Temporali convettivi, microfisica del ghiaccio e separazione delle cariche

Perché si formi un fulmine, nella nube devono separarsi la carica positiva e quella negativa. La chiave sono la convezione profonda e la microfisica del ghiaccio: forti correnti ascendenti portano l'umidità in alto, negli strati gelidi, dove coesistono minuscoli cristalli di ghiaccio, granuli più grandi (graupel) e goccioline d'acqua sopraffusa.

Nelle collisioni tra queste particelle – soprattutto tra i leggeri cristalli di ghiaccio e i granuli più pesanti – avviene un trasferimento di carica. I cristalli più leggeri, carichi positivamente, vengono trascinati verso l'alto, mentre i granuli più pesanti, carichi negativamente, scendono. In questo modo la carica nella nube si separa verticalmente e si crea la tensione necessaria alla scarica.

Ne deriva un legame fondamentale: i fulmini si formano solo dove c'è abbastanza convezione profonda e fase ghiacciata. L'intensità e la frequenza dei temporali dipendono quindi in modo molto sensibile da temperatura e umidità – ed è proprio questa dipendenza la base fisica per cui la RS funziona come termometro globale Williams 1992.