Певні атмосферні умови, наприклад, висока температура або вологість, сприяють утворенню грозових хмар.
Ці величезні, що мають форму ковадла маси хмар, зазвичай є різновидом купчасто-дощових хмар, нижня частина яких складається з крапельок води, а верхня - з кристалів льоду.
Сильні висхідні потоки в такому хмарі призводять до того, що електричні заряди водних крапельок поділяються, в результаті чого на верхніх концентруються позитивні заряди, а в підставі хмари - негативні заряди.
Іноді "кишеню" позитивно заряджених електронів виявляється в нижній частині хмари, в оточенні негативних зарядів. Верхня частина грозової хмари утворює гігантський диполь з землею і під впливом негативно зарядженого підстави хмари постійно існуюче в атмосфері у землі електричне поле раптово змінює свій напрямок і швидко наростає до 10 - 15 кіловольт на метр. В результаті електричний розряд між хмарою і землею стає неминучим. (Рис. 1)
Питома щільність грозових розрядів на землю
Перший етап освіти блискавки включає в себе початковий розряд низькій яскравості, відомий як спадний лідер.
Він формується в центрі хмари і рухається вниз до землі ступенями в декількох десятків метрів. (Рис. 2-a)
Одночасно, в міру зниження спадного лідера, електричний заряд в атмосфері на рівні землі збільшується.
У будь-який розташованої поблизу піднесеної точці, типу опори електропередач або громовідводи, негайно починається природна іонізація в вигляді електричних розрядів блакитного кольору. Це явище пояснюється ефектом закінчення заряду з вістря або ефектом корони, які спостерігаються, наприклад, моряками в грозу (відомим як вогонь Святого Елмо), або альпіністами, що повідомляли про те, що перед грозою вони чули характерний звук, схожий на дзижчання бджіл.
Як тільки спадний лідер виявиться досить близько до землі, іонізація внаслідок ефекту корони посилюється, особливо близько будь-якої підвищеної точки, і в кінцевому рахунку перетворюється в спрямований вгору розряд, висхідний лідер, що піднімається до хмари (Рис. 2-b).
Коли один з цих спрямованих вгору розрядів зустрічається з низхідним лідером, утворюється провідна доріжка, по якій пробігає потужний струм. Це і є блискавка, що характеризується яскравим спалахом і оглушливим звуком грому. (Рис. 2-c). Удар блискавки може складатися з безлічі послідовних зворотних блискавок, розділених кількома сотими частками секунди, наступних за тим же Високоіонізоване шляху.
Різні типи блискавок