Ο αέρας είναι ο φτωχός αγωγός, αλλά κατά τη διάρκεια του ηλεκτρικού ρεύματος Lightning περνάει από αυτό;

Ενώ ο αέρας θεωρείται γενικά κακός αγωγός ηλεκτρικής ενέργειας, η συμπεριφορά του κατά τη διάρκεια της κεραυνού μπορεί να αποδοθεί σε ένα φαινόμενο γνωστό ως ηλεκτρική κατανομή. Όταν η ισχύς του ηλεκτρικού πεδίου στον αέρα υπερβαίνει μια ορισμένη κρίσιμη τιμή, τα μόρια αέρα γίνονται ιονισμένα, δημιουργώντας μια διαδρομή μειωμένης αντίστασης για τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Αυτή η κρίσιμη δύναμη πεδίου ονομάζεται διηλεκτρική δύναμη ή δύναμη διάσπασης του αέρα.

Κατά τη διάρκεια μιας απόρριψης αστραπής, η συσσώρευση ηλεκτρικών φορτίων στην ατμόσφαιρα δημιουργεί ένα έντονο ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ των φορτισμένων περιοχών. Καθώς η αντοχή του πεδίου προσεγγίζει τη διηλεκτρική αντοχή του αέρα, τα μόρια αέρα υφίστανται μια διαδικασία που ονομάζεται ιονισμός. Αυτό σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια απομακρύνονται από τα γονικά άτομα ή τα μόρια τους, αφήνοντάς τα θετικά φορτισμένα. Αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια και ιόντα στη συνέχεια γίνονται διαθέσιμα για να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα.

Καθώς το ηλεκτρικό πεδίο συνεχίζει να ενισχύεται, όλο και περισσότερα μόρια αέρα γίνονται ιονισμένα, σχηματίζοντας ένα αγώγιμο κανάλι πλάσματος. Αυτό το κανάλι πλάσματος παρέχει μια διαδρομή χαμηλής αντοχής για να ταξιδέψει το ηλεκτρικό ρεύμα, επιτρέποντας τη μαζική ηλεκτρική εκκένωση μιας απεργίας αστραπής. Οι υψηλές θερμοκρασίες και οι πιέσεις που δημιουργήθηκαν κατά τη διάρκεια της εκφόρτισης αστραπής περαιτέρω ενισχύσεις στη διαδικασία ιονισμού, οδηγώντας στη δημιουργία ακόμη περισσότερου πλάσματος και της διάδοσης του ηγέτη αστραπής προς το έδαφος.

Μόλις ο ηγέτης αστραπής συνδεθεί με ένα γειωμένο αντικείμενο, όπως ένα δέντρο, ένα κτίριο ή η επιφάνεια της Γης, η κύρια ηλεκτρική εκκένωση ακολουθεί το καθιερωμένο κανάλι, απελευθερώνοντας μια τεράστια ποσότητα ενέργειας με τη μορφή θερμότητας, φωτός και ήχου. Αυτή η διαδικασία καταδεικνύει τον τρόπο με τον οποίο ο αέρας, παρά την χαμηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα υπό κανονικές συνθήκες, μπορεί να γίνει προσωρινός αγωγός κατά τη διάρκεια της αστραπής λόγω ηλεκτρικής βλάβης και σχηματισμού πλάσματος.