Il fulmine, la parola deriva dal termine indogermanico bhlei = illuminare, è un fenomeno affascinante e che incute paura, che ha attratto l’umanità già dalla notte dei tempi. Per gli antichi Greci, Romani e Germani era legato all’umore di Zeus, rispettivamente Giove e Donar.
Solo nel 1752, lo statista e inventore americano Benjamin Franklin dimostrò che il fulmine è una scarica elettrica.
Durante un temporale, fece salire un aquilone in cielo che, assorbendo umidità, era diventato molto conduttivo. Non appena colpito dal fulmine, le scintille si propagarono fino all'altra estremità della cordicella. Fu un esperimento molto pericoloso.
Il principio dell’aquilone viene usato ancora oggi per le ricerche sull’elettricità del fulmine e sui suoi effetti, anche se al posto degli aquiloni vengono usati razzi.
A St. Privat D’Ailler in Francia e a Steingaden in Germania, nelle nuvole temporalesche si sparano sottili fili metallici con questi razzi. I fulmini creati artificialmente in questo modo vengono convogliati a terra alla stazione di misurazione (attivazione dei fulmini) dai fili metallici che evaporano.
Il fulmine è quindi una piccola scarica elettrica fra la nuvola carica di elettricità e la terra (fulmine a terra), fra due o più nuvole o fra diverse parti di una nuvola (fulmine di nuvola). Solo una piccola parte dei fulmini si scarica a terra.
I fulmini hanno origine nelle cellule temporalesche.
Vi sono molte teorie sull’origine dei fulmini. Oggi non si sa ancora con certezza quale sia la più calzante.
Fondamentalmente i fulmini nascono nelle cellule temporalesche che possono raggiungere anche diversi chilometri di diametro. Ogni cellula è attiva per massimo 30 minuti e in questo lasso di tempo crea in media da due a tre fulmini al minuto.
La cellula temporalesca si estende spesso fino a dieci chilometri di altezza, mentre la parte visibile da terra della nuvola è quasi sempre a uno-due chilometri di altezza.
Nel centro della cellula temporalesca vi è una forte corrente ascensionale responsabile della separazione delle cariche positive e negative che sono quelle che causano i fulmini.
Le cariche positive si trovano generalmente sui cristalli di ghiaccio nella parte alta della cellula, mentre quelle negative si trovano prevalentemente nella parte inferiore sulle gocce di pioggia. Sulla terra e poco sopra si raggruppano cariche positive che provengono soprattutto dall’acqua nebulizzata sulla punta delle piante.
Oltre alle cellule temporalesche di temporali convettivi, vi sono quelle dei temporali frontali causati da grossi spostamenti di aria a velocità di oltre 50 chilometri all'ora, per lunghe distanze.