2019年04月10日

上向き放電で開始する落雷 6

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正だ負だという話は、専門外の御常連には興味の他だろうから、その辺りは丸めてしまって続ける。一昨日、上向き放電の発生する条件を3項示した。少し退屈な内容ながら、1.静電界による効果、2.誘導電界による効果、そして3.放射電界による効果ということになる。一昨日も述べたように、1はお迎えのリーダ(Connecting leader)が大地に向かってくるリーダーに繋がって落雷となるのだから、「上向き放電で開始する落雷」とはならない。ということで、以後は2と3に限っての議論ということになる。
そして2項は、構造物の上空を雲放電が走るという偶然が条件で、上空の広がりをどの程度と考えるかは難しいけれど、距離の自乗に逆比例して影響が少なくなることから、高々二三キロメーターというのが私の判断である。さらに3項は放射電磁界の効果だから、距離に逆比例し構造物の高さに比例してというのが直感的な理解で、雷活動の活発な熱帯地方では頻繁に起こっているのだろうと考えている。それにモバイル通信の普及で熱帯のこの地にも通信用の塔が、小高い丘の上に数多く建設されているから、上向き放電の開始が頻度を増やしているのは、疑う余地のないところ。そしてこれらの何割かが現実の落雷となっているとしたら・・・。
さらに書き加えねばならないのは、2項であれ3項であれ上向き放電はその開始時から、塔に電気的につながっている設備に影響を及ぼすうえ、落雷となった時比較的大電流・大電荷になる観測事例が少なくなく、被害も大きくなることが多い。通常の落雷なら、高々1000分の1秒ほどの継続時間であるのに、「上向き放電で開始する落雷」の場合には諸設備が、10分の1秒、5分の1秒間も過酷な環境にさらされることとなる。定量的な考察は専門書や論文に任せるとしても、上向き放電による落雷を無視できないことだけでも理解して頂ければ幸いである。
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2019年04月09日

上向き放電で開始する落雷 5

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落雷には、正負のあることは知られている。正極性落雷と負極性落雷である。自然とは不思議なもので、途中で極性が反転する両極性落雷というのもあるが、これなんぞはどちらかというと稀有な落雷と考えてよい。さらに言うなら正極性落雷だって、負極性落雷に比べれば極めて稀な現象なのである。これは雷雲の電荷構造に起因しており、ここではあまり詳細に取り上げないことにしたい。ただ自然落雷に正極性落雷のあることが明らかとなって、まだ50年しか経っていない。
正極性落雷であれ、負極性落雷であれ雷雲内の電荷が中和されたとき、落雷という現象が完結する。英文ではCharges are lowered to the ground と表現されることが多く、「電荷が大地に引きお下ろされる。」ということになるのだろうが、私は個人的にはこの表現をあまり好まず、中和されるということにしている。というのも、正極性落雷と負極性落雷では、根本的に中和の在り方が異なると理解しているからである。
まず負極性落雷の場合、中和されるべきは、雷雲内の負電荷である。中和にあたっての電流の向きは、大地から雷雲負電荷領域に向かってながら、負電荷の担い手である電子という観点からは、雷雲から大地への移動ということになる。だからこの場合 Negative Charges are lowered to the ground という表現は納得できる。
次に正極性落雷を考えるなら、中和されるべきはこれまた雷雲内の正電荷であり、中和にあたっての電流の向きは、雷雲正電荷領域から大地へ向かうことになる。といっても正電荷が大地に向かうのでは決してなく、負電荷の担い手である電子が雷雲に移動して、見かけ上正電荷が粗方中和されたとき雷撃電流が終わることになるので、この場合は Negative Charges are lifted up to the thundercloud というのが正確な表現であると、私は考えているのである。
ここで今一度「上向き放電で開始する落雷」に話題を戻す。
ここでいう開始とは、リーダー進展の開始を意味しているのだが、当然正負二つの極性について考えねばならない。今までリーダー進展の極性依存を論述してこなかったけれど、室内実験や野外観測を通じて、両者の際立った違いが明らかにされてきている。そしてこれらにより、高構造物から上向きに開始するリーダーの極性依存に関して、いくらかの知見も得られている。
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2019年04月08日

上向き放電で開始する落雷 4

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年間雷撃密度とでも和訳すればいいのだろうか、Flash density について考えてみたい。
1平方キロメートル当たり1年間当たりの落雷数で、例えばここシンガポールなら20flashes/km2/yearとされている。一年に20の落雷が多いと考えるか、少ないと考えるかは微妙なところであろうが、その議論はいましばらくはさておいたまま話を進める。いま50m×50mの正方形で1平方キロメートルを分割するとすれば、400区画に分割されることになる。ここで落雷する位置が確率的に一様分布であると仮定するなら、先程考えた正方形の区画への1年あたりの落雷数が20分の1となり、言い換えれば20年に一度の落雷と求められる。実のところシンガポールは世界的に見ても雷活動の多発地帯で、そんな地でも50m×50mの区画への落雷は20年に一度程度なのである。なおここで50m×50mの区画を例にとって考えたのは、ステップトリーダーの大雑把な平均長が50m程度であることを根拠としている。実際落雷は殆ど一点みたいなものだろうから、同じ点へ一年に何度も落雷する確率は、たとえ避雷針を装備していたとしても、さらに低いものになるのである。
しかしその一方現実に我々は、何度も落雷被害に遭う構造物の存在を知っている。確かに「雷雲の通り道」の存在するらしいことを認めているとはいえ、通常の落雷が一か所に集中することなどあり得ないのである。だから私はその原因を「上向き放電で開始する落雷」にあると考えている。
高構造物や避雷針からの上向き放電の開始は
1. 下向き放電のリーダーが近づいてきたとき
2. 水平に延びる雲放電が、偶然構造物の上部を走ることによる
3. 他地点への落雷による電磁放射波が、構造物に電流を誘起することによる

と分類できることは、一応一致した意見である。ここで1と2は、高構造物の位置と雷雲の位置が関係するのだから、落雷という結果になるのなら、それは「下向き放電で開始する落雷」という、通常の現象であろう。一方3は、確かに上空に雷雲がないなら落雷とはならないけれど、運良く(運悪く)雷雲に「上向き放電」が至るような場合には落雷となるが、これは擬人的に言うなら「雷雲が全く落雷する気の無かった」場合で、明らかに前者とは異なると考えることができるのではないだろうか?つまりこういうのをここでは「上向き放電で開始する落雷」と定義している。ちなみにロケットによる誘雷も当然「上向き放電で開始する落雷」であることに違いはない。
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2019年04月07日

上向き放電で開始する落雷 3

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Berger の研究以前にも、ニューヨークの摩天楼エンパイアステートビルディングへの落雷の研究もあったりして、高構造物への落雷は専門外の方々にも多く知られていた。とはいえ「上向き放電で開始する落雷」といった禅問答のような解釈は、少なかったのではないだろうか。それに「上向き放電で開始する落雷」が、高構造物に常について回るもののなら、パリのエッフェル塔や東京タワーがそのことでもっと注目を浴びることになったに違いない。実際パリのエッフェル塔や東京タワーに頻繁に落雷するといった報告は聞いたことがなかったような気がする。ただ近年というべきだろうか、モバイル通信の需要と関連して、多くの通信鉄塔が雷活動の活発な東南アジアの各国内に建設されるに及んで、落雷による被害が顕在化するようになってきたことも事実である。報告によれば、毎年のように落雷被害に遭うようなこともあるらしく、
「熱帯だからねぇ!」
と半ばあきらめ気味の言い訳を聞かされたりもしている。余談ながら、昨日述べた福井県の送電鉄塔も、似た事例である。
話は変わるが、そもそも落雷は雷雲内の電荷分布が引き起こすものであり、いかに高構造物といえども毎年のように落雷被害に遭うというのは、二年連続してならならいざ知らず、ほかに原因がきっとある筈なのである。そして私は「ほかの原因」は、「上向き放電で開始する落雷」に違いないと確信、そしてこの確信は私だけのものではきっとなく、冬季の雷活動を研究の対象にしている大気電気学者なら、たぶんお持ちだろうと信じているのである。
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2019年04月06日

上向き放電で開始する落雷 2

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つらつら考えてみるに、私が雷の研究に関わったのは、福井県三国町にある200mの煙突への落雷の研究だった。ただあの頃は「上向き放電で開始する落雷」といった理解はなく、単純に
「高いところに落ちる。それにしても多い。」
といった意識程度ではなかったろうか。
やがて名古屋大学のロケット誘雷実験にも参加するようになり、これは正真正銘の「上向き放電で開始する落雷」だったのだが、あくまでも人工的な落雷であり、実際の落雷電流を測ったり使ったりできるという点に注目していた。
大阪大学に移動する1980年代の終わりころには、福井県の美浜町での雷観測にも関わっていたが、この時は送電鉄塔への落雷が原子力発電所からの電力送電と関連して問題になっていて、それでもやはり「上向き放電で開始する落雷」といった理解なんぞではなく、冬季の雷活動の場合その低い電荷中心高度の故で、「下向き放電で開始する落雷」を引き込むお迎えのリーダーが(upward connecting leader)出易いのだといった理解に拘泥していたような気がする。ただあの観測で、ビデオカメラを複数台使って落雷を記録していたところ、5つか6つの送電鉄塔から一斉に上向きリーダーが進展している記録が撮れたのだが、時間分解能16ミリ秒の記録であったため、まだまだ真実に迫ることにはならなかった。
そして大阪大学に移動、最初の観測がトロントCNタワーへの落雷だったのだから、高構造物への落雷とは縁が深い。というのに力不足とでもいおうか、あと一歩、二歩の踏み込みが足らなかったのは、残念無念の極みである。
ただ岐阜大学に職を得て今は教授を務めている一番弟子のWさんが、「上向き放電で開始する落雷」の存在、つまりお迎えリーダー放電という以外にも頻繁にあることを指摘し、風車発電への落雷被害と関連して何人かの研究者がこの種の落雷の研究に取り組んでいる。「上向き放電で開始する落雷」は、スイス・サンサルバトーレ山頂の塔への落雷の研究に取り組んだBergerの研究が教科書にも取り上げられているほどなのに、まったく身近にある高構造物から自発的に開始することもあるという理解は、Wさんの指摘が世界最初ではなかったろうか。
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2019年04月05日

上向き放電で開始する落雷

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「上向き放電で開始する落雷」こんな風に書くと、専門外の方は混乱を起こされるかもしれない。普通落雷は、下向き放電で開始するのだから無理はない。しかしである、1980年代から名古屋大学のグループを中心に実施され、大いなる成果を出した「ロケット誘雷」はまさにそれで、「雷雲に向かって進展してゆくリーダが、雷雲内の電荷領域に到達したならば、続いて下向きのリーダが下向きに伸びてきてやがて大地に到達、そして帰還雷撃という雷電流が雷雲に向かって流れ、結果として雷雲の電荷を大地に引き下ろしてしまう。」
のだから、落雷以外の何物でもない。つまりこれを上向き放電(リーダ)で開始する落雷というのである。その後高い高い構造物などからもやはり、上向き放電の開始することが分かったし、モバイル通信との関連で山の上に通信鉄塔が数多く建設されたり、風況の良い地域に風力発電機が建設されたりして、この「上向き放電で開始する落雷」が、深刻な被害を多く出すようになってきているのである。
この爺、大阪大学を定年退職したのが6年前で、その後研究とはおさらばし、のほほんと暮らしてきたけれど、ここにきてがぜん研究意欲が湧いてきており、現在関連のある論文を読み漁る毎日である。ロートルながら6年の充電期間を経て、意気軒高なのである。乞御期待!!
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2019年04月04日

油断も隙も

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昨日夕方、バスを降りてふと空を見上げたら飛行雲。
急いでスマートフォンで写真をパチリ。
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と、背後からいきなり話しかけられた。
「Do you speak English?」
振り返ると、一見人の好さそうなインド系の顔立ちの男性が、私を見ている。一応型通りに、
「Yes, I do.」
と返せば、
「I came here from India several years ago. I have been looking for the Job, but I can not get the visa for working. I must go back to the country, but I do not have sufficient money. Do you have small changes?」
と、きわめてわかりやすいお金の無心である。空を眺めている様子が、よほど間抜けに見えたのだろう。なめられたもんだと自分を叱責、毅然と
「No!」
と答えたら、今度は
「Where are you from?」
と、まるで中学英語の訓練のような会話が続く。この手合いは相手をしないのが一番いいのだが、人通りも多いしまぁ適当にあしらうつもりで
「I am a Japanese, but I live in Singapore for a long period.」
と答えて歩き始めたら、私に歩調を合わせながら、
「I like Japan, and I have experience to work for Hino truck. Do you know Hino truck? My hotel is located at Little India, but I have no money to take MRT.」
と金の無心が続く。
「I have no money to give you and Good bye!」
と冷たく解き放せば、ようやくあきらめたのか、交差点を渡っていった。
いやはや、油断も隙もとはこのことか、と改めて褌を占めなおす気分であった。
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2019年04月03日

万葉記念館

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新元号の狂騒、「令和」の発表から丸二日たっても、まだまだ終わりそうにない。
いやむしろさらに過熱しているような雰囲気さえある。
狂騒は国内にとどまらず、オーストラリアにREIWA (Real Estate Institute of West Australia) という会社があるらしいのだが、その会社も新元号「令和」歓迎を、それこそ「いの一番」に表明している。西暦との換算でかえって使い辛いとの意見もあるけれど、これほどマスコミ報道含め騒ぎ立てたのだから、十分もとはとったということになる。こんなばか騒ぎも景気浮揚の一助になるのかも知れない。それに首相のマスコミ報道を通じての露出度がますますで、政府にしてみれば、ほくそ笑むことしきりだろう。
ただそんな中、発表が予定の11時30分より11分の遅れがあって、その遅れを訝る記事もある。「右寄りの方々に配慮したか?」との憶測も書かれているけれど、それは気をまわしすぎなんだろう。
新元号にちなんでもう一点。万葉集からということで、奈良が復権。観光客も増えるのだろう。私が大阪大学に入学の年の翌年定年退職された犬養孝名誉教授、大学闘争のあおりを食って、私達は犬養教授の万葉節ともいう名調子の講義を受ける機会を失った。だから最終講義だけでもと考えていたけれど、確か数学演習の時間とかぶっていたうえ、超満員でとても受講は出来ず、自分の教室に走って戻った記憶がある。半世紀近い時を経てそんなことを思い出すのも、単に齢を重ねただけではなく、新元号のおかげでもある。一度明日香にある犬養孝万葉記念館を訪れてみたい、そんな郷愁を感じている。
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posted by zen at 12:10| Comment(0) | TrackBack(0) | 時の話題

2019年04月02日

エープリルフール

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昨日はエープリルフール。
当地の友人からイーメールで次のようなメッセージを貰った。
If you have anything important to tell me, tell me tomorrow because I won’t believe you today.
Happy April Fools Day!

いやはや、なかなか洒落たメッセージである。
それで職場の若い同僚に、
「シンガポールでは、エープリルフールを楽しむ習慣があるの?」
と尋ねたら、ほとんど全員から、否定的な答えが返ってきた。
そしてその極め付けが
「この国の華僑は、ほとんど毎日商売上の嘘をついているからねぇ。この日ぐらいは正直にするんだ!」
であった。
この国でエープリルフールを楽しむ習慣の存否はともかく、日本ではエープリルフールに加えバレンタインデー、イースター、ハローウィン、クリスマス等々西洋系の「祭り」を、日本風にアレンジしてバカ騒ぎする傾向が強い。かつては何ぞというと、老害のそしりを誹りを招きそうながら、クリスマスくらいしかなかったのに・・・。
そんな中でも、エープリルフールは、罪のないウソで友人をだます程度だったので、まぁ西洋の悪弊に毒されてはいないと言えるかも知れない。西洋の習慣を真似るべきではないと主張するつもりはないが、それなら日本の諸々ももっと大切にして欲しい気がする。
いや爺々むさい話となりました。
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2019年04月01日

新元号は令和

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天皇の退位で、元号が変わる。
そして今日11時30分には新しい元号の発表があるという。
日本では何やらお祭り騒ぎの感さえあるというが
「なんちゅうても、日本人はこの種のお祭り騒ぎ好きやもんなぁ!」
と、一人で思案を巡らしたいる。かくいうこの爺も、シンガポールで新しい元号の発表を待っているのだから、他人のことをとやかく言えまい。
新元号のことはさておき、朝日新聞のインターネット版の記事に「元号は日本だけ」という見出しを見つけた。確かにそれは事実なのだろうが、だからといって使用に異を唱える理由・根拠はない。第二次大戦のトラウマから、「元号と軍国主義」を一体化して考える方々も多かろうが、爺は「それは違う!」と理解している。そもそも天皇がいろいろな意味で「実権」を持っていたのは、多分平安の中期まだあたりだろう。例えば「建武の新政」みたいに、うまく豪族を巻き込んで一時的に復権したことはあったとしても、永くは続かなかった。明治維新だって、権力は徳川から薩長に変わったようなものであったろう。だから元号を使うことと、封建主義、軍国主義は別物で、1300年以上も元号を使い続けているというのは、この爺には稀有な文化と誇りにさえ思えるのである。
さてその新元号 令和 と一時間ほど前に発表があった。「和」の字は昭和があっただけに使われないと思っていたという御仁もいるけれど、昭和生まれの爺には、むしろしっくりとくる文字でもある。
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posted by zen at 12:37| Comment(0) | TrackBack(0) | 時の話題