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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。

發布:2026.08.15 難度:★☆☆(不需要背景知識) 公式只出現在最後的折疊區塊
先想像一下這個場景

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。

1
危險原因之一:雷會從樹「飛向」人

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。

2
危險原因之二:愈高的物體愈容易被雷選中

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。

雷雲 雷打在高樹上 側擊 從樹橫向飛向人 ✕ 樹下很危險 電流沿地面擴散 雙腳併攏 雙腳張開會在 兩腳間產生電壓差 離樹愈遠愈安全(但室內、車內才是最佳選擇)
圖1:雷打在樹上時。沿樹幹下行的電流,會橫向飛向附近的人(左邊紅色箭頭=側擊)。到達地面的電流會呈放射狀擴散,因此即使站得稍遠,只要雙腳張開,兩腳之間就會產生電壓差,電流便會流過身體。右邊的人之所以雙腳併攏,就是為了避免這種情況。

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。

💡 樹不是「避雷針」

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。

雷電不一定要打中你,也可能造成危險。
它會從樹飛向人,也會沿地面擴散過來。

那麼,該怎麼做?

✅ 依序記住 ― 三件事
  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
🚫 常見的誤解
🔎 發現有人被雷打中時

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。

用光和聲音,就能知道距離

🧪 只靠數數的觀察:雷電的距離
  1. 看到閃電,立刻開始數秒數
  2. 聽到隆隆雷聲時,停止數數
  3. 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
以下標籤的意義
  • 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

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。

① 先看公式本身

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。

② 代入數值實際算一次
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。

③ 把算出的數字換成實際感受 ― 這才是重點

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。

④ 試算一次落雷的能量

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

一次落雷(皆為常被引用的代表性參考值)
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

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
參考資料與出處
  1. 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。
  2. 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。
  3. 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)。
  4. 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)。
  5. 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)。
  6. 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。