皆さんこんにちは！
この夏は日本全国で猛暑が続き、一部では雷雲による雷雨、大雨が各地を襲いました。
この雷雲、その名の通り雷（電気的放電）を伴います。それは、航空機にとっても重大な損傷を引き起こします。
雷雲を回避するためにパイロットはどのような行動をとるのでしょうか？
雷はいつ、どこで発生するのか、パート1
赤で囲まれた箇所は、ユナイテッド航空のボーイング 787 機の落雷によりフロントガラスに生じたシール損傷です。クレジット: NTSB
ユナイテッド航空のボーイング 787 機の落雷
2014 年 10 月 10 日、ロンドンのヒースロー空港 (LHR) を出発した時の天候は、高度
10,000 フィートの層雲から中程度の雨が降るというものでした。連邦航空規則第 25 部
で定められた広範な基準に従って設計、認定された最新の輸送機を操縦する経験豊富な
パイロットにとって、この天候は脅威となることはまずありませんでした。
ユナイテッド航空のボーイング787型機がLHRからヒューストンのジョージ・ブッシュ・
インターコンチネンタル空港（IAH）への飛行を開始してわずか6分で、一見無害な層雲層
からの落雷を受け、一連の故障が発生。その結果、主要部品が機能しないままLHRに緊急
帰還することとなったのです。落雷により、5つの主要表示装置のうち3つが消えた。機長の
前方風防ヒーターも作動しませんでした。
NTSB（アメリカ合衆国国家運輸安全委員会）の公式報告書から離れて、パイロットの視点
で考えてみましょう。大西洋横断飛行で、重い荷物を積んだ787型機を操縦していたが、
5つの主要フライトディスプレイのうち3つが消えていました。この故障に当てはまるチェッ
クリストはありませんでした。シミュレーターのトレーニングセッションで、飛行情報ディ
スプレイなどの重要な部品の損失に直面しながら、クイックリファレンスハンドブックの
ページをあちこちめくりながら、適用できるチェックリストを探している自分を想像してみてほしいのです。
これはかなりの混乱を招き、乗務員の負担を増大させます。ユナイテッド航空の乗務員は、
フロントガラスのヒーターが作動しないという別の故障も考慮する必要がありました。
チェックリストは簡単に見つけられましたが、落雷による損傷のため、手順書ではフロント
ガラスのヒーターを回復させることができませんでした。
風防ガラスの故障は、運航に大きな制約をもたらしました。これらの複数の故障の影響に
対処するには、相当な作業量が必要でした。彼らは慎重にロンドン・ヒースロー空港に戻る
ことを決定しましたが、これもまた、ロンドン・ヒースロー空港への帰還に向けて管制局と
の調整を行い、機体を着陸重量まで減速させる作業量を増加させました。乗務員のプロフェ
ッショナルな対応により、機体はその後の事故もなくロンドン・ヒースロー空港に戻ることができました。
事故後の点検で、機首左側と機長のフロントガラス付近に落雷箇所が発見されました。
また、左外側エルロンにも落雷箇所が確認されました。NTSBの最終報告書では、落雷に
よってディスプレイが操作不能になったと判定され、さらに、ディスプレイの電源リセット
を行うよう乗務員に指示がなかったことも指摘されました。
雷はどこで発生するのでしょうか?
雷の発生回数が最も多い地域はピンク色で表示されています。クレジット：NASA
フランス航空宇宙研究所の推定によると、米国の民間航空機は平均して1,000飛行時間ごと
に1機の雷に打たれているということです。米国空軍は、軍用航空機における気象関連
の飛行中事故の50%以上が雷によるものだと指摘しています。
NASA地球観測所によると、雷は海よりも陸地で多く発生し、特に赤道に近い場所でより
頻繁に発生します。陸地では水域よりも対流活動が活発になると予想されます。これは、
地表が太陽光を吸収し、水よりも早く温まるため、強い対流が発生し、雷を伴う嵐が発生するためです。
上の画像では、雷の発生回数が最も多い地域がピンク色で示されています。このデータは
1995年から2013年にかけてNASAの衛星によって収集されたものです。中央アフリカと
南米では、年間1平方キロメートルあたり20回を超える雷が発生しています。中央アフリカ
の明るい色の地域では、年間1平方キロメートルあたり70回を超える雷が発生しています。
雷の発生回数が最も多いのはコンゴ民主共和国の極東で、年間158回/平方キロメートルと
なっています。南北アメリカ全体で雷の発生率が最も高いのはベネズエラ北西部です。
データのさらなる分析により、興味深い地域的な傾向が明らかになりました。NASAの地球
水文学・気候センター雷チームのメンバーであるダニエル・セシル氏は、モンスーン到来
直前の天候が不安定で変わりやすい5月に、インド極東で雷の発生が集中していることを指摘しています。
危険のない天気
国立暴風雨研究所は、直撃雷のリスクが最も高い大気条件を避けることで、直撃雷の発生
確率を下げることを推奨しています。これは常識のように聞こえますが、気象学者が雷を
気まぐれでランダム、確率的で予測不可能な現象と表現していることを考えると、実際にはそれほど簡単ではありません。
落雷のほとんどは、顕著な対流活動を示す気象セルの近くで発生するというのが一般的な
認識ですが、航空機落雷の歴史的記録は、そうではないことを示しています。
過去の事例を振り返り、どの気象条件で最も多くの落雷が発生したか、そして関連する気象
条件を回避するために乗務員がどのような困難に直面したかを明らかにしましょう。
分析には、NASA航空安全報告システムに登録されている328件の事例、FAAインシデント
データベースに登録されている49件の事例、そして英国民間航空局（CAA）の強制発生
報告システムに登録されている195件の事例が含まれています。
驚くべきことに、落雷の63%は、飛行乗務員が悪天候の脅威と認識していなかった天候下で
発生しました。航空機への落雷の相当数は、近くに降雨の兆候がない雲の中にいる航空機、
あるいは雷雲から安全と想定される距離にある晴天時を飛行している航空機に発生していま
す。降雨の最も近いレーダー反射地点から25マイル（約40キロメートル）離れた地点を
飛行している航空機への落雷も報告されています。
対照的に、気象レーダーまたは目視で観測された気象セルを迂回しようとした際に発生し
た落雷は、わずか12%にとどまりました。輸送機にとって脅威となる天候とは考えにくい
軽い降雨は、落雷の6%に見られました。中程度の雨は6%、雪は4%でした（そして、吹雪
の中でも雷と脅威となる対流活動は確かに発生します）。
これらの数字は、航空会社やメーカーが過去に実施した調査とどのように比較されるので
しょうか？ユナイテッド航空の航空機に発生した99件の落雷事故を調査したところ、落雷
事故の約40%は雷雨が報告されていない地域で発生していました。雷雨が発生している地域で発生した落雷は、全体のわずか33%でした。
上記のデータサンプルを1971年に行われた研究と比較対照してみると興味深い。米国の
民間航空会社5社（アメリカン航空、ブラニフ航空、コンチネンタル航空、イースタン航空
ユナイテッド航空）とゼネラル・エレクトリック社高電圧研究所は、「航空雷撃報告プロ
ジェクト」を結成しました。このプロジェクトの目的は、航空機が雷に打たれる状況と、
その結果として航空機の構造、電気系統、航空電子機器に及ぼされる影響について、より深く理解することです。
この報告書は、ターボジェット輸送機に発生した153件の落雷事故を対象としており、
航空機への落雷発生時には以下の状況が存在していたことが判明しました。
- 85%は雲の中にあった
- 83%が降雨を経験した
- 72%が乱気流を経験した
- 50％が攻撃前に電気活動（イヤホンの静電気、セントエルモの火）を経験した
- 衝突事故の95%は23,000フィート以下の高度で発生しました。
- 5% は 33,000 ～ 37,000 フィートの間で発生しました。
国立シビアストーム研究所、NASAラングレー研究センター、NASAゴダード宇宙飛行
センターによるコンベアF-106Bを用いた共同プロジェクトでは、研究機への直撃の大部分
が細胞進化の衰退期に発生したことが明らかになりました。低高度飛行中の直撃時の乱気流
や降雨強度といった環境条件は、いずれも無視できる程度か、あるいは光量レベルでした。
雷雨中の航空機への直撃確率は、落雷発生率の低下に伴って増加します。
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