多様ですが、一般的には次の 5 つが挙げられます。

誘導帯電I: 分極した降水粒子が大気イオンを捕獲する

誘導充電II：雲粒子が分極した降水イオンと衝突し、跳ね返って電荷を獲得する

温度差帯電：雹が氷結晶と衝突すると摩擦帯電が起こる

断片化帯電: 雷雲の底にある大きな水滴が上昇気流の作用により、異なる電荷を持つ小さな水滴に分裂します。

対流帯電：雲の真ん中の上昇気流がイオンを動かす

今年の初冬に一部地域で発生した「雷雪」現象は、温度差帯電の典型的な事例です。クラウドの電化は必ずしも単一のメカニズムの結果ではなく、複数の電化メカニズムの組み合わせの結果である可能性もあります。しかし、いずれにしても、雲の底と表面の間に大きな電圧差があることは必要条件です。

「携帯電話は雷を引き寄せる」という噂を覆す

雷がどのように発生するかがわかったところで、「携帯電話は雷を引き寄せる」という噂について考えてみましょう。私たちが使用している携帯電話、内部のチップや電子部品はすべて微弱な電気を使用しており、電流の強さは雷の10万分の1以下であり、雷が発生するために必要な電圧を絶対に満たしていません。したがって、この噂は間違いなく間違っています。

携帯電話の通話によって発生する電磁波が空気の導電性を高めると主張する人もいますが、これも間違いです。

携帯電話は小さな内蔵バッテリーのみで駆動するため、発生する電磁波は家庭用の懐中電灯ほど大きくないことが多いです。さらに、この電磁波の周波数とエネルギーは、「空気をイオン化して導電性にする」という効果を生み出すには低すぎます。

雨の日に携帯電話を持っていると、動く避雷針のように雷を引き寄せると言う人もいます。この発言も間違いです。その理由については、もう 1 つの知識ポイント、つまり最先端の効果が関係しています。

先端効果と避雷針

「先端効果」とは、同じ物体上で、先端の電荷密度が滑らかな部分の電荷密度よりも大きいことを意味します。そのため、先端部の電界強度が大きくなり、放電が発生しやすくなります。

雷が落ちる対象を例に挙げると、山の麓よりも山頂、道路よりも高いビル、草原よりも大きな木に落ちる可能性が高くなります。

現代の高層ビルにとって、先端効果は間違いなく脅威です。なぜなら、建物は地面の「先端」に相当し、雷雨の際には雷に打たれる可能性が高くなるからです。

雷の力を過小評価してはいけません。建物に直撃すると、最悪の場合、建物は停電やショートなどの被害を受ける可能性があり、最悪の場合、火災や爆発が発生する可能性があります。そこで、人々は避雷針を発明したのです。

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避雷針は実際には「避雷針」と呼ばれるべきもので、積極的に雷を引き寄せて地面に導きます。

超高層ビルは地面の先端なので、避雷針は建物の先端です。避雷針は先端効果を利用して積極的に雲の放電を引き寄せ、内部の線を通じて地面に電流を流すことで避雷効果を実現します。

画像提供：中国気象局気象宣伝科学センター

数年前の「ビッグブラザー」携帯電話には細くて長い通話アンテナが付いており、頭の上に置くと確かに先端効果が強まりました。しかし、現代の携帯電話はほとんどがフラットスクリーンであり、耳の近くに持った場合、チップ効果は強化されません。

したがって、「携帯電話を持つことは雷を引き寄せる避雷針に等しい」というのも間違いであると言えます。

携帯電話を持っていることと比べて、私たちが本当に注意しなければならないのは、人が荒野を歩くとき、携帯電話を持っているかどうかにかかわらず、地面の先端と同じであり、落雷を引き起こす可能性が高いということです。

インターネット上のニュースのほとんどでは、携帯電話をいじっているときに不幸にも雷に打たれた被害者は、携帯電話をいじったせいで被害を受けたのではなく、携帯電話をいじるために仮設住宅に隠れたり、高台に立って携帯電話をいじったり、木の下に立って携帯電話をいじったりするなど、意図しない誤った行動が原因でした。

そこで、安全意識を高め、科学的に雷を回避するために、雷雨に対する危険な習慣と正しい対策をいくつかまとめました。

1. 危険な行為:

木の下に隠れる: 木は鋭い先端のようなもので、雷に打たれやすいです。木の下にいる人々も影響を受けるでしょう。

丘の中腹、山頂、屋根の上などの高い場所に立つ

パビリオンや小屋などの単純な建物に隠れる：これらの単純な建物は雷によって簡単に破壊されます

水辺に行ったり、水辺で泳いだりする

画像出典：中国国家緊急放送

2. 正しい治療方法：

屋内にいるときは電気製品の電源を早めに切ってください

時間内に鉄筋コンクリート造りの頑丈な建物に避難しましょう

閉め切った車（ファラデーケージに相当）なら隠れることができますが、オープンカーのスポーツカーでは隠れることはできません。

電柱、街灯、大きな看板、信号塔などの高い建物から離れてください