２００３年６月７日の夜遅く、大垣市では雨は降らなかったのですが雷鳴が聞こえました。
この日は上空にこの時期としては強い寒気が入って、大気の状態が不安定になり雷雨が発生、雹が降った所もあったようです。
今回はこの雷雨がどんな場合に発生するのかについて考えてみましょう。
雷雨発生の必要条件は以下の３項目と考えられます。（雷雨とメソ気象 大野久雄著 東京堂出版より）
１．大気下層が湿潤であること。
２．大気が条件付不安定であること。
３．持ち上げメカニズムが存在すること。
Ⅰ、地上実況図
２００３年６月７日２１時の地上実況図です。
右下の前線はもうすぐ日本列島付近まで掛かってくるはずの梅雨前線です。
図の中の赤○は潮岬の状況ですが、雷雨のマークがついています。
Ⅱ、パシフィックゴーズ（GOES9）による赤外画像
２００３年６月７日２１時の画像です。
赤○で表示したところには所々に積乱雲が見られます。
これらの雲の下では雷雨となっていると考えられます。
Ⅲ、潮岬のエマグラム
雷雨発生の必要条件の１．と２．について、当日のエマグラムと高層データ数値を使って見ていきましょう。
「雷雨が発生する可能性」を定量的に診断するための指標はいろいろありますが、今回は下図右側の青い線で表示した以下の４指数を見ていきます。
潮岬の高層データ
| 気圧 | 気温(T) | 湿数(T-Td) | 露点温度(Td） |
| ５００hPa | -15.5 | 22.0 | -37.5 |
| ７００hPa | -0.3 | 0.3 | -0.6 |
| ８５０hPa | 11.6 | 4.1 | 7.5 |
１．ショウワルターの安定指数（SSI） 下図ではSHOW
SSI=T500 - T*500
T*500 = ８５０hPaの空気塊を断熱的に「持ち上げ凝結高度」まで持ち上げ、そこから湿潤断熱的に５００hPaまで持ち上げた時の空気塊の気温
とても見にくいのですが下のエマグラムでT*500をイメージしてみてください。
0.35 = -15.5 - (-15.85)
８５０hPaの露点温度が高いほどT*500は大きくなりSSIは小さくなります。
また、８５０hPaの気温と５００hPaの気温の差が大きいほどSSIは小さくなります。
すなわち、大気下層が湿潤なほど、また気温減率が大きいほど雷雨発生の可能性は高くなります。
| SSI | >０ | 安定 |
| ０～－３ | 雷雨の可能性あり | |
| －４～－６ | 激しい雷雨の可能性あり | |
| <-6 | 激しい雷雨の可能性大 |
２．リフテッド指数 下図ではLIFT
LI = T500 - T*500
T*500 = 最下層１０００hPaの空気塊を断熱的に「持ち上げ凝結高度」まで持ち上げ、そこから湿潤断熱的に５００hPaまで持ち上げた時の空気塊の気温
-2.65 = -15.5 - (-18.15)
| LI | >０ | 安定 |
| ０～－３ | やや不安定（雷雨の可能性あり） | |
| －３～－６ | 中程度に不安定（激しい雷雨の可能性あり） | |
| －６～－９ | 非常に不安定 | |
| <－９ | 極度に不安定 |
３．Ｋ指数 下図ではKINX
Ｋ指数は下の式で分かるように実際の観測値から求めることができます。
KI = T850 - T500 + Td850 - (T700 - Td700)
(T700 - Td700)は対流雲が発達するとき取り込まれる空気を評価する項目です。この数値が大きいほど取り込まれる空気が乾燥して対流活動を弱めます。
このKIは熱雷の予測に適しています。
34.3 = 11.6 - (-15.5) + 7.5 - ( -0.3 - (-0.6)) 雷雨の可能性６０～８０％
| 雷雨の可能性 | |
| １５以下 | なし |
| １５～２０ | ２０％ |
| ２１～２５ | ２０～４０％ |
| ２６～３０ | ４０～６０％ |
| ３１～３５ | ６０～８０％ |
| ３６～４０ | ８０～９０％ |
| ４０以上 | ほぼ１００％ |
４．トータル・トータルズ指数 下図ではTOTL
トータル・トータルズ指数もＫ指数と同様実際の観測値から求めることができます。
TT = (T850 - T500) + (Td850 - T500)
右辺の第１項は大気の気温減率を表し、雷雨発生条件の１に当たり、第２項は下層の湿潤さを表し、雷雨発生条件の２に当たります。
50.1 = (11.6 - (-15.5)) + (7.5 - (-15.5)) 散発的な激しい雷雨の可能性あり
| TT | >44 | 孤立した弱い雷雨の可能性あり |
| >46 | 散発的で並程度の雷雨の可能性あり | |
| >48 | 散発的で並程度の雷雨や孤立した激しい雷雨の可能性あり | |
| >50 | 散発的な激しい雷雨の可能性あり | |
| >52 | 広域で並程度の雷雨の可能性あり | |
| >60 | 広域で並程度の雷雨や散発的で激しい雷雨の可能性あり |
Ⅳ．持ち上げメカニズムの存在
どれだけ下層が湿っていても、その空気が持ち上げられるメカニズムが存在しなければ雷雨は発生しません。
持ち上げメカニズムは以下の４つが考えられます。
１．地面加熱による対流
２．山岳地形による強制上昇
３．大気下層における風の水平収束
４．前線による持ち上げ
これらのメカニズムは単独で作用することもあれば、複数で作用することもあります。