なぜ雷鳴より先に稲妻が見えるのか？

一つの稲妻、二人の使者

光：宇宙最速の走者

稲妻が走ると、あらゆる方向に光を放ちます。この光は秒速約30万キロメートルで進みます。これはあまりに速く、1秒で地球をほぼ7.5周できるほどです！

数キロメートル先の雷雨の場合、光は約10万分の1秒で届きます。脳が気づく暇もありません。あなたにとって、稲妻は発生したまさにその瞬間に見えるのです。

音：はるかに遅い旅人

雷鳴は音です。そして音は光のようには進みません。音が進むには空気が必要です。空気の小さな粒子が互いを押し合い、まるで人々が連鎖してメッセージを伝えるかのようです。

空気中では、音は秒速約340メートルで進みます。これでも十分速い（時速1,200キロ以上、TGVよりずっと速い！）のですが、光より約100万倍遅いのです。

注：
音の速さは空気の温度に少し影響されます。暖かいときは少し速く、寒いときは少し遅くなります。20°Cでは、約秒速343メートルです。

雷鳴はどのように生まれるのか？

空の火の道

稲妻は巨大な電気の火花です。雷雲の中では、小さな氷の粒や水滴がこすれ合い、衝突し、雲が電気を帯びます。電荷が強くなりすぎると、電気は逃げ道を探します。空気中に道を切り開き、別の雲や地面へと向かいます。

その通り道では、空気は約3万°Cにまで熱せられます。これは太陽の表面温度のほぼ5倍です！

空気の爆発

空気がそれほど速く、それほど強く熱せられると、風船が破裂するように一気に膨張します。この急激な膨張が周囲の空気を押し、衝撃波を生み出します。それがやがて音波となり、雷鳴となります。

なぜ雷鳴は一つの「バン」ではなく「ゴロゴロ」と鳴るのか？

稲妻は数キロメートルの長さになることがあります。通り道の各部分がそれぞれ音を出しますが、それらの部分はあなたからの距離が同じではありません。最も近い部分の音が最初に届き、次により遠い部分の音が届きます。また、丘や建物、雲に反響します（これがエコーです）。その結果、一つの「バン」ではなく、長いゴロゴロという音が聞こえるのです。

競争：光対音

あなたから3キロメートル離れた地面に稲妻が落ちたとしましょう。何が起こるでしょうか。

稲妻と雷鳴の間には、9まで数える時間があります。雷雨がもっと遠ければ、もっと長く数えることになります！

やってみよう：雷雨の距離を計算する

秒の方法

音は約1キロメートルを3秒で進みます。ですから、このレシピで雷雨の距離を推測できます。

1. 稲妻が見えたら、秒を数え始めます。「いち、に、さん…」（正しい速さで数えるには「ワニいち、ワニに…」でもよいでしょう）。
2. 雷鳴が聞こえたら数えるのをやめます。
3. 秒数を3で割ります。それがキロメートル単位の距離です。

雷雨が近づいている場合は？

稲妻と雷鳴の間の時間がどんどん短くなれば、雷雨は近づいています。どんどん長くなれば、遠ざかっています。

注：
雷鳴が稲妻の後30秒以内に来る場合、雷雨は10キロメートル以内にあります。家や車に避難する時です。孤立した木の下には決して入らないでください。その後、最後の雷鳴から約30分待ってから外に出ましょう。これが「30-30ルール」です。

なぜ稲妻が見えても何も聞こえないことがあるのか？

音は進むにつれて弱まり、空気や地形、温度の異なる空気の層によって曲げられます。一般に、雷雨が15〜20キロメートル以上離れると雷鳴は聞こえなくなります。しかし、稲妻の光はずっと遠くからでも見えます。特に夜はそうです。これは時々「熱雷」と呼ばれます。遠くの雷雨の光が見えるが、音は聞こえないものです。

日常生活の中の同じ競争

光と音のこの違いは至る所で見られます。

• 花火：まず色とりどりの爆発が見え、それから「ドン」という音が聞こえます。
• 遠くの木こり：斧が木に当たるのが見え、それから「コツ」という音が後から届きます。
• サッカースタジアム：遠いスタンドからは、選手がボールを蹴るのを見てから、蹴る音が聞こえます。
• 太陽：その光は私たちに届くまでに約8分20秒かかります。あなたは8分以上前の太陽の姿を見ているのです！