Nonthermal processes in lightning and thunderclouds revealed by observations at ground and high mountains

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雷や雷雲の中で電子が電場により高エネルギーに加速され、10 MeVを超える制動放射線を発生させることがある。電場があるとはいえ地球大気中で　10 MeVを超える電子が作り出されるメカニズムは、まだ明確には理解されていない。その理由の一つに、放射線が発生する際の気象学的要因がこれまで十分に検証されていなかったことが挙げられる。2015年より金沢近郊にて雷や雷雲からの放射線の観測を続けてきており、2020年までに70例の雷雲からの放射線（ガンマ線グロー）を捉えて、カタログとして発表していた。カタログにあるガンマ線グローの検出時における地上及び500 hPa面の気象状況を検証したところ、500 hP面において気圧の谷であるトラフが形成されているとともに、西よりあるいは西南西よりの風が吹く状況が多いことが分かった。この結果は、気圧配置の状況とガンマ線グローの発生との間に関連があることを示唆している。また、雷雲とともに移動するガンマ線グローを追跡するため、北陸地方には50台以上の小型放射線検出器が配置され、観測を続けている。この連続観測のなかで、5台の放射線検出器が同じガンマ線グローを捉えた事象を解析した。その結果、捉えられたガンマ線グローが雷の発生に合わせて消失したことが分かり、ガンマ線グローを引き起こす雷雲中の電子が雷の発生に寄与している可能性を示した。高山でのガンマ線グローの時間特性を評価するため、チベット高山にて宇宙線観測に使われる装置で得られたデータを解析した。その結果、チベット高山のガンマ線グローは、夏の雨季の時期に観測されやすいこと、及び継続時間が10－40分ほどであることが分かった。この継続時間は、北陸地方の冬に観測されるガンマ線グローの継続時間が数分であることと比較すると、大きく異なり、ガンマ線グローの継続時間が高度や観測時期に依存することが分かった。