Ogni 3 secondi un fulmine si abbatte su qualche punto della terra, scaricando al suolo una corrente elettrica pari a quella necessaria per mantenere accese, seppure per qualche millesimo di secondo, 50.000 comuni lampade da 100 Watt. In Italia, ogni anno, cadono più di 600.000 fulmini. In particolare la regione più colpita è la Lombardia - 98.000 all'anno contro i 38.000 della Sicilia - con una media di 4 folgori per chilometro quadrato. I fulmini, per quanto violenti e temibili, servono in natura a mantenere immutata la quantità di cariche elettriche presenti nell'aria. In effetti dal punto di vista elettrico l'atmosfera può essere immaginata come un gigantesco condensatore, la cui armatura a carica negativa è il suolo terrestre mentre quella a carica positiva è l'elettrosfera, uno strato posto intorno ai 20-30 chilometri di altezza. D'altra parte nell'atmosfera, per effetto dei raggi cosmici e della radioattività naturale del suolo, vi è una notevole quantità di molecole ionizzate le quali vengono attratte dalle armature di opposta polarità. Questo via vai di cariche elettriche che si muovono vero l'alto o verso il basso generano, a scala planetaria, una corrente di circa 1500 Ampère e di 500 milioni di Watt. Una tale corrente, in ideali condizioni di bel tempo su tutto il Pianeta, scaricherebbe le armature del megacondensatore in appena 10-15 minuti, rimuovendo dall'aria tutta l'elettricità. Siccome in realtà la quantità di cariche elettriche presenti nell'atmosfera resta pressoché costante, sorge allora il sospetto che vi debba essere un meccanismo che reintegri, istante per istante, le cariche sottratte dalle armature del condensatore. In effetti i temporali, simultaneamente in atto in ogni istante intorno al globo, attraverso i fulmini restituiscono alle armature del "condensatore terrestre" le cariche neutralizzate dalle correnti di bel tempo.
Ma come si generano i fulmini? All'interno delle nubi temporalesche le veloci correnti ascendenti, trascinano verso la sommità le particelle più leggere, come le gocce e i cristalli di ghiaccio di dimensioni inferiori a 100 micron (1 micron = 1 millesimo di millimetro). Le particelle più pesanti invece, come le gocce di pioggia e i chicchi di grandine, non adeguatamente sostenute dalle correnti ascendenti, tendono a muoversi verso la base della nube e, nello stesso tempo, per induzione elettrostatica, si elettrizzano positivamente nella parte rivolta verso la superficie terrestre e negativamente nella parte superiore. Durante la caduta però la parte avanzata, a carica positiva, urta le gocce leggere in ascesa, cosicché quest'ultime nel contatto si elettrizzano positivamente. Invece le particelle più grosse, durante la discesa, impoverite di cariche positive, acquistano una carica complessiva negativa. Di conseguenza la nube temporalesca si carica negativamente in prossimità della base e positivamente alla sua sommità. L'elettricità negativa alla base della nube induce, sul terreno sottostante, una carica di segno opposto e di gran lunga superiore a quella, negativa, esistente con il bel tempo. A questo punto le molecole d'aria ionizzate, già preesistenti tra la base della nube e il suolo, vengono sottoposte, da parte della base della nube o del suolo, a forze attrattive o repulsive così intense da elettrizzare per urto le molecole d'aria circostanti, cosicché il numero di cariche si moltiplica rapidamente in un processo a cascata. Tali condizioni fanno sì che dalla parte inferiore della nube si diriga verso il basso un intenso flusso di molecole cariche negativamente, respinte dalla carica di ugual segno alla base del Cumulonembo e, nello stesso tempo, attratte dalla carica positiva del suolo sottostante. E' così iniziato il viaggio della scarica elettrica - la scarica guida - verso la superficie terrestre. Ogni fulmine è difatti composto, in successione, dalla scarica guida, dal lampo principale, dalla scarica guida veloce e dal lampo secondario. La scarica guida, composta di cariche negative, avanza verso il basso a piccoli passi di circa 100 metri lungo il percorso preferenziale creato dalla ionizzazione per urto. Impiega circa 2 microsecondi per ogni tratto (1 microsecondo = 1 milionesimo di secondo), e dopo pause di circa 100 microsecondi, inizia il passo successivo, generando un solco conduttore tra nube e terra. Quando la scarica guida, alla velocità di 8000 km al secondo, giunge a 50-100 metri dal suolo, da questo parte a sua volta il lampo principale, il quale sale verso la nube alla velocità di circa 46.000 chilometri al secondo, trasportando con sé l'eccesso di carica positiva del terreno. Il lampo principale percorre in senso inverso il canale elettroconduttore preparato dalla scarica guida, illuminandone con luce accecante diramazioni e tortuosità. Ma, dopo una brevissima pausa, dalla nube parte verso la terra la scarica guida veloce, seguita in verso opposto dal lampo secondario, entrambi poco luminosi. Nel fulmine tale serie di scariche si ripete 3-4 volte, per una durata complessiva di circa 30 millesimi di secondo, ossia inferiore al potere risolutivo dell'occhio che è di 40 millesimi di secondo. L'atmosfera attraversata dal fulmine viene surriscaldata fino a 10.000-17.000 °C, ovvero 2-3 volte la temperatura della superficie del sole.
L'improvvisa e rapidissima dilatazione dell'aria fortemente riscaldata urta violentemente l'immobile atmosfera circostante, dando luogo al caratteristico fragore del tuono, il cui cupo brontolio è udibile fino a 15-20 chilometri di distanza. Siccome il suono si propaga nell'aria alla velocità di circa 330 metri al secondo, ovvero di gran lunga inferiore alla velocità della luce (circa 300.000 chilometri al secondo), il bagliore del fulmine viene percepito prima che arrivi il tuono.
Sono più di 10.000 le persone che nel mondo ogni anno vengono colpite, i maniera più o meno grave, dai fulmini, con effetti che vanno dalla morte per folgorazione, a scottature di varia grado, fino a lesioni permanenti di organi interni. I fulmini difatti, a livello mondiale, sono la seconda causa di morte per eventi atmosferici dopo alluvioni e inondazioni improvvise. In particolare negli Stati Uniti i fulmini in media mietono 80 vittime l'anno, più di quelle provocate dai cicloni tropicali. Fatto estremamente curioso, gli uomini sono colpiti quattro volte più che le donne, e sembra che ciò sia dovuto in parte alle proprietà elettriche del testosterone, ormone maschile, e in parte al fatto che gli uomini svolgono un maggior numero di attività all'aperto, in condizioni perciò maggiormente esposte. Non sempre però il fulmine è letale, tutt'altro. Solo il 20-30 % delle persone colpite da un fulmine muoiono. Quando invece si dimostra letale, la morte solitamente avviene per arresto cardiaco o respiratorio. Anche i danni ad opere, manufatti, ed elettrodotti sono però ingenti e, solo in Italia, raggiungono svariati miliardi di lire all'anno. Per quanto riguarda i danni agli edifici le statistiche indicano che il 55% circa dei fulmini colpisce campanili, torri e guglie, il 38% i camini, il 6% i tetti. Questo spiega anche perché il campanile di San Marco a Venezia sia stato danneggiato dai fulmini ben 9 volte. Il fulmine provoca spesso perdite di bestiame e, a volte, vere e proprie ecatombi di pecore, animali che hanno l'abitudine di formare gruppo compatto, cosicché la colonna d'aria calda e umida, a carica positiva, che dal gregge sale verso la base della nube temporalesca, crea un percorso conduttore preferenziale attraverso il quale si scarica poi la folgore. Anche gli alberi, e in particolare le conifere, sono frequente bersaglio dei fulmini perché, per il noto effetto elettrico del potere disperdente delle punte, anch'essi tendono a disperdere sulla colonna d'aria sovrastante le cariche elettriche sottratte al suolo - così come avviene nel parafulmine - creando anche in questo caso un colonna d'aria conduttrice tra l'albero e la base del temporale. L'albero colpito dal fulmine tende molto spesso ad esplodere, perché l'acqua contenuta nella linfa del tronco, riscaldata fino a temperature di 10.000 -15.000 gradi nel volgere di poche millesimi di secondo, è costretta ad evaporare in maniera esplosiva.
Andrea Giuliacci - Centro Epson Meteo
(tratto da libro I Protagonisti del Clima - Andrea Giuliacci, Alpha Test editore)