嵐を追う実験が森の発光を捉えた

ペンシルベニア州立大学の研究者は、雷雨の最中に木々の梢からかすかな電気の輝きを捉え、科学者が70年以上も前から疑っていた自然現象を直接観測した。Science Daily が Penn State の資料をもとに報じたこの出来事では、コロナ放電、つまり嵐による電場の活動で葉の先端に生じる微小な電気の放出が確認された。

研究チームの現地調査は 2024 年 6 月、屋根から伸びる特注の伸縮式気象観測装置を備えた改造済みの 2013 年型トヨタ・シエナで始まった。研究者たちは米国東海岸を走り、実験室で見られるコロナ放電が森林でも自然に起こるのかを確かめられるほど強い雷雨を探した。

コロナ放電とは何か

コロナ放電は、尖った物体の周囲に強い電場が生じ、近くの空気が電離するときに起こる。木の場合、葉先や枝の構造が微小な電気パルスを生み出す場所になりうる。発光は非常に微弱で、紫外線域に現れるため、雷雨の空の下に立っていても普通は見えない。

実験室では、光量を厳密に制御できるため、こうした輝きは観察しやすい。Penn State の報告によると、コロナはほぼ真っ暗な気象・大気科学実験室でははるかに見つけやすい。屋外では、可視光や嵐の条件によって検出はずっと難しくなる。

なぜ長くかかったのか

森林が嵐の中でコロナ放電を生むかもしれないという考えは何十年も議論されてきたが、現地での確認は難しかった。雷雨は研究対象として扱いづらい。移動し、変化し、消散し、安全上の制約もある。Penn State のチームは当初、夏の雷雨が多いフロリダを狙ったが、天候は協力しなかった。3 週間にわたり、研究者たちは短命な嵐を追いかけたが、有用なデータを集める前に終わってしまった。

突破口は、チームがペンシルベニアへ戻り始めたときに開けた。ノースカロライナで状況が変わり、より大きな嵐が研究者たちに必要な機会を与えた。その結果の観測は、提示された原文で述べられている、木々の梢からの自然なコロナ放電の最初の直接確認となった。