Existen distintas teorías sobre la electrificación de las tormentas que pueden separarse en dos grupos, según que para su explicación se requiera, o no, la presencia de cristales de hielo. La mayor parte de los meteorólogos opinan que la primera es la hipótesis correcta ya que no se observa actividad eléctrica hasta que las nubes no alcanzan un desarrollo bastante notable, con hielo en las capas superiores.

Las gotas de agua y los cristales de hielo en la nube chocan y se rompen al frotarse entre sí en las fuertes corrientes de aire. Esta acción desarrolla cargas eléctricas positivas en la parte superior de la nube y negativas en la base. Esto induce una carga positiva creciente en la superficie de la Tierra. El potencial eléctrico entre la nube y la Tierra aumenta, hasta que un rayo "piloto" iniciador abre un canal conductor hacia la Tierra, seguido de rayos discontinuos los cuales se mueven hacia abajo durante cortos lapsos hasta que se encuentran con el flujo de corriente que sube desde la tierra. El relámpago proveniente desde la superficie ilumina las ramas o bifurcaciones del rayo y da la apariencia de que el rayo bajó desde la nube. Cuando el potencial eléctrico se reduce o la ionización inicial del aire se disipa continúan las descargas. El tiempo transcurrido en todo este proceso es de un segundo.

Los rayos pueden propagarse entre una nube y el suelo, entre dos nubes o dentro de una misma nube.

El principio del pararrayo es interceptar el rayo antes de que éste alcance la estructura que se desea proteger, descargando la corriente a Tierra a través de un cable grueso y de muy baja resistencia eléctrica.

El relámpago es la iluminación del cielo o más bien de las nubes como consecuencia del destello de un rayo lejano. A raíz de la distancia, es común no percibir sonido alguno.

El trueno es el ruido asociado a la caída de un rayo. El motivo del ruido es el siguiente: el canal de descarga es un conductor gaseoso de un diámetro del orden de los 10 cm. Al recorrer el canal un gran pulso de corriente, se produce un calentamiento casi instantáneo del aire contenido (hasta 25.000ºC). Como consecuencia de este calentamiento rápido, el aire se expande localmente con una velocidad mayor que la del sonido, produciéndose una onda similar a la de una explosión.

La centella: es una rara variedad de rayo que se presenta como una bola luminosa de 30 cm. de diámetro aproximadamente. Se mueve muy rápidamente desde la nube a la Tierra produciendo un silbido característico. Suelen desplazarse por los alambrados y líneas telefónicas o permanecer suspendida el aire. Pueden explotar ruidosamente o desaparecer en silencio.

Material suministrado por Andrea Rosa Bidone del Área de Sismología y Meteorología