Наиболее известное электрическое явление в атмосфере — молния. Она возникает во время грозы, когда в соседних частях облака или на участках земной поверхности, граничащих с заряженными областями атмосферы, накапливаются электрические заряды. Природа таких зарядов точно еще неизвестна, но, по-видимому, они чаще всего образуются тогда, когда внутри облака создаются сильные восходящие потоки воздуха.

Молния проскакивает как электрический разряд между областью с положительным зарядом и областью с отрицательным зарядом. Одна широко распространенная теория объясняет появление ее следующим образом. В облаках при разбрызгивании крупных капель воды или разрушении кристаллов льда мелкие капельки заряжаются отрицательно, т. е. приобретают избыточные электроны, а более крупные капли — положительно. По мере того как мелкие отрицательно заряженные капельки группируются в центре облака, а более крупные, положительно заряженные, собираются ближе к наружным его. частям, в облаке накапливается электрический заряд.

По другой теории, положительные заряды образуются на ледяных кристаллах в верхней части облака, тогда как в нижней его части вокруг положительно заряженных частиц группируются частицы с отрицательным зарядом. Обычно Земля по отношению к атмосфере заряжена отрицательно; тем не менее отрицательно заряженные части облаков, двигающихся над земной поверхностью, индуцируют на ней отдельные участки с положительным зарядом.

Поскольку воздух — плохой проводник электричества, электрический ток между этими разноименно заряженными   областями   возникает не сразу, а постепенно, по мере того как между облаком и Землей создается очень большая разность потенциалов. Молния же развивается лишь тогда, когда эта разность потенциалов оказывается достаточной для преодоления электрического сопротивления воздуха.

Молния представляет собой искровой электрический разряд между соседними частями облака или между отрицательно заряженной Землей и положительно заряженной центральной частью облака. Хотя большинство молний и возникает внутри облаков, но и на земной поверхности иногда наблюдается стенание заряда с выступающих (острых) предметов; это явление может приносить большой ущерб и быть весьма опасным для объектов, находящихся вблизи таких предметов.

Молния развивается следующим образом. Первый отрицательный заряд — лидер — движется в положительно заряженную область. По проложенному пути проходят несколько более слабых, ступенчатых лидеров. Затем развивается главный канал молнии, по которому переносится положительный заряд — обратный разряд. Главный разряд движется в сторону отрицательно заряженной области, и основная часть электричества протекает по этому «мосту», обусловливая развитие главного канала.

Таким образом, вопреки широко распространенному мнению, молния может не только дважды ударить в одно и то же место, но и сделать это даже несколько раз в пределах одного разряда.

Гром, сопровождающий молнию, возникает в результате выделения огромной энергии во время электрического разряда. При прохождении молнии воздух нагревается до 10 00С°С. Внезапное расширение и затем сжатие воздуха создает раскаты грома, которые мы слышим вслед за молнией.

Тихие электрические разряды в воздухе дают пищу для создания многих легенд. Так, шаровая молния, представляющая собой электрический разряд сферической формы, могла послужить поводом для некоторых сообщений о летающих блюдцах. Двигаясь в воздухе, шаровая молния иногда издает свистящий звук, что усиливает впечатление о ее якобы сверхестественной природе.

Различные формы молнии называются по-разному. Линейная молния представляет собой единичный разряд, ударяющий в Землю. Ленточная молния имеет вид полосы, тянущейся от одного облака к другому. Ветвистая молния имеет много ответвлений от основного канала, а четочная молния образуется из обычной линейной молнии, когда она разрывается на отдельные звенья. Зарница, обычно не сопровождающаяся громом, представляет собой обыкновенное отражение далекой молнии на облачном покрове. Гром при этом не слышен потому, что он возникает на очень большом расстоянии от наблюдателя, который тем не менее может видеть молнию. Однако происхождение и действие этой молнии совершенно такое же, как и у всех других электрических разрядов в атмосфере.