Sebbene l'aria sia generalmente considerata un cattivo conduttore di elettricità, il suo comportamento durante i fulmini può essere attribuito a un fenomeno noto come guasto elettrico. Quando l’intensità del campo elettrico nell’aria supera un certo valore critico, le molecole dell’aria si ionizzano, creando un percorso di resistenza ridotta per il flusso della corrente elettrica. Questa intensità di campo critica è chiamata rigidità dielettrica o resistenza alla rottura dell'aria.

Durante la scarica di un fulmine, l’accumulo di cariche elettriche nell’atmosfera crea un intenso campo elettrico tra le regioni cariche. Quando l’intensità del campo si avvicina alla rigidità dielettrica dell’aria, le molecole dell’aria subiscono un processo chiamato ionizzazione. Ciò significa che gli elettroni vengono strappati dai loro atomi o molecole genitori, lasciandoli caricati positivamente. Questi elettroni e ioni liberi diventano quindi disponibili per trasportare corrente elettrica.

Man mano che il campo elettrico continua a rafforzarsi, sempre più molecole d’aria si ionizzano, formando un canale conduttivo di plasma. Questo canale di plasma fornisce un percorso a bassa resistenza per il passaggio della corrente elettrica, consentendo la massiccia scarica elettrica di un fulmine. Le alte temperature e pressioni generate durante la scarica del fulmine aiutano ulteriormente il processo di ionizzazione, portando alla creazione di ancora più plasma e alla propagazione del conduttore del fulmine verso il suolo.

Una volta che il conduttore del fulmine si collega a un oggetto messo a terra, come un albero, un edificio o la superficie terrestre, la scarica elettrica principale segue il canale stabilito, rilasciando un'enorme quantità di energia sotto forma di calore, luce e suono. Questo processo dimostra come l’aria, nonostante la sua bassa conduttività elettrica in condizioni normali, possa diventare un conduttore temporaneo durante i fulmini a causa di guasti elettrici e formazione di plasma.