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Todos los días caen sobre la tierra unos ocho millones de rayos, unos 6.000 cada minuto. Pero sólo suman 1/4 de todos los rayos que producen las dos mil tormentas que hay activas en el mismo momento en distintos lugares del planeta, o sea, unas 40.000 cada día.

Un rayo empieza a crearse cuando las corrientes de aire caliente de las capas bajas de la atmósfera ascienden y alcanzan las nubes de agua situadas en capas más altas y más frías. Lo que produce una fricción en las partículas de agua y de hielo que forman las nubes, causando la separación de las cargas positivas y negativas.

Todavía no se sabe perfectamente cómo, pero a causa de esa fricción las partículas más pequeñas que componen las nubes se cargan positivamente y ascienden movidas por el viento a la parte superior. Las cargas negativas se acumulan en partículas más grandes y pesadas que ocupan la parte baja de las nube y que están deseando ir a cualquier otro lado.

Si la cantidad de cargas negativas en la base de la nube es lo grande se produce una descarga de partículas negativas (no visible) que desciende desde la nube hacia la superfice de la tierra, que tiene carga positiva —también pueden “saltar” hacia otra zona de la misma nube o a distintas nubes, que es lo más común La descarga descendente se abre paso zigzageando por el aire a más de 430.000 km por hora, buscando las zonas mejor conductoras.

Cuando la descarga encuentra una estructura alta o se aproxima al suelo desde éste se produce una corriente de retorno de partículas positivas que en su viaje a través de la ruta abierta por el rayo, a casi la velocidad de la luz, producen el relámpago. Esta descarga eléctrica de vuelta es visible como un resplandor intenso y apenas dura un instante. En la mayoría de los casos la duración del relámpago es inferior al medio segundo y el tamaño medio menor de 5 cm de diámetro.

Una sóla descarga puede alcanzar los 30 millones de voltios y 100.000 amperios. Una gran tormenta eléctrica “puede acumular más energía que la contenida en una bomba atómica”, The Science of Lightning, Thunder and Thunderstorms.

La descarga del rayo produce además, el trueno. Éste se produce cuando el aire alrededor del rayo súbitamente se calienta hasta los 28.000 ºC, que es casi cinco ves más caliente que la superficie del Sol. El aire caliente se expande súbitamente, aumentanado su volumen a una velocidad superior a la del sonido. Pero al contacto con el aire frío circundante la masa de aire caliente vuelve a enfriarse y a contraerse repentinamente produciendo la onda de choque audible que llamamos trueno.

Por su naturaleza los rayos tienden a producirse más sobre algunas zonas del planeta que sobre otras. Como se ve en la imágen inferior, lo rayos apenas caen en los polos y son poco amigos del agua del mar, pero son habituales de las altas cumbres de las montañas y en las extensas llanuras y amplias mesetas comunes en África Central.

Distribución habitual en la caída de rayos a nivel global.
Imágen por Marit Jentoft-Nilsen, basada en datos proporcionados por el Global Hydrology and Climate Center Lightning Team.

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