يحدث البرق نتيجة تراكم الشحنات الكهربائية داخل الغيوم، أو بين الغيوم، أو بين الغيوم والأرض. إليك شرح تفصيلي للعملية :

1. تكوين الشحنات:

*

الاحتكاك:

تتكون الغيوم من جزيئات الماء والجليد وبلورات الثلج. عندما تتصادم هذه الجسيمات مع بعضها البعض داخل الغيمة أثناء تيارات الهواء الصاعدة والهابطة، يحدث احتكاك. هذا الاحتكاك ينقل الشحنات الكهربائية، حيث تكتسب بعض الجسيمات شحنة سالبة (-) والبعض الآخر شحنة موجبة (+).

*

الاستقطاب:

تكون الجسيمات الأخف وزناً (مثل بلورات الجليد الصغيرة) تحمل شحنات موجبة تميل إلى الارتفاع إلى أعلى الغيمة، بينما الجسيمات الأثقل (مثل حبات البرد) تحمل شحنات سالبة وتميل إلى الهبوط إلى أسفل الغيمة. هذا يؤدي إلى فصل الشحنات، حيث تتجمع الشحنات السالبة في الجزء السفلي من الغيمة، والشحنات الموجبة في الجزء العلوي.

2. التفريغ الكهربائي:

*

زيادة الجهد:

يتراكم فرق كبير في الجهد الكهربائي بين المناطق ذات الشحنات المختلفة داخل الغيمة، أو بين الغيمة والأرض. كلما زاد تراكم الشحنات، زاد فرق الجهد.

*

التأين:

عندما يصل فرق الجهد إلى مستوى معين (ملايين الفولتات)، يبدأ الهواء المحيط بالغيمة بالتأين. يعني التأين أن جزيئات الهواء تفقد أو تكتسب إلكترونات، مما يخلق قناة موصلة للكهرباء.

*

الخطوة الرائدة (Stepped Leader):

يبدأ تفريغ كهربائي غير مرئي يسمى "الخطوة الرائدة" من منطقة الشحنات السالبة في الغيمة باتجاه الأرض. تتقدم هذه الخطوة بشكل متقطع، على شكل خطوات قصيرة ومتكررة، متفرعة أحياناً.

*

العودة السريعة (Return Stroke):

عندما تقترب الخطوة الرائدة من الأرض، ينطلق تفريغ كهربائي عكسي من الأرض (عادةً من جسم موصل مثل شجرة أو مبنى) نحو الخطوة الرائدة. هذا التفريغ هو ما نراه كـ"برق"، ويُعرف بـ"العودة السريعة". إنه سريع جداً، ويسافر بسرعة تقارب سرعة الضوء.

*

التفريغات المتعددة:

قد يحدث أكثر من عودة سريعة واحدة على نفس القناة، مما يجعل البرق يبدو وكأنه متعدد الضربات.

في ملخص:

يحدث البرق بسبب تراكم الشحنات الكهربائية داخل الغيوم أو بينها وبين الأرض، ثم التفريغ المفاجئ لهذه الشحنات عبر قناة موصلة، مُنتجة ومضة ضوء (البرق) وصوت الرعد.