宇宙空間から雷放電とそれに伴う高高度放電発光現象(スプライト，エルブスなど)を観測し，それらの発生メカニズムの解明に迫る研究を行っています。我々の研究グループが主として開発したGLIMS観測器を，2012年に国際宇宙ステーション(ISS)・日本実験モジュール(JEM)に設置し2015年まで継続的な観測を実施しました(写真「JEM曝露部に設置したGLIMS」参照)。その結果，GLIMSは8,000例を越える雷放電を検出し(図「GLIMSが検出した雷放電の全球分布」参照)，その発光形状の多様性を明らかにしました(図「GLIMSが観測した雷放電発光」参照)。それと同時に，検出した雷放電のうち約700ものイベントで高高度放電発光現象を伴っていることも明らかにしました。また，GLIMSは雷放電とスプライトを真上から同時に観測することにも成功し(図「GLIMSが捉えた雷放電とスプライト発光」参照)，スプライトが元の雷放電から空間的にズレて発生していることを突き止めました。GLIMSによる世界トップレベルのデータから，この原因を特定するための研究を進めています。

また，地球のみならず金星や木星で発生する雷放電の研究も進めています。金星探査機あかつきに搭載した雷・大気光カメラ(LAC)を用いて金星で発生する過渡的な発光をとらえ，『はたして金星大気には雷放電が発生しているのか？』という長年の謎に決着を付けるための研究を進めています。また，2022年の打ち上げを目指す木星探査ミッション(JUICE)に搭載する可視カメラ(JANUS)を用いて木星の雷放電を観測し，木星の縞模様や大赤斑なのどの渦構造がなぜできるのか？という謎に迫るプロジェクトも進めています(図「木星探査ミッションJUICE」参照)。

地球で発生する雷放電を観測し，台風やゲリラ豪雨などに代表されるシビア気象の規模発達を直前予測するというプロジェクトも進めています。そのために，雷放電の放射するVLF帯電波と，温度・気圧・風向/風速などの気象データを自動的に記録する観測器を新規に開発し，これをフィリピンをはじめとする北西太平洋域の諸国に設置して観測網を構築するプロジェクトも進めています (写真「新規開発した雷・気象観測器」参照)。