Οι αστραπές και οι κεραυνοί είναι από τα πιο όμορφα αλλά κι από τα πιο επικίνδυνα φαινόμενα στη φύση.

 

Τα σύννεφα φορτίζονται σαν γιγαντιαίοι πυκνωτές στον ουρανό.


 

 

 

 

 

 

 

 

Σε μια καταιγίδα, τα ανώτερα στρώματα του σύννεφου είναι θετικά φορτισμένα και το χαμηλότερα αρνητικά. Πώς, όμως, αποκτά το σύννεφο αυτό το ηλεκτρικό φορτίο;

Δεν υπάρχει, ακόμα, συμφωνία μεταξύ των επιστημόνων, αλλά η περιγραφή που ακολουθεί δίνει
μια εύλογη εξήγηση. Με την εξάτμιση, συσσωρεύεται στην ατμόσφαιρα υγρασία που τη βλέπουμε ως σύννεφο. Τα σύννεφα μπορεί να περιέχουν εκατομμύρια εκατομμυρίων σταγονίδια νερού και πάγου, που αιωρούνται στον αέρα. Σταγονίδια που βρίσκονται στο στάδιο της συμπύκνωση, καθώς ανεβαίνουν, συγκρούονται με άλλα σταγονίδια ή με πάγο ή χιονόνερο, που πέφτουν προς τη Γη ή βρίσκονται στα χαμηλότερα στρώματα του σύννεφου. Σε αυτές τις συγκρούσεις τα μόρια νερού, που συνεχίζουν να ανεβαίνουν, απελευθερώνουν ηλεκτρόνια τα οποία παραμένουν στα χαμηλότερα στρώματα του σύννεφου και τα φορτίζουν αρνητικά. Τα σταγονίδια που ανεβαίνουν προς τα ανώτερα στρώματα έχουν χάσει ηλεκτρόνια, κι έτσι τα θετικά ιόντα συγκεντρώνονται στα υψηλότερα στρώματα του σύννεφου και τα φορτίζουν θετικά.

Σιγά-σιγά τα αρνητικά φορτία αυξάνουν τόσο πολύ, στα κατώτερα στρώματα, ώστε αρχίζουν να απωθούν τα ηλεκτρόνια από την επιφάνεια του εδάφους προς το εσωτερικό, με αποτέλεσμα η επιφάνεια τη Γης να αποκτά ισχυρό θετικό φορτίο. Αυτό που τώρα χρειάζεται είναι να δημιουργηθεί μέσα από τον αέρα, που είναι μονωτής, μια αγώγιμη διαδρομή έτσι ώστε, τα αρνητικά φορτία να περάσουν από τα κατώτερα στρώματα των σύννεφων στη θετική επιφάνεια του εδάφους.

Η διαδικασία ιοντισμού και δημιουργίας πλάσματος δεν διαδίδεται ευθύγραμμα.
Η αγώγιμη διαδρομή δημιουργείται με τον ίδιο ακριβώς τρόπο που δημιουργείται και στη γεννήτρια Van de Graaf. Στην κάτω επιφάνεια των σύννεφων η πυκνότητα του αρνητικού φορτίου είναι πολύ μεγάλη και επηρεάζει τα πλησιέστερα μόρια αέρα που ιοντίζονται, (δηλαδή, εμφανίζονται θετικά ιόντα και ελεύθερα ηλεκτρόνια, χωρίς, όμως, να υπάρχουν περισσότερα θετικά ή αρνητικά φορτία). Τα ελεύθερα πια ηλεκτρόνια απωθούνται έντονα από την κάτω επιφάνεια των σύννεφων και συγκρούονται με άλλα μόρια αέρα τα οποία, επίσης, ιοντίζουν. Αυτό το ιοντισμένο αέριο βρίσκεται σε μια ιδιαίτερη κατάσταση, την οποία ονομάζουμε "πλάσμα". Το πλάσμα έχει ευκίνητα ελεύθερα ηλεκτρόνια, όπως και τα μέταλλα, και είναι πολύ καλός αγωγός του ηλεκτρισμού, αντίθετα με τον αέρα που είναι πολύ καλός μονωτής.

Μεγάλες ποσότητες ηλεκτρικού φορτίου ακολουθούν πολλές χωριστές αγώγιμες πορείες.
Αυτή η διαδικασία ιοντισμού και δημιουργίας πλάσματος διαδίδεται προς το έδαφος χωρίς να ακολουθεί ευθεία γραμμή. Δηλαδή ο αέρας δεν ιοντίζεται εξίσου εύκολα προς όλες τις κατευθύνσεις, μια και η σκόνη και άλλα μικροσκοπικά σωματίδια που αιωρούνται κάνουν πιο εύκολο ή πιο δύσκολο τον ιοντισμό του αέρακαι τη δημιουργία πλάσματος προς τη μια ή την άλλη κατεύθυνση. Έτσι, δημιουργούνται πολλές χωριστές αγώγιμες πορείες ιοντισμένου αέρα τις οποίες μπορεί μετά ξαφνικά να τις ακολουθήσουν μεγάλες ποσότητες ηλεκτρικού φορτίου ως αστραπή (από σύννεφο σε σύννεφο) ή ως κεραυνός (από σύννεφο στο έδαφος). 

Αυτή η μεταφορά ηλεκτρικού φορτίου είναι ένα στιγμιαίο μεγάλης έντασης ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο συνοδεύεται πάντα με απελευθέρωση θερμότητας. Επειδή η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος είναι τεράστια, έτσι και το ποσό θερμότητας που απελευθερώνεται μέσα σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα είναι εξίσου τεράστιο. Αυτή η θερμότητα είναι η πραγματική αιτία της έντονης λάμψης που βλέπουμε και του δυνατού ήχου της βροντής που τη συνοδεύει , καθώς ο αέρας γύρω από την αγώγιμη πορεία θερμαίνεται ισχυρά και η θερμοκρασία του ανεβαίνει πολλές χιλιάδες βαθμούς Κελσίου. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ο υπερθερμασμένος αέρας αφενός να φωτοβολεί όπως στις λάμπες φθορισμού, κι αφετέρου να διαστέλλεται ξαφνικά, όπως σε μια ισχυρή έκρηξη. Αυτό το ωστικό κύμα της έκρηξης φέρνει το δυνατό κρότο της βροντής αλλά και καταστροφές σε μέρη που βρίσκονται κοντά στην περιοχή που συνέβη το φαινόμενο.