人間は、船であれば何の審判も受けずに不純物の多い燃料を燃やすことができると考えた。だが、それは間違いだ。ROBIN_HOOOD/GETTY IMAGES

ギリシア神話の英雄オデュッセウスが、祖国に帰るための長い航海で数多くの苦難を経て以来、人類はあらゆる進歩を遂げてきた。それにもかかわらず、外洋での生活は依然として楽しいものとは言えない。21世紀になっても、船員たちは何週間も自宅から遠く離れて暮らしている。時間は長く、報酬は月並みで、災難に遭うリスクは決してなくなることはない。

さらに最近の研究でわかったことだが、海上にいる人々はオデュッセウスでさえ対処することのなかった問題に直面している。それは異常に多い雷だ。世界で最も船舶の往来が激しいいくつかの航路帯に沿って落雷が発生する頻度は、同様の気候条件にある付近の地域の2倍であることが明らかになったのだ。

このような話でよく連想されることだが、これはオリュンポスの神々の怒りのせいではない。この場合の責任は、船であれば何の審判も受けずに不純物の多い燃料を燃やすことができると考えた人間の傲慢にある。

雷とPM2.5の放出量の関係

これはワシントン大学と米航空宇宙局（NASA）の研究者たちの数年にわたる研究から明らかになったことだ。最初に発表されたのは「Lightning enhancement over major oceanic shipping lanes（大洋の主要な航路帯における雷の増加）」というタイトルの2017年の論文である。

このテーマが取り上げられたのは、当時大学院生だったカトリーナ・ヴァーツが、落雷について入手できるデータからさらに多くの分析結果を引き出す手法を考案したからだった。ヴァーツは論文の筆頭著者であるワシントン大学の大気科学者ジョエル・ソーントンとともに、この手法と落雷に関する11年分のデータを使って、落雷の頻度が特に高い地域の地図を作製した。そしてふたりはあるパターンに気づいた。「これらが航路帯であることは、すぐにわかりました」と、ソーントンは語る。

05年から16年までの間に東インド洋と南シナ海で発生した落雷の数（上のグラフ）と、船舶からのPM2.5の放出量（下のグラフ）を比較。人間が航行する場所と雷が落ちる場所には、明らかな相関関係があることがわかる。IMAGE BY AMERICAN GEOPHYSICAL UNION

この論文で研究者たちは、シンガポールとインドネシアの周辺を含め、北東インド洋と南シナ海に注目した。05年から16年までの間に東インド洋と南シナ海で発生した落雷の数（上のグラフ）と、船舶からのPM2.5の放出量（下のグラフ）を比較すると、人間が航行する場所と雷が落ちる場所には、明らかな相関関係があることがわかる。

そんなばかな、と思う人もいるかもしれない。しかし、雷についての多少の知識があれば、なるほどと思うだろう。

通常の状態であれば、大気中の微小な水粒子は雲凝結核を中心に凝結する。雲凝結核とは、小さなほこりや二酸化硫黄のような、大きさが50nm（ナノメートル）を超えるエアロゾル粒子だ。エアロゾル粒子が少なければ、それぞれが多くの水粒子を集める。そしてまとまって、低い高度で比較的厚みのない雲ができる。この雲が雨を降らせる。

エアロゾル粒子が大量にある場合は、それぞれに付く水粒子の数が少なくなるため、大気の高いところまで上昇して凍結する。その結果、高いところで雲ができ、そのなかにある氷や解けかけた雪の粒子がぶつかり合って電荷が移動する。電荷の違いによって電界が生じ、これが雷を生み出すわけだ。

この現象は、正式には「エアロゾルによる対流の活性化（aerosol convective invigoration）」と呼ばれる。ソーントンは、これを「触媒作用による雷（catalyzing lightning）」とも呼んでいる。

雷の観測と船舶による汚染とも関連性

ここで知っておく必要があるのは、粒子が多いほど雷が多くなること。そして化石燃料を燃やすと、確実にこれらの粒子が生じることだ。特に船舶が“悪者”であるとされるのは、船舶が港から港へ移動する際にバンカー燃料を使うからだ。

バンカー燃料とは、比較的軽いガソリンやジェット燃料、灯油などの精製後に、容器の底に残った黒くてどろどろした液体からつくられるもので、自動車用ディーゼル燃料と比べて約3,500倍の硫黄が含まれている。世界中の船舶が1日に燃やすバンカー燃料の量は330万バレル（約52万5,000立方メートル）に上る（少なくとも12月31日まではこの数字だ。この点についてはのちに説明する）。

ソーントンのチームは17年の調査で、世界雷位置観測網（WWLLN：World Wide Lightning Location Network）のシステムから、05年から16年に発生した1.5×109回の個別の落雷（つまり放電）に関するデータを引き出した。その後、リアルタイムの情報に基づいて、船舶による汚染量を詳細に推定する「地球規模大気研究のための排出量データベース」のデータと比較した。

これに続いて18年には、ワシントン大学の研究者であるピーター・ブロッシーとクリストファー・ブレザートンが、インド洋における船舶からの放出が雲の形成に与える影響を、コンピューターシミュレーションによって推定した。ソーントンとヴァーツ（現在はNASAに勤務）からも支援を受けて雷雨に対する影響を特定したところ、それは17年の研究と一致した。

来年には少し減少する？

農業のような人間によるほかの活動も、雲に対して同様の影響を与える可能性が高い（土に肥料をまくと、土中の細菌の活動が活発になって硝酸の放出が増える。これが雲凝結核になると考えられている）。しかし、航路帯に沿って見たほうが結果がわかりやすい。ほとんどの船舶は同じ円弧に沿って大洋を横断しているうえ、その領域は人間によるほかの行動の影響が限られているからだ。

雷は、大型船舶や人間にとって大きな脅威というわけではない（米国で落雷で死亡するのは年間50人程度だ）。しかし、この研究結果は、人間の日常的な行動がわれわれが住む世界に対して予測しにくい結果をもたらす場合があることを思い出させるひとつの例となる。「地球環境がどれだけ影響を受けやすいかを示しています」と、ソーントンは言う。

空が穏やかであってほしいと願う人々にとってはうれしいことに、問題の粒子が大気中にとどまる期間は数週間だ。つまり、いますぐ汚染行為をやめれば、その成果が表れるまで時間はかからないだろう。

こうした汚染は、年が明けると少なくとも少しは止まるかもしれない。現在よりも大幅に不純物の少ない燃料を船舶に使わせるための国際合意が発効するからだ。「これまでの傾向と逆行するような動きが見られるかもしれません」とソーントンは語る。

これは基本的に、一種の大規模な自然実験だ。その結果によって、より多くの船員たちが安全に帰宅できるようになる可能性がある。少なくとも、稲光や雷鳴におびえることが多少は減るはずだ。