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雷は巨大なエネルギーを持つ自然現象であり、時に人命や社会インフラへの脅威となる。特に高度に電子化された現代社会において、落雷に伴う過渡的な異常電圧「雷サージ」は、電子機器の故障や劣化を引き起こす重大なリスク要因である。今回は、雷が発生する気象学的な原理やその種類について解説するとともに、電子機器に甚大な被害をもたらす雷サージの侵入経路や破壊モード、そして機器を守るための具体的な保護対策について解説します。
1. 雷の種類
雷は自然現象で、雲と雲の間、または雲と地表面との間に生じる放電現象である。この放電が雲と地表面で生じるのが、落雷であり、一般家庭で使用する電圧の数百万倍のエネルギー(約1億ボルト)が放出される。雷は雲の中で発生するもので、暖められた水蒸気が上昇気流となり大気層の上方で冷たい空気に侵入すると、水や氷の粒ができ、この粒同士が集まり、こすれ合うことで静電気が発生する。粒の小さい正の電荷は上へ、大きな負の電荷は雲の下へ移動し、雲の下部に集まった負電荷が地面の正電荷へ放電すると落雷が発生する。上昇気流の発生原因により、図1に示すような種類がある。
- 熱雷：太陽の強い日射によって地面近くの空気が熱せられ、上昇気流が発生することのより、大気が不安定になり雷雲が発生する。夏の夕立など、代表的な雷である。
- 界雷：温暖な気団と寒冷の気団が接する所で寒冷前線や温暖前線が発生する。この前線付近で、寒気が暖気を押し上げ、暖気が寒気の斜面に沿って上昇することで、雷雲が発生する。季節の変わり目や、冬の日本海側で多発する雷である。
- 渦雷：発達した低気圧や台風の中心付近などで、寒気と暖気が衝突する近傍で周囲から、激しく吹き込む気流の大渦巻きで発生する雷である。
図1. 雷の種...
