Per generare un fulmine, è necessario un’importante differenza di potenziale elettrico tra la terra e l’atmosfera, cioè una situazione in cui una zona dell’aria è molto positiva mentre un’altra è molto negativa. Questo squilibrio di carica si verifica in genere all’interno delle nuvole che si formano durante i temporali.
Le nuvole sono costituite per lo più da gocce d’acqua e cristalli di ghiaccio, che si scontrano durante i movimenti convettivi del vento e delle correnti d’aria. Durante questi processi, i cristalli di ghiaccio subiscono scambi di elettroni con le gocce d’acqua, diventando carichi negativamente mentre le gocce rimangono cariche positivamente. Questo processo di separazione delle cariche viene chiamato “effetto triboelettrico”.
Quando la distanza tra le parti cariche della nuvola e le parti cariche della Terra diventa sufficientemente corta, si verifica uno scambio di elettricità sotto forma di fulmini. In particolare, la carica negativa presente nelle basse parti della nuvola attira una carica positiva dal suolo, formando un ponte di carica tra i due poli.
A questo punto, si verifica una scarica elettrica a grande intensità, in cui gli elettroni vengono “strappati” dalle molecole dell’aria per formare plasma – un gas molto caldo e altamente ionizzato. Questo plasma è responsabile del caratteristico bagliore bluazzurro dei fulmini, che possono raggiungere temperature superiori a 30.000 gradi Celsius, dieci volte più calde della superficie del sole.
Ma il fulmine non si ferma al plasma. Durante la scarica, l’aria si surriscalda e si espande violentemente, producendo una forte detonazione sonora che percepiamo come tuono. Inoltre, la corrente elettrica che attraversa il fulmine può danneggiare gli oggetti in cui entra in contatto, causando disastrosi incendi.
In sintesi, i fulmini si generano quando una nuvola carica negativamente trova un ponte di carica con la Terra. Questo scambio di elettricità produce un’imponente scarica elettrica sotto forma di plasma, accompagnata da un forte bagliore e da un tuono. Malgrado la spettacolarità di questo fenomeno, è consigliabile osservarlo in sicurezza, evitando di avvicinarsi a oggetti metallici e di pianificare le attività all’aperto in occasione di temporali.