Vorrei conoscere il meccanismo di “scarica” di un fulmine e il senso di moto delle cariche elettriche negative: dalla terra alla nuvola o viceversa?

E’ ben noto che i lampi sono prodotti da scariche  elettriche 
tra zone a potenziale  elettrico
positivo e zone a potenziale negativo ed è possibile che ci sia più di
un processo per spiegare questo fenomeno. Un’ipotesi è che quando le palline
di neve si congelano esse si spezzano e i frammenti esterni, carichi positivamente, 
vengano trascinate verso le zone superiori della nube.

Le parti centrali, che sono più pesanti, vengano trascinate
verso le zone inferiori della nube.

Qualunque sia il meccanismo,
le cariche  positive si accumulano  generalmente alla sommità della nube  e quelle negative sul fondo (anche se piccole
sacche di cariche  positive si
possono trovare a livelli più bassi). La carica negativa della nube  induce una carica positiva sulla superficie
della terra al di sotto della nuvola. Questa carica “ombra” scivola sul
suolo, trascinata  dalla nuvola
che si muove  portata dal vento.

Si possono produrre enormi
differenze di potenziale elettrico, sia all’interno della nuvola sia tra
la nuvola e la terra. Queste differenze di potenziale possono raggiungere
diverse centinaia di volt e alla fine la resistenza dell’aria si spezza
producendo il lampo di luce. Questo lampo può attraversare parti differenti
di nuvole, passare tra due nuvole o tra una nuvola e la terra.

I fulmini
si sviluppano  attraverso
diversi stadi. Tutti i fulmini sono scariche elettriche che hanno
luogo quando all’interno di una nube si forma un campo elettrico
tra le cariche elettriche positive in alto e quelle negative in
basso. Le cariche negative si  concentrano  al livello di 10°C.

Il primo ramo di un fulmine, detto scarica pilota, è relativamente
debole e discende dalla nuvola sviluppandosi lungo un cammino ramificato.
Quando un ramo raggiunge una struttura sopraelevata sulla superficie 
della terra la carica negativa della nube defluisce sul 
suolo carico positivamente.

Un lampo
di ritorno  illumina la nube
e scariche luminose successive sottraggono cariche alle parti più
lontane della nuvola. Il fulmine principale è estremamente rapido
e si muove tra nube e terreno a una velocità che può raggiungere
i 150.000 Km/s.