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打雷時,為什麼不能躲在
樹下?

下雨了,就想躲到樹下去。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。因為雷電落到樹上並不會就此結束,而是會從樹側向飛向人。

發佈:2026.08.15 難易度:★☆☆(不需背景知識即可閱讀) 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,在公園或操場上。天空突然變暗,大顆的雨滴落了下來。遠方傳來隆隆雷聲。四周沒有任何建築物。

眼前站著一棵大樹,枝葉茂密,樹下不會被雨淋到。任何人都會想跑去那裡躲雨,實際上大多數人也真的這麼做。

然而,翻閱落雷造成傷亡的紀錄會發現,「在樹下躲雨」這個情境一再出現。樹能擋雨,卻擋不住雷電。不僅擋不住,反而會把雷電招過來。

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危險原因一:雷電會從樹「飛向」人

落在樹上的雷電,在沿樹幹往下流的途中,會側向飛向附近的人。這稱為側擊。即使雷沒有直接打在你身上,也會因此命中你。

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危險原因二: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。雷會選擇較高的地方落下。站到樹下,等於站在雷電落點的正下方。

這兩點會重疊在一起。你走進了「因為高所以雷會打下來」的地方,也靠近到「打下來就會被側擊到」的距離內。這就是樹下。

雷雲 雷打向高樹 側擊 從樹側向飛向人 ✕ 樹下很危險 電流在地面擴散 雙腳併攏 雙腳張開,兩腳間 會產生電壓差 離樹愈遠愈安全(但躲進室內或車內才是最佳選擇)
圖1:雷打在樹上時。沿樹幹往下流的電流會側向飛向附近的人(左側紅色箭頭=側擊)。到達地面的電流呈放射狀擴散,因此即使站得稍遠,只要雙腳張開,兩腳之間就會出現電壓差,電流便會流過身體。右側的人之所以雙腳併攏,就是為了避免這種情況。

原因一:雷電會尋找「捷徑」飛向人

打雷是空中與地面之間累積的電,在一瞬間釋放流動的現象。電流會盡量選擇比較容易通過的路徑。

樹幹其實並不是特別容易導電的材質。表面若是濕的還好一些,但內部只是含水的木質。相對地,人體幾乎由水和鹽分組成,導電性比樹木更好。

當沿樹幹而下的部分電流發現「這邊更好通過」,就會跨越數十公分到數公尺的空氣,飛向人體。這就是側擊。即使雷電沒有打在自己身上,只要打在旁邊的樹上,結果也一樣。

💡 樹木不是「避雷針」

避雷針之所以安全,是因為在接住雷電之後,準備了一條用粗金屬線確實導向地面的通路。它的功用不是「不吸引雷電」,而是「安全地導流」。

樹木沒有這樣的導流通路。只是把雷電吸引過來,之後就隨意亂流。因此才會飛向附近的人。

原因二:到達地面的電流,依然危險

沿樹幹流到地面的電流,並不會就此消失。會以落雷點為中心,呈放射狀在地面擴散。

這時,愈靠近落雷點電流愈強,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流強度並不相同。於是這個差異會讓電流從一腳進入身體,再從另一腳流出。這稱為步幅電壓。

牛、馬等前後腳距離較大的動物,之所以容易在落雷時倒下,據說就是這個原因。人也一樣,雙腳併攏可以縮小兩腳之間的差異,減少流過身體的電流。

雷電不必直接打中你,也一樣危險。
它會從樹上飛過來,也會沿著地面傳過來。

那麼,該怎麼做

✅ 按順序做好這3件事
  1. 聽到雷聲,就已經危險了只要能聽到雷聲的範圍,就已經有可能被打中。「還很遠所以沒關係」是不存在的。一聽到隆隆雷聲,當下就該開始移動。
  2. 逃往建築物內或車內鋼筋混凝土建築物最安全。其次是汽車、巴士、電車內。即使是木造房屋,也比待在室外安全得多。在室內時,要稍微遠離牆壁、電器用品和水龍頭。
  3. 不要靠近高樹、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,才從那裡拉開至少數公尺(愈遠愈好)的距離,蹲下並雙腳併攏。但這只是最後的手段,並不是安全的地方。請當作是撐到進入室內之前的過渡措施。
🚫 常見的誤解
🔎 發現有人遭雷擊倒下時

觸碰遭雷擊倒下的人,觸碰者本身不會因此感電。因為人體不會留存電流。請不要猶豫,立刻靠近協助。

靠光和聲音,可以判斷距離

🧪 只靠數數的觀察:雷電的距離
  1. 看到閃電後,立刻開始數秒數
  2. 聽到隆隆雷聲後,停止數數
  3. 數到的秒數 ÷ 3,大約就是距離(公里)。3秒約1公里,9秒約3公里

光幾乎是瞬間到達,但聲音每秒只能前進約340公尺。這個計算就是利用這個時間差。不過請不要用這個方法來判斷「距離遠所以安全」。雷雲在幾分鐘內就會移動,而且也可能打在離雲邊緣有一段距離的地方。使用這個方法的目的不是為了得知距離,而是用來判斷雷電是否正在接近。如果秒數在減少,請盡快進入室內。

總結

樹下之所以危險,並不是因為「不適合躲雨」。而是因為①周圍最高所以容易被雷選中、②落下的電流會側向飛向人、③電流還會沿著地面進一步擴散,這三件事會在同一個地方同時發生。

聽到雷聲,就離開樹木,前往建築物或車內。
光是這樣,就能避免大多數的事故。

話說回來,閃電之所以不是直直落下而是折曲蜘蛇狀前進,是因為電流是邊開路邊前進的。這也是無法事先預測落雷地點的原因之一。「閃電為什麼不是直直落下,而是呈鋸齒狀彎曲?」一文有更詳細的說明。

想知道更多 ― 用語、公式與教科書的關聯從國中理化到研究中的議題,都會明確標示屬於哪個程度
以下標籤的看法
  • 國中國中理化課會學到的範圍
  • 高中高中「物理基礎」會學到的範圍
  • 高中+高中「物理」,或教科書中屬於進階、補充專欄的內容
  • 大學高中不會學到、屬於大學專門科目(大氣電學、高壓工程學)的內容
  • 研究即使在大學也不會被當作「定論」教授、是研究者目前仍在調查中的議題

國中用語:與雷電相關的詞彙

國中高中雷電的本質是「非常大的靜電」

用墊板摩擦頭髮會讓頭髮豎起來,那種靜電和雷電其實是同類現象,差別只在於規模大小。順帶一提,規模較小的靜電,在某些場合也會引發火災(參見加油時的靜電)。

在雷雲中,上升氣流會讓冰粒和霰激烈碰撞。此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。結果就是雲的上部和下部分別累積了不同性質的電荷。可以把這想成是墊板和頭髮之間的關係在雲裡發生。

累積的電荷一旦超過極限,就會硬生生地穿過空氣,一瞬間流動起來。空氣平常不導電,但當電壓非常高時就會被擊穿。這稱為絕緣崩潰。

高中用公式驗證:聽到雷聲,就已經在射程之內

關於雷電,最實用的計算就是自己測量「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

距離到雷電的距離[m]
聲速約 340 m/s
經過的時間從閃光到聽見雷聲所經過的秒數

因為光幾乎瞬間到達,所以可以把看到閃光的那一刻當作「雷打下來的瞬間」。接下來只需要數聲音延遲到達的秒數就好。

慢慢數「一、二、三」,大致就能知道經過幾秒。這個計算完全不需要任何工具。這正是它最重要的地方。

② 代入數值實際算一次
閃光到雷聲經過 3 秒340 × 3 = 1020 m(約1公里)
閃光到雷聲經過 10 秒340 × 10 = 3400 m
換算成公里3400 ÷ 1000 = 3.4 km
閃光到雷聲經過 30 秒340 × 30 = 10200 m(約10公里)

大致記住「秒數 × 340 m」,3秒約1公里就足夠了。

③ 把算出的數字,轉換成實際感受 ― 這才是重點

聽到「10秒,表示有3.4公里那麼遠,還安全」,是很容易出現的想法。這正是本文最想傳達的錯誤認知。

下一次落雷不會打在跟前一次相同的地方。雷雲的範圍可達數公里到十幾公里,雲裡的任何位置都可能遭雷擊。如果3.4公里外剛剛打了一次雷,那就表示自己已經在那片雲的正下方,或是緊鄰的位置。

聽到雷聲 = 到雷電的距離最長也只是 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
這代表的意義聽到雷聲=已經在射程之內

這個計算的用途不是「還有幾分鐘」,而是用來判斷「已經危險了」。只要聽到雷聲,不論距離多遠,請立刻進入建築物或車內。

此外,最後一次聽到雷聲後,大約30分鐘內都不要外出,這是廣泛建議的做法。雷聲停止,不代表雷雲已經離開頭頂上方。

④ 試算一次雷擊的能量

了解規模之後,就能明白為什麼樹下如此危險。可以用能量 = 電壓 × 電流 × 時間來估算。

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噸(1000 kg)水升溫1℃所需熱量4.2 × 1000000 = 4200000 J
能讓1噸水升溫多少℃300000000 ÷ 4200000 ≒ 71 ℃

足以讓1噸水一口氣升溫71℃的熱量,在一萬分之一秒內釋放出來。若打在樹上,樹幹內的水分會瞬間蒸發成水蒸氣,使樹木直接裂開。

而且電流沿著樹幹往地面流動的途中,有可能側向飛向附近的人(側擊)。樹下這個地方,不能只因為能擋雨就選擇躲進去。請先進入建築物或車內。若無法做到,下一節會說明應該怎麼思考。

※ 電壓、電流、持續時間因每次落雷而有很大差異,此處數值僅為便於掌握規模的代表性參考值。

高中用數字看雷電

單次落雷(均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℃上下(約太陽表面溫度的5倍)
聲音傳播速度每秒約340 m(光速約每秒30萬公里)

※ 雷電的規模每次都有很大差異,上述數值僅為參考。

雷鳴(隆隆聲)的成因也可以用這些數字來說明。當放電路徑瞬間被加熱到3萬℃,周圍的空氣會爆炸性地膨脹。這股衝擊波以聲音形式傳播出去,就是雷鳴。之所以會隆隆作響拖得很長,是因為放電路徑延伸可達數公里,距離近的部分的聲音與距離遠的部分的聲音,到達的時間會有落差。

高中+為什麼「橡膠擋不住」

絕緣體能不能擋住電流,取決於它能承受多高的電壓。空氣在乾燥狀態下,大約每1公分就會在約3萬伏特時被擊穿絕緣。橡膠的耐受程度雖然更高,但差距並沒有到天差地別的程度。

雷電的電壓高達1億伏特等級,遠遠超過數公分厚的橡膠雨鞴所能承受的數值。對於已經穿越數公里空氣而來的電流而言,數公分厚的橡膠根本不算障礙。

另一方面,車內之所以安全,並不是靠絕緣,而是因為被導體包圍。在金屬箱體內,電流會沿著外側表面流動,幾乎不會影響到內部。這種性質稱為靜電屏蔽,也就是法拉第籠的原理。與橡膠輪胎並無關係。

大學用公式看步幅電壓

當電流 I 在地面擴散時,距落雷點 r 處的電位,若以大地電阻率 ρ 表示,大致可寫成 V(r) = ρI / (2πr)(假設呈半球狀均勻擴散)。

若雙腳位置分別在 r 與 r + d(d 為步幅),則兩腳之間的電位差為 ΔV = ρI/(2π) × [1/r − 1/(r+d)]。由於這個公式呈1/r差的形式,愈靠近落雷點(r愈小),數值就會急遽變大。縮小步幅 d,也就是雙腳併攏,即可減小ΔV,這正是這項對策的依據所在。

這種思考方式,在輸電設備與變電站的接地設計中,被規範為「接觸電壓・步幅電壓的允許值」,是電力工程學、高壓工程學所涵蓋的內容。

研究目前尚未解開的課題

換句話說,雷電雖然是身邊常見的現象,至今仍處於研究的最前線。請把本文內容當作「目前已知範圍」來閱讀。

與教科書的關聯(依程度分類)

程度科目・單元本文對應位置
國中理化・靜電與電流/聲音的性質/氣象雷電的本質、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、雷鳴拖得很長的原因
高中+物理・電場與電位/靜電屏蔽(許多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・高壓工程學・電力工程學步幅電壓的公式、接地設計、避雷設備
研究雷電放電的物理(未解決)雷電起始問題、落雷地點預測、蹲下姿勢的重新評估、球狀閃電、冬季雷
―防災・安全教育聽到雷聲就移動、前往室內或車內、撥打119與急救處置
參考・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. 日本大氣電學會(日本大気電気学会)「如何保護自己遠離雷電」(雷から身を守るには,安全對策指南)。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(包含將所謂「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(雷電起始問題、逃逸崩潰)。
  5. 日本電氣設備技術基準,以及接地設計相關規範(接觸電壓・步幅電壓的處理方式)。
  6. 日本急救醫學會(日本救急医学会)等機構,關於落雷傷病患急救處置的解說。

※ 電壓、電流、溫度等數值,會依雷電規模與測量條件而有很大差異。本文列出的是一般常被引用的代表性參考值。

※本文為大眾科學解說。實際的行動判斷,請依循氣象廳的發佈資訊,以及當地管理單位、消防機關、地方政府的指示。文中所列數值,僅為幫助理解原理的參考值。