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。
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。
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。
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。
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。
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。
它會從樹上飛過來，也會沿著地面傳過來。
那麼，該怎麼做
- 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。
- 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。
- 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。
- 「穿橡膠雨鞴或雨衣就安全」――錯誤。雷電的電壓可以輕易穿透數公分厚的橡膠。在數億伏特的電壓面前，橡膠完全無法發揮絕緣效果。
- 「身上帶金屬會更容易被雷打到」――錯誤。一般認為，飾品或雨傘骨架這種程度的金屬，並不會改變落雷的位置。為了拿掉它們而停下來的那段時間，反而更危險。不過金屬會變得高溫，仍可能造成燙傷。
- 「車內安全是因為橡膠輪胎」――錯誤。真正的原因是金屬車身會把電流導向外側。因此敞篷車、機車、自行車並不安全。
- 「雷不會打在同一個地方兩次」――錯誤。雷會選擇較高的地方落下，所以條件好的地方會反覆遭雷擊。曾經被打過的地方，反而是比較容易再次被打的地方。像東京晴空塔這類高大建築物，每年都會多次遭到雷擊。
- 「在樹下只要離樹幹遠一點就沒事」――不夠充分。離得愈遠確實愈安全，但請直接避開「躲在樹下」這個選擇本身。
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。
- 立刻撥打119，告知對方遭到雷擊
- 若沒有呼吸或反應，開始進行胸外按壓（心臟按摩）。若有AED請使用
- 一般認為，即使因雷擊導致心跳或呼吸停止，適當的急救處置仍有機會挽回生命
- 但若現場仍有危險，請先移動到安全的地方再進行處置。下一道雷可能會打在同一個地方
靠光和聲音，可以判斷距離
- 看到閃電後，立刻開始數秒數
- 聽到隆隆雷聲後，停止數數
- 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
- 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
- 側擊雷：正文中「從樹飛向人」的現象，英文稱為 side flash。被認為是樹下事故的主要原因。
- 步幅電壓：地面擴散的電流，在兩腳之間產生的電壓差。英文稱為 step voltage。
- 直擊雷：直接打在人或物體上的雷。
- 保護範圍：在高大物體附近，一般認為相對不容易遭雷擊的範圍。但前提是要與該物體保持足夠的距離，樹木正下方並不包含在內。
- 避雷針：用來接住雷電，再透過粗導線安全導向地面的設備。它的作用不是阻止雷電，而是為雷電準備一條通路。
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。
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。
| 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。
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。
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
| 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
- 雷電究竟是如何開始的。這是大氣電學中著名的未解難題。理論上空氣絕緣被擊穿需要每公尺約300萬伏特，但雷雲中實際測得的電場強度，卻比這個數值小了將近一個量級。即便如此，放電依然會發生。有學者提出宇宙射線可能是觸發機制的假說（逃逸崩潰），但尚未有定論。這是每天在全世界各地發生的現象，卻連起始機制都尚未確定。
- 落雷的位置目前還無法預測。雖然可以觀測雷雲的接近，但無法事先判斷下一次雷擊會打在哪個具體地點。因此安全對策靠的不是「預測」，而只能是「離開現場」。
- 蹲下姿勢的效果，正在被重新檢視。過去「雷電蹲」曾被當作標準教學內容，但美國氣象機構在2008年前後，已將其從建議事項中移除。理由是「並不能提供有意義的保護，卻會讓人誤以為很安全」。在日本，這仍被當作最後手段來說明，但更準確的理解應該是「並非做了就能保命的姿勢」，而是「在真的別無他法時，近似安心作用的措施」。
- 球狀閃電的真實原理尚不明確。世界各地都有雷雨時發光球體漂浮的目擊紀錄，也有偶然拍到的觀測案例，但目前既無法重現，也無法完全解釋。
- 日本海側的冬季雷電，在世界上也相當特殊。有時會觀測到放電能量比夏季雷電更大的情況，加上風力發電風機的受損案例，相關研究正在持續進行中。
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 |
- 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。
- 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。
- 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）。
- 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）。
- 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）。
- 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。