雷のゴロゴロの理由

質問

雷のゴロゴロの理由は謎と言いますが、一つ考えてみました。
まず、雷が落ちると空気は過熱され膨張します。膨張すると圧力が下がり戻ろうとします。戻ると圧力が上がり温度が上昇また膨張しようとします。この膨張と収縮の振動が音になり膨張と収縮が繰り返される間音が鳴り続けるのではないかと考えました。
どうでしょうか？

回答No.1

ababa3233 · ベストアンサー

私もひとつ考えました。
神様が怒ってる時になり続けるのではないかと！

お礼

雷は気体放電と言う物理的な現象です。でも、その仕組みはよく分かっていないのが現状です。

回答No.10

fxq11011

＞雷が落ちると空気は過熱され膨張します。膨張すると圧力が下がり戻ろうとします
膨張すると圧力が下がり戻ろうとします、これは蛇足です。
膨張が重要でなく、それに伴う圧力上昇がポイント。
温度変化による膨張、収縮ではおそらく音にならないでしょう。
音は空気の圧力変化が振動となって伝わり聞こえます（温度変化は重要な要素ではありません）。
たぶん、放電の瞬間は非常に高温高圧になり、おそらく音速を超える衝撃波が発生しているのでは、それが放電の距離により連続発生、高い音はとおくに届きませんが低い音は遠くまで届きます、結果、（ピシャ）ゴロ、、（ピシャ）ゴロ、、（ピシャ）ゴロ、＝遠くで聞けば、ゴロゴロゴロ

お礼

落雷付近では一瞬しか音は聞こえません。10秒も聞こえるなんてことないです。
近くでは高い音のみなのも不思議です。最初から高い音低い音が同時に発生したのでは説明がつきません。遠くに行くにしたがって低い音が発生すると言うことです。
あと、衝撃波ってガラス割れますよね。実際割れるのかな？

回答No.9

Hayashi_Trek

「ゴロゴロ」鳴る理由には２つ有ると思います。
下記２つの原因による音の重なりが「ゴロゴロ」の原因と推測します。

一つは、カミナリまでの距離。
花火の場合、距離が近く（せいぜい1km程度）、また間にこれといった障害物もないので、音の伝達経路は単純です。
なので伝達経路による音の遅れもほとんど無く、一発「ドン」と聞こえて終わりです。
※街中での花火なら、ビルや付近の山によるヤマビコが聞こえたりします。
カミナリの場合は遠いので、複数の伝達経路（地面と雲との間の反射、気温差による屈折など）により音が時間幅を持って聞こえます。
※近くに落ちた場合は花火と同じで、一発「ドン」。

もう一つはカミナリの大きさです。
花火は点音源ですが、カミナリは上下1km（雲内での放電なら数km）もの長さが有ります。
当然、カミナリから出る音は長さ数kmの線音源となるので、聞こえるのに時間差が生じます。

お礼

放電が数kmに及ぶのなら分かる気がします。3kmあれば10秒ほどの時間差になりますから。でも、落雷で1kmの放電があったとすればその近くでは3秒間の雷鳴が聞こえることになりますが実際はピシャンと一瞬しか聞こえません。それに、空気の膨張は放電を中心に円柱状の放射線状に広がっていくため遠くの端で起きた放電音がこちら側まで聞こえるのかは疑問が残ります。

回答No.8

foomufoomu

>落雷の時間は1秒以下ですから
落雷は、光っている時間ですから、1/100秒ぐらいです。
>おかしなことです。
それには同意します。

>でも、膨張と収縮が10秒くらい続くと考えれば説明が付きます。
ありえません。膨張、収縮は球面状に周囲に広がっていって、あっという間にエネルギー減衰します。
たいこの「どーん」ほども続くわけがないのです。
また、「ゴロゴロゴロ」と大きくなったり（ゴの部分）、小さくなったり（ロの部分）を繰り返す理由も説明できません。

>花火は温度がずっと低いですから長く鳴らないのでしょう。
音を聞けばわかりますが、減衰のしかたがまるで違います。まったく違う原理と考えるべきでしょう。

お礼

膨張と収縮は円柱状に広がっていくのと最初が超高温ですから十分な熱を保ったまま広がっていくのでしょう。ゴロゴロのゴロは膨張と収縮一回分に相当するのかもしれません。
花火の鳴り方が違うのはNo.4の方が爆発事故でもゴロゴロという音が聞こえることがあると言っていますので規模の違いのような気がします。

回答No.7

foomufoomu

＞雷が落ちると空気は過熱され膨張します
これについては、問題ないですよね。私もそんな事を書いてある本を見たことがあります。

「ごろごろ」となる理由ですが、
雷は一回だけ落ちているように見えますが、じつは一瞬の間に上下に何度も、落ちて、登って、を繰り返しているのだそうです。写真を撮ると、下から上に登る雷が写っていることは、よくあります。

ただ、これだけでは、「雷と(ガスなどの)爆発とは音が違う」ことの説明にはなりますが、「1秒ぐらいごろごろとなり続ける」説明にはなりません。

>この膨張と収縮の振動が音になり膨張と収縮が繰り返される間音が鳴り続けるのではないかと
これも、1秒も音が続く説明にはなりません。爆発が「コッ」というパルス音でなく「ドン」という振動音であることの説明にはなりますが。

また、反射音という説明では、花火の音(1発)も「ドドドド・・・」となることになって、うまく説明しているとはいえません。

やはり、雷の音は謎ですね。

お礼

一回の落雷で離れたところでは10秒くらい鳴ったりします。落雷の時間は1秒以下ですからおかしなことです。でも、膨張と収縮が10秒くらい続くと考えれば説明が付きます。
花火は温度がずっと低いですから長く鳴らないのでしょう。

回答No.6

tadys

膨張と収縮が原因ではないと言うのは納得したのでしょうか？

＞反射音には懐疑的です。
疑問を持つのであれば、あなたなりの回答を考えてください。

こちらは、電力中央研究所の資料です。
「どうして音がするの？」の部分を読んでください。
http://www.denken.or.jp/research/pamphlet/light.pdf

お礼

その資料では雷の柱の長さのため音が届くまでの距離が変わるためと言うことですがそれだと遠くになるほど距離の影響が小さくなりゴロゴロの長さは短くなるはずです。
空気密度の違いで反射や屈折は、空気程度の密度で大きな反射や屈折が起きるとは思いにくいです。

空気の膨張が音速で進めば近くでは一瞬しか音は聞こえないはずです。少し離れたところではピシピシドドーンと聞こえると思います。ピシピシは高くドドーンは低い音です。これを膨張と収縮で説明すると、超高温状態のとき速い膨張と収縮が起きることで音は高くなります。温度が下がると膨張と収縮の速度は遅くなり低音に変わります。また、膨張と収縮が速い時その振動幅は短くなり小さな音になり、膨張と収縮が遅い時の振動幅は長くなるため大きな音になると思います。

補足

訂正で振動幅の部分はなかったことにしてピシピシの音が小さいのはただ単に離れているためと、膨張と収縮が遅いのが離れた場所で起こるのでドドーンという音は大きく聞こえるのだと思います。

回答No.5

tadys

＞まず、雷が落ちると空気は過熱され膨張します。
これは。その通りです。

＞膨張すると圧力が下がり戻ろうとします。戻ると圧力が上がり温度が上昇また膨張しようとします。
違いますね。
これが正しければ、雷からの距離に関係なくゴロゴロとなるはずですが、近距離での落雷はNo.3さんの言うように ”ガッ！！” または、”ドン” と言う瞬間的な音しかしません。

雷が落ちると空気は過熱され膨張しますが、これは瞬間的に起きる「パルス」状の音波を発生します。
パルスには低い周波数から高い周波数までの周波数が含まれています。
このパルスの音が長距離を伝わる間に高い周波数が消えていきます。
また、この音が色々な所（地面、上空、山、建物など）で反射する事で到達時間に差が出ます。
これらの効果が合わさってゴロゴロになります。

お礼

いろんな物で反射する音と言う説はどうも納得できません。
反射音なら徐々に音は小さくなっていくはずです。
反射音が聞こえるのに四方からの反射音は聞こえない。
到達時間に差が出来るほど反射を繰り返してたらそもそも音は聞こえなくなる。
など、反射音には懐疑的です。

回答No.4

SPROCKETER

宇宙ロケットの噴射音がバリバリという音なのですが、雷の音に似ていますね。ガスの爆発音や膨張音が、バリバリとか、ゴロゴロという音に聞こえるのでしょう。

　ガス爆発事故や火薬工場の爆発事故でも、バリバリとか、ゴロゴロという音が遠くで聞こえる事があるようです。

　落雷の時に聞こえる「ピシャッ」という音も、爆発音に類似しています。大気中での爆発音が聞こえていると考えて良いのでしょうね。（以下リンク参照。）

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%B7

お礼

ロケットや爆発でも聞こえるのならこれも空気が膨張と収縮を繰り返しているのでしょう。

回答No.3

noname#194996

私が身近で聞いたカミナリの音は

”ガッ！！”

という耳を劈く恐ろしいものでした。
一瞬で、余韻もなにもありませんでした。
一軒置いた家の屋根に穴が空いていました。

私が聞くごろごろ音は皆遠くの音です。
誰かが言っていましたが、直近の山々がこの音を響かせあってコダマしあう音だそうです。

山のないところで聞いたことがありませんのでなんともいえません。

お礼

膨張と収縮は周囲に進みながら起こるはずです。なので遠くに行くほど音は長く聞こえます。
一つ訂正ですが収縮の際戻ると書きましたが、戻るのではなく圧力が下がった時中心部の空気が外側へ向かって収縮するのではないかと思います。膨張して進んだら追いつきを繰り返す感じです。
コダマしあうなら一方方向からしか聞こえないのは変ですね。

回答No.2

t_ohta

Wikiには

放電の際に放たれる熱量（主雷撃が始まって1マイクロ秒後には、放電路にあたる大気の温度は局所的に2 - 3万℃という高温に達する）によって雷周辺の空気が急速に膨張し、音速を超えた時の衝撃波である。

と書かれていますね。

お礼

衝撃波がどうしてゴロゴロと鳴るのでしょうか？