Os enormes choques térmicos aliados às fricções provocadas pelas velocidades contrárias, levam à desestabilização elétrica do ar, ionizando-o – o relâmpago resulta essencialmente de ionização e eletromagnetismo.
A nível micro, uma quantidade incomensurável de átomos rouba eletrões aos vizinhos para compensar os que perde pelos choques e fricção provocados por uma loucura de velocidades vertiginosas em sentidos contrários. Existem raios negativos e raios positivos, podendo ocorrer nuvem-nuvem ou solo-nuvem. Os mais frequentes são os negativos, atingindo correntes de 30.000 amperes. Apesar de mais raros, os positivos podem atingir os 200.000 Amperes. Em média entre 50 a 100 raios por segundo acontecem no nosso planeta, que resulta num total de um a três mil milhões de raios anualmente – é portanto um fenómeno bastante comum. Acontecem cerca de 240.000 incidentes por raios por ano no mundo e cerca de 6.000 mortes.
Para o observador de um relâmpago, este apresenta-se como uma luz branca ou azulada de uma enorme intensidade, mas que dura apenas algumas dezenas de milissegundos. Essa luz é provocada essencialmente pela temperatura do plasma e também da excitação de azoto existente na atmosfera, sendo este o motivo para uma cor mais púrpura ou azulada.
Recentes estudos relacionam o aumento de poluição com a intensidade de tempestades elétricas e com o número de relâmpagos. Investigadores da NASA, do Goddard Earth Science Laboratories, assim o apontam. A poluição faz com que as partículas de água tenham uma menor dimensão e logo menos peso, retardando assim a condensação e permitindo que estas subam mais na atmosfera levadas nas bolsas de ar quente, levando a maiores diferenciais térmicos potenciando assim as tempestades elétricas.
Esta relação entre tempestades, aquecimento global, alterações climáticas e poluição é por demais consabida. Este intrincado puzzle que é o nosso planeta começa a ter peças desajustadas a mais.