オーストリアの雷検出システムALDISの専門家らは、雷の物理学にはまだ未解決の疑問が数多くあると報告した。雲の中で雷が発生したとき、一瞬のうちに何が起こるかは明らかではありません。通常、雲内で測定された電界強度は低すぎるため、それが原因であるとは考えられません。しかし、雷に必要な成分はわかっています。
必要なのは、地上付近の空気層と上空の空気層の間に非常に大きな温度差があることです。そうすると、中央ヨーロッパでは高さ 12 キロメートル以上に達する強力な雷雲が発生する可能性があります。この雲の中では、時速約100～150kmの強力な上下風が吹き荒れます。これらの風は、雲を通して水滴、氷の結晶、ひょう石を投げます。これにより、風船が布地をこするときと同様の静電気が発生すると専門家は説明した。
雲と雲、それとも雲と地球?
正に帯電した粒子は嵐雲の上部（約 8 ～ 12 キロメートル）に集まる傾向があり、負に帯電した粒子は下部（約 3 ～ 6 キロメートル）に集まる傾向があります。なぜこれが当てはまるのかはまだ完全には明らかになっていない、とALDISの雷専門家は報告した。プラスとマイナスの範囲の差が一定の大きさに達すると、大きな電気スパーク、つまり雷が発生します。電荷のバランスに応じて、雲-雲または雲-地球の稲妻になります。
可視雷放電（フラッシュ）は、人間の目には見えない、いわゆる第一誘導フラッシュによって準備されます。ほとんどすべての落雷では、この先頭の稲妻が雲の中で始まり、50 ～ 200 メートルのステップで地球に向かって突然成長します。誘導光が地面に到達すると放電され、用意されたチャンネル全体が明るく点灯します。これが目に見える稲妻です。
なぜ稲妻がちらつくのでしょうか？
最初の放電のチャネルでは、さらに数回の放電 (いわゆるフォローアップ フラッシュ) が、多くの場合、数千分の 1 秒の間隔で続きます。 1 秒間に最大 20 回以上のこのようなフォローアップ フラッシュが発生する可能性があります。この後続のフラッシュが大量に発生すると、肉眼でもフラッシュが点滅しているのが見えることがよくあります。 1回の放電で電流が流れる時間は数億分の1秒です。後続の 2 回のフラッシュ間の休止時間は、数ミリ秒から数 100 ミリ秒の間です。
空気の「引き裂き」
稲妻は 2,000 アンペア (2 キロアンペア) ～ 300,000 アンペア (300 キロアンペア) の電流に達します。ほとんどの落雷の電流は 10 ～ 30 キロアンペアです。雷管を流れる電流により、空気が突然摂氏約 30,000 度まで加熱されます。熱い空気は冷たい空気よりも多くのスペースを必要とするため、極度の過剰な圧力が発生します。比喩的に言えば、熱が空気を「引き裂き」、衝撃音を引き起こします。この過剰な圧力 (強打) は、圧力波として雷経路の周囲の全方向に広がります。
音速は毎秒 330 メートルであるため、圧力波が観測者に到達するまでに数秒かかります。光の速度がはるかに速いため、より早く観察者に到達するため、フラッシュはより早く見ることができます。雷の長い轟音は、雷経路のさまざまな部分からの圧力波の到着の遅れとエコー効果によって引き起こされます。