Электрические заряды в облаке возникают при нарушении контакта частиц с разными электрохимическими потенциалами или при разрушении частиц. И в том и в другом случае ранее нейтральные частицы оказываются электрически заряженными. Если частицы с разными знаками зарядов падают с разными скоростями, во всем облаке появляются электрические поля.
В зоне облака, где электрическое поле велико, образуются электронные лавины, переходящие в нити электрических разрядов - стримеры. Сливаясь, они порождают яркий канал - ступенчатый лидер молнии. Промчавшись несколько десятков метров со скоростью около 5-10**7 м/сек, лидер на мгновение останавливается, как бы набирая силы перед следующим броском, свечение его слабеет. Затем он снова мчится несколько десятков метров, при этом ярко светятся все пройденные ступени. Потом снова остановка и снова рывок... У поверхности земли под влиянием мощного электрического поля лидера из выступающих предметов выбрасывается ответный стример, соединяющийся с лидером. По ионизованному лидером каналу следует главный разряд.
Главный разряд куда ярче лидера, температура его нередко выше 25 000°С. Длина канала молнии несколько километров, а диаметр крошечный - несколько сантиметров. Обычно молния состоит из немногих повторных разрядов, но их могут быть и десятки. Такая многократная молния сверкает секундами. Смещение многократной молнии ветром создает ощущение блестящей полосы.
Внутриоблачные молнии бывают длиннее тех, что бьют в землю. Как-то, пролетая вдоль гряды грозовых облаков, мы увидели молнию, вышедшую с одной стороны громадного облака и скрывшуюся в другой. Длина этой молнии, как показали наши измерения, превышала 50 км. Для сравнения напомним, что в лаборатории не удалось получить искры длиннее 25 метров,
Многое из того, что описывал Фламмарион, можно объяснить на основе добытых знаний. Кратковременность молнии делает понятным, почему убитый ею человек "остается в том же положении, в каком молния его застала". Смерть от разряда молнии следует уже через десятитысячную или тысячную долю секунды.
Жертвы, через тело которых прошел сильный ток, обугливаются, "превращаются в золу", а другие, убитые слаботочной молнией, кажутся невредимыми.
Нелогичное поведение молнии нередко объясняется тем, что основной разряд идет по пути наименьшего сопротивления. Протекая по влажной нижней одежде, имеющей небольшое (по сравнению с телом человека) сопротивление, ток молнии может сжечь белье, подкладку и не причинить вреда владельцу. Если разряд нагреет и испарит влагу одежды, то образовавшееся облако пара может сорвать платье. Кстати, самые большие повреждения деревьев молнией возникают именно при мгновенном образовании пара из древесных соков - нечто вроде взрыва.
Несколько лет тому назад группа японских школьников была застигнута грозой в горах. Как требуют альпинистские правила, вся цепочка детей была связана веревкой. Молния, попавшая в школьников, убила каждого третьего, не повредив остальных. Этот случай поразил научную общественность. Японцы провели детальное лабораторное изучение распространения сверхдлинных искр - аналогов молний. На макетах людей было показано, что молния перескакивает от металлической шпильки в голове макета к шпильке, укрепленной на руке, а от нее, минуя корпус, бьет в ногу. Это объяснило некоторые случаи, описанные Фламмарионом, но, увы, не раскрыло причину гибели каждого третьего школьника...
Лавины электронов, фотонов и рентгеновских лучей, возникающих при ударе молнии, могут отпечатать изображения на теле человека, дать своеобразный загар. Подобные эффекты воспроизведены в лаборатории. Испарение материалов при ударе молнии и их последующее осаждение на удаленных предметах может перенести позолоту.
Увы, не все рассказы очевидцев, приведенные Фламмарионом, достоверны. Например, недавние исследования показали, что молния в первую очередь бьет в одиночные деревья, независимо от породы. Поэтому в разных странах чаще поражаются разные породы деревьев, и английское присловье "беги дуба - ищи бук" может оказаться неверным в тех краях, где дубы образуют лес, а одинокие буки растут на полянах.
Многое непонятное нашло свое объяснение. Но... способность видеть чудеса растет с ростом квалификации людей. Сейчас кажется чудесным, что весь хаос грозы после разряда молнии точно по экспоненциальному закону меняет электрическое поле облака. И тоскующий по порядку исследователь гроз начинает понимать, что беспорядок, вероятно, таит в себе простые закономерности. Их открытие проложит дорогу к новым чудесам.
Каждый, кто когда-либо крутил электрофорную машину или хотя бы устроил короткое замыкание, хорошо знает, что короткую искру получить легче, чем длинную. Казалось бы, и в грозовом облаке должно быть множество очень коротких молний и немного длинных. На самом же деле молний короче километра не бывает. Почему?
Для того чтобы в лаборатории начался электрический разряд, необходима напряженность поля 3 000 000 в/м. В грозовом облаке напряженности больше 200 000 в/м еще никто не измерил. Может, в облаке разряду развиваться легче, чем в чистом воздухе лаборатории? Для того чтобы электрический разряд развивался, нужно подводить энергию в канал разряда. С клемм генератора, стоящего в лаборатории, эта энергия поступает. А в облаке? Клемм в облаке нет, есть 10**20-10**22 капель, снежинок и градин, хорошо изолированных друг от друга (расстояния между каплями превышают сотни их радиусов).
И вот вся эта масса изолированных, практически не взаимодействующих капель, разбросанных на десятках километров, за тысячные доли секунды отдает свои заряды в канал молнии. Чудо? Но это чудо тысячелетиями повторяется на Земле. Тривиальность? Но тогда нужно менять взгляды на условия возникновения и развития высоковольтного разряда.
Чудом кажутся и шаровые молнии. Их возникновение, время существования и энергия лежат за пределами разумности с точки зрения современной науки. Да и обычные линейные молнии, рождение которых однозначно связывали с кучево-дождевыми облаками, оказывается, могут греметь и в слоисто-дождевых облаках, где нет ни сильных вертикальных движений воздуха, ни крупных частиц, ни больших запасов влаги. То есть нет, казалось бы, необходимых условий для рождения грозы.