打雷時，為什麼不能躲在
樹下？
下雨了就躲到樹下——如果只是普通的雨，這樣做沒有問題。但只要正在打雷，樹下就會變成最危險的地方之一。因為雷不會只落在樹上就結束，還會從那裡橫向飛竄到人身上。
夏天的傍晚，公園或運動場上。天空突然暗下來，豆大的雨滴落下。遠方傳來隆隆雷聲。附近沒有任何建築物。
眼前立著一棵大樹，枝葉茂密，樹下不會淋到雨。任誰都會想跑過去躲雨，實際上大多數人也確實這麼做。
然而，翻閱落雷造成死傷的紀錄，「在樹下躲雨」這件事一再出現。樹木能擋雨，卻擋不了雷，甚至反而會把雷引過來。
擊中樹木的雷電，在沿著樹幹下傳的途中，會橫向飛竄到附近的人身上。這稱為側擊。就算雷沒有直接打在樹上，也可能打到你。
在空曠的地方，樹就是最高的凸起物。雷會挑選較高的地方落下。躲進樹下，等於站在雷可能落下地點的正下方。
這兩個原因會疊加在一起。你正走進「因為高所以容易被雷擊中」的地方，同時又靠近到「一旦擊中就會被波及」的距離。這就是樹下。
原因一：雷會尋找「捷徑」飛竄過去
雷是天空與地面之間累積的電荷瞬間釋放的現象。電流會盡量選擇最容易通過的路徑。
其實樹幹並不是很容易導電的東西。如果表面是濕的還好，但內部只是含水的木質。相對地，人體幾乎由水分和鹽分構成，導電性比樹木好得多。
當沿樹幹下傳的部分電流發現「這邊更好通過」時，就會跳過數十公分到數公尺的空氣，飛竄到人的身上。這就是側擊。就算雷沒有打在自己身上，只要打在旁邊的樹上，結果也一樣。
避雷針之所以安全，是因為接住雷擊之後，備有一條用粗金屬線確實導向地面的路徑。它的作用不是「不引雷」，而是「安全導流」。
樹木沒有這樣的導流路徑，只會把雷引過來，之後電流便隨機亂竄。所以才會飛向附近的人。
原因二：抵達地面的電流依然危險
沿樹木傳到地面的電流並不會就此消失，而是會以落雷點為中心，呈放射狀在地面擴散。
此時，愈靠近落雷點電流愈強，愈遠則愈弱。也就是說，地面上不同位置的「電流強度」會有差異。
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，於是電流會因這個差異，從一隻腳進入身體，再從另一隻腳流出。這稱為跨步電壓。
牛、馬等前後腳距離較大的動物，容易在落雷時倒下，據信原因就在於此。人也是一樣，雙腳併攏可以縮小腳間的電位差，減少通過身體的電流。
它會從樹上飛竄過來，也會沿地面傳過來。
那麼該怎麼做？
- 聽到雷聲，就已經很危險只要在能聽到雷聲的範圍內，就已經有被擊中的可能。沒有「還很遠所以沒關係」這回事。一聽到隆隆雷聲，就該開始移動。
- 躲進建築物或車內鋼筋混凝土建築最安全，其次是汽車、巴士、電車車廂。即使是木造房屋，也遠比待在戶外安全。在室內時，要與牆壁、電器和水龍頭保持一點距離。
- 遠離高樹、電線桿、鐵塔打雷期間請不要靠近這些物體。真的完全無處可躲時，才退到離它們數公尺以上（愈遠愈好）的地方，蹲下並雙腳併攏。不過這只是最後手段，並非安全的地方，請把它當作進入室內之前的權宜之計。
- 「穿雨鞋、雨衣就安全」──錯誤。雷電的電壓能輕易穿透數公分厚的橡膠。在數億伏特的電壓面前，橡膠起不了絕緣作用。
- 「身上帶金屬容易被雷打中」──錯誤。飾品或雨傘骨架這類金屬，一般認為不會改變落雷的位置。停下腳步摘除金屬物反而更危險。不過金屬會變得高溫，仍可能造成燙傷。
- 「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。因此敞篷車、機車、腳踏車並不安全。
- 「雷不會打在同一個地方兩次」──錯誤。雷會挑選較高的地方落下，只要條件合適，同一地點可以被擊中無數次。曾被擊中過的地方，反而是容易再次被擊中的地方。像東京晴空塔這類高聳建築，每年都會反覆遭受落雷。
- 「在樹下只要離樹幹遠一點就沒事」──並不充分。離樹幹愈遠確實愈安全，但請避免一開始就選擇躲在樹下。
觸碰被雷擊倒的人，不會使觸碰者觸電，因為電流不會殘留在人體內。請不要猶豫，立刻靠近幫忙。
- 立刻撥打119，告知對方遭到雷擊
- 若無呼吸或反應，立即開始胸外按壓（心肺復甦）。有AED的話請使用
- 即使雷擊導致心跳、呼吸停止，適當處置後仍有機會獲救
- 但若當地仍然危險，請先移動到安全的地方再進行處置，因為下一擊雷可能落在同一地點
從光和聲音，可以估算距離
- 看到閃電的瞬間，立刻開始數秒數
- 聽到隆隆雷聲時，停止計數
- 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
光幾乎瞬間抵達，但聲音每秒只前進約340公尺，這個計算就是利用兩者的差距。不過請不要用它來判斷「還很遠所以安全」。雷雲會在幾分鐘內移動，也可能落在遠離雲團邊緣的地方。使用這個方法的目的不是為了知道距離，而是為了知道雷是否正在靠近。如果秒數愈來愈短，就要盡快進入室內。
總結
樹下之所以危險，並不是因為「不適合躲雨」。而是因為①它是周遭最高的物體，容易被雷選中；②擊中後電流會飛竄到人身上；③電流還會沿地面繼續擴散，這三個因素同時出現在同一個地方。
聽到雷聲，就往建築物或車內跑，而不是樹下。
光是這樣，就能防止大多數的意外。
閃電之所以不是直直落下，而是呈鋸齒狀彎折，是因為電流一邊開闢路徑一邊前進。這也是無法事先預測落雷地點的原因。詳細內容請見「閃電為什麼不是直直落下，而是呈鋸齒狀彎折？」。
想知道更多 ― 術語、公式與教科書的關聯從國中理化到研究中的話題，皆會明確標示屬於哪個程度
- 國中國中理化課程的範圍
- 高中高中「基礎物理」課程的範圍
- 高中＋高中「物理」課程，或教科書中屬於延伸、專欄性質的內容
- 大學高中不會教到、屬於大學專業科目（大氣電學、高電壓工程）的內容
- 研究連大學也還不會當作「定論」教授、目前研究人員仍在調查中的話題
國中術語：與雷有關的詞彙
- 側擊・側擊雷：正文中「從樹橫向飛竄到人身上」的現象，英文為 side flash。一般認為是樹下事故的主要原因。
- 跨步電壓：地面電流擴散時，在雙腳之間形成的電位差，英文為 step voltage。
- 直擊雷：直接擊中人或物體的雷。
- 保護範圍：在高大物體附近，相對較不容易遭到雷擊的範圍。不過前提是必須與該物體保持足夠的距離，樹木正下方並不包含在內。
- 避雷針：用來接住雷擊，並以粗導線安全導向地面的設備。它的作用不是防止雷擊，而是提供一條通路。
國中高中雷的本質是「非常巨大的靜電」
用墊板摩擦頭髮讓頭髮豎起來的那種靜電，和雷是同一類現象，差別只在規模。順帶一提，那種較小規模的靜電，在某些場合也會引發火花（參見加油時的靜電）。
在雷雲中，上升氣流使冰粒與霰劇烈碰撞。這時粒子之間會發生電荷交換，較輕的粒子被帶往上方，較重的粒子則往下沉。結果，雲的上層和下層會分別累積不同的電荷。可以把這想成雲裡正在發生墊板與頭髮之間的關係。
當累積的電荷超過極限，就會強行擊穿空氣，一口氣釋放出來。空氣平常不導電，但電壓高到一定程度就會被擊穿，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
關於雷，最實用的計算就是自己測量「現在有多近」。不需要時鐘，也不需要任何工具。
距離 ＝ 音速 × 經過的時間
| 距離 | 與雷之間的距離［m］ |
| 音速 | 約 340 m/s |
| 經過的時間 | 從閃光到聲音傳來所經過的秒數 |
由於光幾乎瞬間抵達，可以把看到閃光的瞬間視為「雷擊發生的瞬間」。之後只需要數聲音延遲抵達的秒數即可。
只要慢慢數「一、二、三」，就能大致算出秒數。這個公式完全不需要任何工具。這正是這項計算最重要的地方。
| 從閃光到聲音 3 秒 | 340 × 3 ＝ 1020 m（約1公里） |
| 從閃光到聲音 10 秒 | 340 × 10 ＝ 3400 m |
| 換算成公里 | 3400 ÷ 1000 ＝ 3.4 km |
| 從閃光到聲音 30 秒 | 340 × 30 ＝ 10200 m（約10公里） |
大致記住「秒數 × 340 m」，3秒約1公里就足夠了。
很容易會想「都10秒了，距離3.4公里那麼遠，應該還沒事」。這正是本文最想指出的錯誤觀念。
下一擊雷不會打在跟前一擊相同的地方。雷雲的範圍可達數公里到十幾公里，裡面任何一處都可能落雷。現在3.4公里外落雷，代表你自己很可能已經身處那片雲的下方，或緊鄰其旁。
| 聽到聲音＝與雷的距離 | 最多也只有約 340 × 30 ＝ 10200 m 左右 |
| 雷雲可能引發落雷的範圍 | 一般認為約 10 公里左右 |
| 意味著 | 聽到雷聲＝已經在射程之內 |
這項計算的用途不是「還剩幾分鐘」，而是用來判斷「已經很危險」。只要聽到雷聲，不論距離多遠，都應立刻進入建築物或車內。
此外，最後一次聽到雷聲後大約30分鐘內不要外出，這是廣泛建議的做法。即使聲音停止，雲層可能仍在頭頂上方。
了解規模，就能明白樹下為何危險。可用能量 ＝ 電壓 × 電流 × 時間粗略估算。
| 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 |
| 將1噸（1000 kg）水升溫1℃所需熱量 | 4.2 × 1000000 ＝ 4200000 J |
| 可讓1噸水升溫幾℃ | 300000000 ÷ 4200000 ≒ 71 ℃ |
足以讓1噸水一口氣升溫71℃的熱量，在一萬分之一秒內釋放出來。若擊中樹木，樹幹裡的水分會瞬間化為蒸氣，使樹木本身裂開。
而電流在沿樹木流向地面的途中，可能飛竄到附近的人身上（側擊）。不能只因為能擋雨，就選擇躲在樹下。請優先進入建築物或車內。若做不到時該如何思考，寫在下一節。
※ 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
| 電壓 | 約1億伏特（家用電為100 V） |
| 電流 | 約3萬安培（家用斷路器約30 A） |
| 持續時間 | 約千分之一秒 |
| 放電路徑溫度 | 約3萬℃（約為太陽表面溫度的5倍） |
| 聲音傳播速度 | 每秒約340 m（光速約每秒30萬 km） |
※ 雷的規模因每次而異，以上數值僅供參考。
雷聲（隆隆聲）的成因也可以用這些數字說明。放電路徑瞬間被加熱到3萬℃時，周圍空氣會爆炸性膨脹，這股衝擊波傳來就是雷聲。之所以會拖長成隆隆聲，是因為放電路徑延伸達數公里，距離較近部分和較遠部分的聲音抵達時間不同所致。
高中＋為什麼「橡膠擋不住」
絕緣體能否阻擋電流，取決於能承受多高的電壓。空氣大約每1公分3萬伏特就會被擊穿絕緣（乾燥狀態下的參考值）。橡膠雖然比空氣更耐電壓，但並非差距懸殊。
雷的電壓高達1億伏特等級，遠遠超過幾公分厚雨鞋所能承受的數值。對於已經穿透數公里空氣而來的電流來說，幾公分厚的橡膠根本不算障礙。
另一方面，車內之所以安全，靠的不是絕緣，而是被導體包圍。在金屬箱內，電流會沿外側表面流動，幾乎不會影響內部，這種特性稱為靜電遮蔽，也就是所謂的法拉第籠。橡膠輪胎與此無關。
大學用公式看跨步電壓
當電流 I 在地面擴散時，距離落雷點 r 處的電位，若以大地電阻率 ρ 表示，大約可寫成 V(r) = ρI / (2πr)（假設呈半球狀均勻擴散）。
若雙腳位置分別為 r 與 r + d（d 為步幅），兩腳之間的電位差即為 ΔV = ρI/(2π) × [1/r − 1/(r+d)]。由於這個式子呈 1/r 差的形式，愈靠近落雷點（r 愈小），數值就愈急遽增大。縮小步幅 d，也就是雙腳併攏，可以使 ΔV 變小，這正是此對策的依據。
這樣的思考方式，已被納入輸電設備與變電站接地設計中的「接觸電壓、跨步電壓容許值」規範，屬於電力工程與高電壓工程處理的內容。
研究目前仍未解開的問題
- 雷究竟為何會產生？這是大氣電學中著名的未解問題。空氣要被擊穿絕緣，一般認為每公尺需要約300萬伏特，但雷雲中實際測得的電場，卻比這個數值低了將近一個數量級。儘管如此，放電依然會發生。有學說提出宇宙射線可能是觸發因素（逃逸崩潰），但尚未有定論。這是每天在世界各地發生的現象，但起始的機制卻還沒有確定。
- 落雷地點目前仍無法預測。雖然可以觀測雷雲接近，但無法事先預知下一擊會落在哪個地點。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討。過去「雷蹲」曾被當作標準教學內容，但美國氣象機構在2008年前後已將其從建議中移除，理由是「無法提供有意義的保護，卻可能讓人誤以為安全」。在日本，這仍被列為最後手段之一，但正確的理解應是「並非能保命的姿勢，而是在別無他法時的權宜之計」，而不是「做了就能得救的姿勢」。
- 球狀閃電（ball lightning）的真相仍不明。世界各地都有雷雨時目擊發光球體飄浮的紀錄，也有偶然拍到的觀測案例，但至今無法重現，也無法解釋成因。
- 日本海側的冬季雷，在全球也屬特殊現象。有時觀測到其放電能量比夏季雷更大，加上對風力發電機造成的損害，相關研究正在推進中。
換句話說，雷雖然是日常生活中常見的現象，卻仍處於研究的最前線。請把本文的內容當作「目前已知的範圍」來閱讀。
與教科書的關聯（依程度分類）
| 程度 | 科目・單元 | 對應本文內容 |
|---|---|---|
| 國中 | 理化・靜電與電流／聲音的性質／氣象 | 雷的本質、雷聲與距離的計算、積雨雲 |
| 高中 | 基礎物理・電流與電壓／熱／波（聲速） | 電壓與電流的數值、雷聲拖長的原因 |
| 高中＋ | 物理・電場與電位／靜電遮蔽（多數教科書列為延伸內容） | 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 | 跨步電壓公式、接地設計、避雷設備 |
| 研究 | 雷放電物理（未解決） | 雷的起始問題、落雷地點預測、蹲下姿勢的再評估、球狀閃電、冬季雷 |
| ― | 防災・安全教育 | 聽到雷聲即移動、進入室內或車內、撥打119與急救處置 |
- 日本氣象廳（気象庁）關於雷的解說，以及雷達雷雲即時預報（雷ナウキャスト）的使用說明。
- 日本大氣電學會（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，安全對策指南）。關於與樹木、電線桿保持距離及保護範圍的概念。
- U.S. National Weather Service, Lightning Safety（包含將所謂「雷蹲」從建議中移除的經過）。
- 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）。
- 電氣設備技術基準及接地設計相關規範（接觸電壓、跨步電壓的處理方式）。
- 日本急救醫學會（日本救急医学会）等單位關於落雷傷病者急救處置的解說。
※ 電壓、電流、溫度等數值會因雷的規模與測量條件而有很大差異，本文所示為一般常被引用的代表性參考值。
※本文為大眾科學解說。實際行動判斷請依氣象廳發布的資訊，以及當地管理單位、消防機關、地方政府的指示為準。文中數值僅為協助理解機制的參考值。