I fulmini si originano quando si crea una differenza di potenziale elettrico all’interno di una nuvola o tra la nuvola stessa e il suolo. La parte luminosa del fulmine rappresenta la scarica elettrica che si muove dal suolo verso la nube. Gli zigzag visibili durante il fulmine sono causati da una forma altamente conduttiva di ossigeno chiamata “singoletto”, che si accumula in modo irregolare lungo il percorso del fulmine. Questo fenomeno è stato studiato dagli scienziati dell’Università del South Australia attraverso foto ad alta velocità.
I “leader” sono fenomeni che precedono i fulmini e consistono in scariche pilota di aria ionizzata e carica elettrica che si diffondono dal fondo di una nuvola temporalesca. I forti campi elettrici all’interno di queste nubi creano aree in cui si accumulano alte concentrazioni di ossigeno singoletto, le cui molecole hanno uno stato energetico più basso rispetto all’ossigeno normale. Il leader raggiunge il suolo e attiva il fulmine, rendendo visibile il percorso a zigzag. L’ossigeno altamente conduttivo fa sì che i gradini attraversati dalla scarica elettrica si illuminino intensamente per un breve istante, circa un milionesimo di secondo. Dopo ogni gradino luminoso, lungo circa 50 metri, c’è una breve pausa di oscurità, seguita da un nuovo balzo luminoso causato da un nuovo accumulo di ossigeno singoletto.
