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01雷発生のメカニズム
積乱雲の中で何が起きているのか。①雷は積乱雲の中で電気がたまって起こる。②氷粒やあられの衝突で電荷が分かれる。③電場が強くなると放電が始まる。④放電で光と音が発生する。このスライドでは、雲の発達から放電・雷鳴までを順番に見ていきます。雷は、雲の中の電気のやり取りによって起こります。
02①積乱雲ができる
夏の強い日差しなどで地表付近の空気が暖まる。暖かい空気は軽くなり上昇する。上空で冷えて水蒸気が水滴や氷になる。強い上昇気流で積乱雲が大きく成長する。地表のあたたかく湿った空気が上昇気流をつくり、上空で冷えて水滴になることで積乱雲が発達する。雷は、こうした発達した積乱雲の中で起こりやすい。
03②雲の中で電気が分かれる
電荷の受け渡し（ぶつかりのしくみ）：氷晶は＋になりやすく、あられは−になりやすい。雲の中では氷の粒どうしが激しくぶつかる。ぶつかったときに電荷の受け渡しが起こる。軽い氷晶は上へ運ばれやすく、重いあられは下に集まりやすい。この「電荷の分離」が雷の出発点。上昇気流（暖かく軽い空気が上に向かって流れる）と下降気流（冷たく重い空気が下に向かって流れる）が電荷の偏りを生み出す。
04③雲の中に電荷がたまる
雲の上部には＋、下部には−が集まりやすい。雲の下の地面には反対の＋電荷が誘導されて集まる。雲と地面の間で電場が強くなる。電荷がたまるほど放電しやすくなる。電場とは電気の力がはたらく空間のこと。＋の電荷が多い領域（雲の上部）と−の電荷が多い領域（雲の下部）の間に強い電場が形成される。
05④電場が限界をこえる
ふつう空気は電気を通しにくい（絶縁体）。しかし電場が非常に強くなると空気が電離する。電離とは空気の分子が＋イオンと電子（−）に分かれること。すると空気中に電気の通り道ができる。ここから本格的な放電が始まる。空気の「絶縁破壊」が雷の直前の状態で、強い電場があると絶縁が破れる。
06⑤先に見えにくい放電が下りる
雲から地面へ向かって弱い放電が進む。これを「先駆放電（ステップト・リーダー）」と呼ぶ。一気ではなく段階的・階段状に進む。地面へ向かって枝分かれしながら進行する。人の目では見えにくいが、雷の本体の前ぶれとなる重要なプロセス。この時点ではまだ最も明るい雷光ではない。
07⑥地上からも放電が立ち上がる
地上側でも上向きの放電（ストリーマ）が生じる。木や建物、避雷針の先から出やすく、高い場所ほど起こりやすい。雲からの放電（ステップドリーダー）と地上からの放電（ストリーマ）が互いに近づく。両者がつながると大電流が流れる。高い物体に雷が落ちやすいのはこのため。雷は、雲と地上の間で放電がつながることで発生する。
08⑦明るい雷光は「戻り放電」
先駆放電でつくられた通り道を、今度は大電流が下から上へ向かって流れる（戻り放電）。この強い放電が、私たちが見る明るい雷光の正体。電流で空気は一瞬で超高温になる。1回の雷で複数回の放電が同じ道を繰り返して起こることもある。豆知識：雷の通り道の空気は数万℃に達するとされる。
09⑧雷鳴はどうして起こる？
放電で空気が一瞬で非常に高温になる。熱せられた空気が急激に膨張する。その衝撃波（急膨張）で音波が生まれ、雷鳴になる。光が先、音があとに聞こえるのは光と音の速さの違いによる（光はすぐ届くが、音は遅れて届く）。豆知識：雷光を見てから音が聞こえるまでの秒数で距離を見積もれる。1秒 ≒ 約340m（音の速さ 約340m/s）。
10まとめ：雷はこうして発生する
①暖かい空気が上昇（地表が暖められ暖かく湿った空気が上昇する）→ ②積乱雲が発達（上昇した空気が冷やされ積乱雲が大きく成長する）→ ③氷粒の衝突で電荷分離（水粒やあられが衝突・摩擦し正・負電荷に分かれる）→ ④電場が強まる（雲内や雲と地上の間に電荷がたまり電場が強くなる）→ ⑤放電がつながる（電場が限界に達し空気の絶縁が破れて放電がつながる）→ ⑥雷光と雷鳴が発生（強い光が雷光となり空気の急膨張が雷鳴として聞こえる）。ポイント：雷の原因は雲の中の電荷の分離、空気の絶縁破壊で放電が始まり、見える強い光は戻り放電、音は急激な加熱と膨張で生じる。安全のために：雷注意報や空模様に注意し、屋外では高い物の近くを避け、安全な建物や車の中へ避難する。