打雷時，為什麼不能躲
在樹下？
下雨時，大家都會想躲到樹下。如果只是普通的雨，這樣做沒問題。但只要打雷，樹下就會變成最危險的地方之一。因為雷電打到樹上並不會就此結束，它還會橫向飛向旁邊的人。
夏天的傍晚，公園或運動場上。天空突然變暗，大顆的雨滴落下。遠方傳來隆隆的雷聲。周圍沒有建築物。
眼前站著一棵大樹。枝葉茂密，底下不會被雨淋到。誰都會想跑過去躲。事實上，很多人也真的這麼做。
然而，翻閱落雷造成死傷的紀錄會發現，「在樹下躲雨」這種情況一再出現。樹能擋雨，卻擋不住雷。甚至，它還會把雷吸引過來。
打在樹上的雷電，在沿樹幹往下的途中，會橫向飛向附近的人。這稱為側擊。即使雷沒有直接打在你身上，也會打到你。
在空曠的地方，樹是最高的突出物。雷會選擇最高的地方落下。站在樹下，就等於站在雷即將落下的位置正下方。
這兩個原因會同時發生。你走進了「因為高所以會被雷打」的地方，又靠近到「一旦被打就會被側擊波及」的距離。這就是樹下。
原因1：雷會找「近路」飛向目標
雷是天空與地面之間累積的電荷瞬間釋放的現象。電流會盡量走最容易通過的路徑。
樹幹其實沒有想像中那麼容易導電。即使表面潮濕，內部也只是含水的木質。相比之下，人體幾乎由水分和鹽分組成，比樹木更容易導電。
當沿樹幹下行的電流發現「這邊更好通過」時，就會跳過幾十公分到幾公尺的空氣，飛向人體。這就是側擊。即使雷沒打在自己身上，只要打在旁邊的樹上，結果也一樣。
避雷針之所以安全，是因為接下雷電之後，用粗大的金屬線確實地把電流導向地面。它的作用不是「不吸引雷」，而是「安全地導流」。
樹沒有這樣的導流路徑。它只負責把雷吸引過來，之後電流便隨意亂竄。於是就飛向了附近的人。
原因2：到達地面的電流依然危險
沿樹傳到地面的電流並不會就此消失，而是以落雷點為中心，向地面呈放射狀擴散。
這時，離落雷點愈近，電流愈強；愈遠則愈弱。也就是說，地面上不同位置的「電流強度」是有差異的。
假設你前後張開雙腳站立，前腳和後腳所在位置的地面電位不同。於是電流會依這個差距，從一隻腳流入身體，再從另一隻腳流出。這稱為步幅電壓。
牛馬等前後腳距離較大的動物，之所以容易因落雷而倒下，據說就是這個原因。人也一樣，只要雙腳併攏，兩腳間的電位差就會變小，流過身體的電流也會減少。
它會從樹飛向人，也會沿地面擴散過來。
那麼，該怎麼做？
- 聽到雷聲，就已經有危險能聽到雷聲的範圍內，隨時都可能被雷打中。沒有「還很遠所以沒關係」這種事。一聽到隆隆雷聲，就要立刻開始移動。
- 躲進建築物或車內鋼筋混凝土建築最安全，其次是汽車、公車或電車車廂內。即使是木造房屋，也比待在室外安全得多。在室內時，請稍微遠離牆壁、電器和水龍頭。
- 不要靠近高大的樹木、電線桿、鐵塔打雷期間請不要靠近這些物體。只有在真的完全無處可躲時，才退到離它幾公尺以上（愈遠愈好）的地方，蹲下並雙腳併攏。但這只是最後手段，並非安全的地方。請把它當作進入室內之前的臨時應對方式。
- 「穿雨鞋或雨衣就安全」── 錯誤。雷電的電壓足以輕易穿透數公分厚的橡膠。在數億伏特的電壓面前，橡膠根本起不了絕緣的作用。
- 「身上戴金屬容易被雷打中」── 錯誤。一般認為，飾品或雨傘骨架那種程度的金屬並不會改變落雷的地點。停下來摘掉金屬飾品所花的時間反而更危險。不過金屬確實會因高溫而造成燙傷。
- 「車內安全是因為橡膠輪胎」── 錯誤。真正的原因是金屬車身會把電流導向外側。所以敞篷車、機車、自行車都不安全。
- 「雷不會打在同一個地方兩次」── 錯誤。雷喜歡挑高處落下，所以條件好的地方會一再被打中。曾被打過的地方，反而更容易再次被打中。像東京晴空塔這類高大建築，每年都會反覆遭受落雷。
- 「只要離樹幹遠一點，待在樹下也沒關係」── 不夠充分。離得愈遠確實愈安全，但請直接避免選擇樹下這個地點本身。
觸碰被雷打中倒下的人不會讓觸碰的人感電。因為人體不會殘留電流。請不要猶豫，立即靠近救助。
- 立刻撥打119，告知對方是遭雷擊
- 如果沒有呼吸或反應，立即開始胸外按壓（心臟按摩）。若有AED請使用
- 據稱落雷造成心跳或呼吸停止時，只要處置得當，仍有機會獲救
- 但如果當地仍有危險，請先移動到安全的地方再進行。下一次雷擊可能打在同一個地方
用光和聲音，就能知道距離
- 看到閃電，立刻開始數秒數
- 聽到隆隆雷聲時，停止數數
- 數到的秒數 ÷ 3，就是大約的距離（公里）。3秒約1公里，9秒約3公里
光幾乎是瞬間到達，而聲音每秒只能傳播約340公尺。這個計算就是利用這個時間差。但請不要用它來判斷「距離遠就安全」。雷雲在數分鐘內就會移動，而且也可能打在離雲邊緣很遠的地方。這個計算的目的不是知道距離，而是知道雷電是否正在接近。如果秒數變短，請立刻進入室內。
總結
樹下之所以危險，並不是因為「不適合躲雨」。而是①周圍最高容易被雷選中、②落下的電流會飛向人體、③電流又沿地面進一步擴散，這三個因素同時在同一個地方發生。
聽到雷聲，就躲進建築物或車內，不要躲在樹下。
光是這樣做，就能防止大部分的事故。
閃電之所以不會直直落下，而是呈鋸齒狀彎曲，是因為電流是邊開路邊前進的。這也是為什麼無法事先預測落雷地點的原因。詳細說明請見「閃電為什麼不是直直落下，而是呈鋸齒狀彎曲？」。
想了解更多 ― 用語、公式與教科書的對應從國中理化到研究中的課題，皆標明屬於哪個程度
- 國中國中理化課程範圍
- 高中高中「物理基礎」課程範圍
- 高中＋高中「物理」，或教科書中屬於進階、補充專欄的內容
- 大學高中不會教、屬於大學專業科目（大氣電學、高電壓工程）的內容
- 研究中連大學也不會當作「定論」教的，目前研究人員仍在調查中的課題
國中用語：與雷電相關的詞彙
- 側擊雷：正文中「從樹飛向人」的現象。英文稱為 side flash。被認為是樹下發生事故的主要原因。
- 步幅電壓：沿地面擴散的電流，在兩腳之間產生的電壓差。英文稱為 step voltage。
- 直擊雷：直接打在人或物體上的雷。
- 保護範圍：在高大物體附近，相對不易遭受落雷的範圍。但前提是必須與該物體保持足夠距離，樹的正下方並不包含在內。
- 避雷針：用來接住雷電，並透過粗導線安全導向地面的設備。它不是防止雷擊，而是提供一條導電通路的裝置。
國中高中雷的本質是「規模非常大的靜電」
用墊板摩擦頭髮會讓頭髮豎起來，那種靜電和雷電是同一類現象。差別只在規模大小。順帶一提，即使是那種規模較小的靜電，在某些場合也會引起火災（參見加油時的靜電）。
雷雲中，上升氣流會讓冰粒和霰猛烈碰撞。這時粒子之間會發生電荷的交換，較輕的粒子被帶往上方，較重的粒子則往下沉積。結果，雲的上部和下部各自累積了不同的電荷。可以把墊板和頭髮的關係，想成在雲中發生的同樣現象。
累積的電荷一旦超過極限，就會強行穿過空氣，瞬間釋放。空氣原本不導電，但電壓一旦變得非常高，也會被擊穿而導電。這稱為絕緣崩潰。
高中用公式驗證：聽到雷聲時，已經在射程之內
面對雷電最有用的計算，就是自己判斷「現在有多近」。不需要時鐘，也不需要任何工具。
距離 ＝ 聲速 × 經過的時間
| 距離 | 到雷電發生處的距離［m］ |
| 聲速 | 約 340 m/s |
| 經過的時間 | 從看見閃光到聽見雷聲的秒數 |
光幾乎是瞬間到達，所以可以把看到閃光的瞬間，當作「雷電落下的瞬間」。接下來只要數出聲音延遲到達的秒數即可。
用「一、二、三」慢慢數，就能大致掌握秒數。這個算法完全不需要任何工具。這正是這個計算最重要的優點。
| 看到閃光到聽見雷聲 3 秒 | 340 × 3 ＝ 1020 m（約1公里） |
| 看到閃光到聽見雷聲 10 秒 | 340 × 10 ＝ 3400 m |
| 換算成公里 | 3400 ÷ 1000 ＝ 3.4 km |
| 看到閃光到聽見雷聲 30 秒 | 340 × 30 ＝ 10200 m（約10公里） |
大致記住「秒數 × 340公尺」，3秒約等於1公里就足夠了。
聽到「10秒，表示有3.4公里遠，還不用擔心」，這是很容易產生的想法。但這正是本文最想強調的錯誤觀念。
下一次落雷不一定打在和前一次相同的地方。雷雲的範圍可達數公里到十幾公里，雷可能打在這個範圍內的任何地方。現在雷打在3.4公里遠處，意味著自己已經身處那片雷雲底下，或是緊鄰雷雲。
| 聽到雷聲＝到雷電的距離 | 最多也只有 340 × 30 ＝ 10200 m 左右 |
| 雷雲可能引發落雷的範圍 | 一般認為約在10公里左右 |
| 由此可知 | 聽到雷聲 ＝ 已經在射程之內 |
這個計算的用途不是用來判斷「還有多少時間」，而是用來判斷「已經很危險了」。只要聽到雷聲，不論距離多遠，都要立刻進入建築物或車內。
此外，最後一次聽到雷聲後約30分鐘內最好不要外出，這是廣泛建議的做法。即使聲音停止，雷雲可能仍在頭頂上方。
了解規模之後，就能明白樹下為何危險。可用能量 ＝ 電壓 × 電流 × 時間來粗略估算。
| 電壓 | 約 1億 V ＝ 10⁸ V |
| 電流 | 約 3萬 A ＝ 3 × 10⁴ A |
| 持續時間 | 約 0.0001 秒 ＝ 10⁻⁴ 秒 |
| 相乘 | 10⁸ × 3 × 10⁴ × 10⁻⁴ ＝ 3 × 10⁸ J |
| 讓1公噸（1000 kg）水上升1℃所需熱量 | 4.2 × 1000000 ＝ 4200000 J |
| 能讓1公噸水上升多少℃ | 300000000 ÷ 4200000 ≒ 71 ℃ |
相當於能在萬分之一秒內，把1公噸水一次升溫71℃的熱量被釋放出來。如果打在樹上，樹幹內的水分會瞬間蒸發成蒸氣，使樹木本身裂開。
而電流在沿樹幹流向地面的途中，可能會飛向附近的人（側擊）。樹下不該只因為能避雨就被選為躲雷的地方。請先進入建築物或車內。如果做不到，下一節會說明應有的思考方式。
※ 電壓、電流、持續時間因每次落雷而有很大差異，這裡的數值只是用來掌握規模的代表性參考值。
高中用數字看雷電
| 電壓 | 約1億伏特（家用電壓為100 V） |
| 電流 | 約3萬安培（家用無熔絲開關約30 A） |
| 持續時間 | 約千分之一秒 |
| 放電路徑溫度 | 約3萬℃前後（約為太陽表面的5倍） |
| 聲音傳播速度 | 每秒約340公尺（光速約每秒30萬公里） |
※ 雷的規模每次差異很大，以上數值僅供參考。
雷鳴（隆隆聲）的成因也可以用這些數字來說明。放電路徑瞬間被加熱到3萬℃，周圍的空氣會爆炸性地膨脹。這股衝擊波傳播成聲音，就是雷鳴。之所以會拖得很長，是因為放電路徑可能延伸達數公里，近處與遠處的聲音到達的時間不同所致。
高中＋為什麼「橡膠擋不住」
絕緣體能否擋住電流，取決於它能承受多高的電壓。空氣在乾燥狀態下，大約每公分1萬伏特就會被擊穿而失去絕緣性（約3萬伏特/公分的參考值）。橡膠雖然強度較高，但差距並沒有想像中那麼大。
雷的電壓達1億伏特級。遠遠超過數公分厚雨鞋能承受的程度。對於已經穿透數公里空氣而來的電流來說，數公分的橡膠根本不算障礙。
另一方面，車內之所以安全，不是因為絕緣，而是因為被導體包圍。在金屬箱體內，電流會沿外側表面流動，幾乎不會影響內部。這種性質稱為靜電屏蔽，也就是著名的法拉第籠。橡膠輪胎與此無關。
大學用公式看步幅電壓
當電流 I 沿地面擴散時，距落雷點 r 處的電位，若以大地電阻率 ρ 表示，約可寫成 V(r) = ρI / (2πr)（假設呈半球狀均勻擴散）。
若兩腳位置分別為 r 與 r + d（d 為步幅），兩腳間的電位差即為 ΔV = ρI/(2π) × [1/r − 1/(r+d)]。由於此式呈 1/r 差的形式，落雷點愈近（r 愈小）時，ΔV 會急劇增大。縮小步幅 d，也就是雙腳併攏可以降低 ΔV，這就是此對策的理論依據。
這個概念已被納入輸配電設備、變電所接地設計中的「接觸電壓・步幅電壓容許值」規格，屬於電力工程、高電壓工程所涵蓋的內容。
研究中目前仍未解明的事
- 雷究竟為何會開始放電？這是大氣電學中著名的未解之謎。空氣要被擊穿，理論上每公尺需要約300萬伏特，但雷雲中實際測得的電場，卻比這個數值小了將近一個數量級。即便如此，放電依然會發生。有人提出宇宙射線可能是觸發機制（逃逸崩潰），但尚無定論。這是每天在全世界各地發生的現象，卻連起始機制都還沒確定。
- 落雷地點目前仍無法預測。雖然可以觀測雷雲的接近，但無法事先判斷下一次雷擊會落在哪個確切地點。因此安全對策不是靠「預測」，而是只能靠「遠離現場」。
- 蹲下姿勢的效果正在被重新檢視。過去曾普遍教導所謂的「雷電蹲」，但美國的氣象機構在2008年前後已將其從建議事項中移除。理由是「它並不能提供有意義的保護，反而會讓人誤以為安全」。在日本，目前仍將它列為最後手段之一，但更準確的理解是「這不是『做了就能保命的姿勢』，而是『在毫無其他辦法時，近乎權宜之計的措施』」。
- 球狀閃電的真相仍不明。世界各地都有雷雨時發光球體浮動的目擊報告，也有偶然拍到的觀測案例，但目前既無法重現，也無法解釋。
- 日本海側的冬季雷電在世界上也相當特殊。有時會觀測到放電能量比夏季雷更大的情況，加上對風力發電機造成的損害等問題，相關研究正在推進中。
換句話說，雷電雖然是日常生活中常見的現象，但至今仍處於研究最前線。請把本文的內容視為「目前已知的範圍」來閱讀。
與教科書的對應（依程度分類）
| 程度 | 科目・單元 | 本文對應段落 |
|---|---|---|
| 國中 | 理化・靜電與電流／聲音的性質／氣象 | 雷的本質、雷鳴與距離的計算、積雨雲 |
| 高中 | 物理基礎・電流與電壓／熱／波（聲速） | 電壓與電流的數值、雷鳴拖長的原因 |
| 高中＋ | 物理・電場與電位／靜電屏蔽（多數教科書列為進階內容） | 絕緣崩潰、橡膠無效的原因、車內安全的原因 |
| 大學 | 大氣電學・高電壓工程・電力工程 | 步幅電壓公式、接地設計、避雷設備 |
| 研究中 | 雷放電的物理（未解決） | 雷的起始問題、落雷地點的預測、蹲下姿勢的再評估、球狀閃電、冬季雷 |
| ― | 防災・安全教育 | 聽到雷聲立刻移動、進入室內或車內、119與急救處置 |
- 日本氣象廳（気象庁）關於雷電的解說，以及雷電即時預報（雷ナウキャスト）使用說明。
- 日本大氣電氣學會（日本大気電気学会）「如何保護自己免受雷擊」（雷から身を守るには，安全對策指引）。關於與樹木、電線桿保持距離，以及保護範圍的概念。
- U.S. National Weather Service, Lightning Safety（包括將所謂「雷電蹲」從建議事項中移除的經過）。
- Dwyer, J. R. & Uman, M. A., The physics of lightning, Physics Reports 534(4), 147–241, 2014（雷的起始問題、逃逸崩潰）。
- 日本電氣設備技術基準（電気設備の技術基準）及接地設計相關規格（接觸電壓・步幅電壓的規範）。
- 日本急救醫學會（日本救急医学会）等機構關於落雷傷患急救處置的解說。
※ 電壓、電流、溫度等數值，會因雷電規模及測量條件而有很大差異。本文所列為一般常被引用的代表性參考值。
※本文為大眾科普解說。實際的行動判斷，請依照氣象廳的發布資訊，以及當地管理者、消防與地方政府的指示。文中數值僅供理解原理時的參考。