Ladingseparatie in de wolk
In een onweerswolk (cumulonimbus) bewegen warme lucht en waterdamp omhoog, terwijl koude lucht en ijsdeeltjes naar beneden zakken.
Tijdens deze bewegingen botsen waterdruppels, ijskristallen en hagelkorrels tegen elkaar.
Door deze botsingen raken deeltjes elektrisch geladen. Lichtere ijskristallen krijgen een positieve lading en worden naar de bovenkant van de wolk gedragen door opwaartse stromingen. Zwaardere hagelkorrels krijgen een negatieve lading en zakken naar de onderkant van de wolk.
Ophoping van ladingen
Door de scheiding van positieve en negatieve ladingen ontstaat een sterk elektrisch veld in de wolk.
De negatieve lading in de onderkant van de wolk stoot elektronen op het aardoppervlak af, waardoor de grond direct onder de wolk een positieve lading krijgt.
Elektrische ontlading (bliksem)
Als het elektrische veld tussen de wolk en de grond, of binnen de wolk zelf, sterk genoeg wordt, ioniseert de lucht. Dit betekent dat de lucht (normaal een isolator) geleidend wordt.
Dit resulteert in een snelle elektrische ontlading: bliksem.
Deze ontlading kan plaatsvinden:
- Binnen de wolk (intra-wolk bliksem, intra-cloud)
- Tussen wolken (wolk-wolk bliksen, cloud to cloud)
- Of tussen de wolk en de grond (wolken-grond bliksem, cloud to ground).
Donder
De bliksem verwarmt de lucht in een fractie van een seconde tot temperaturen van meer dan 30.000°C.
Deze extreme hitte laat de lucht explosief uitzetten, wat de donder veroorzaakt.
Bliksem is dus een gevolg van de interactie tussen opwaartse en neerwaartse luchtstromen, botsingen tussen deeltjes, en het ontstaan van sterke elektrische velden.