Tipi di fulmine, come e perché si generano

Immagine con le relative spiegazioni, prelevata da Wired "In the Strike Zone: What Lightning Teaches Us".

Prima di tutto bisogna analizzare la genesi delle cariche all'interno delle nuvole. Le differenze di carica si formano per lo scontro, dentro il cumulonembo temporalesco, tra cristalli di ghiaccio che salgono e chicchi di grandine che precipitano verso il basso.
I chicchi strappano ai cristalli elettroni (che hanno carica negativa) e si caricano negativamente. I cristalli acquistano, invece, carica positiva. La perforazione dell'aria non è istantanea; dalla nuvola parte una scarica iniziale (detta "scarica pilota" o "scarica leader“) non visibile, che procede a scatti con una velocità di 100 chilometri al secondo, dalla terra parte una scarica di segno opposto, detta di richiamo. Al momento dell'incontro tra le due scariche si ha il fulmine, una scarica finale chiamata scarica di ritorno. Al suo interno il fulmine può sviluppare una temperatura di 15000 gradi centigradi.
La corrente raggiunge il picco massimo in un tempo brevissimo pari a qualche microsecondo, mentre globalmente il fenomeno può durare tra qualche decina e qualche centinaia di microsecondi. Esistono quattro tipi di fulmine: negativo discendente, quando la scarica leader ha carica negativa e parte dalla nube verso terra, positivo discendente, quando la scarica leader ha carica positiva, positivo (o negativo) ascendente, quando ha carica positiva (o negativa) va dalla terra alla nube. La propagazione del fulmine può essere tra nube e terra, tra terra e nube, all’interno della stessa nube, tra due nubi distanti o tra nube ed aria. II colore del fulmine è indice dell'umidità dell'aria, tanto maggiore sarà il colore rossastro, quanto maggiore sarà l'umidità presente nell'aria. Se il fulmine appare di colore bianco vuole dire che l'aria è particolarmente secca e si corre pericolo di incendi. Spiegazione fornita dal Prof. Roberto Mugavero della Facoltà di Ingegneria degli Studi di Roma "Tor Vergata".