Как образуются природные электрические заряды? Суть этого механизма пытались еще в 1885 году немецкие физики Ю.Эльстер и Х.Гейтель. они предположили, что капли дождя, кристаллы льда в виде снежинок или градин, несущих отрицательный заряд, в процессе своего падения отдают свой заряд более крупным каплям или агрегатам кристаллов, когда сталкиваются с ними. Именно этим знаком характеризуется заряд дождевых капель. Предполагалось, что мелкая водяная и прочая пыль остаётся в облаке, и заряд распространяется там таким образом: в нижней его части скапливаются положительные заряды, а в верхней - отрицательные. Потенциалы этих зарядов постоянно растут до тех пор, пока не наступает состояние пробоя в виде грозового разряда.
Но в середине ХХ века было предложено другое объяснение механизма разделения зарадов. По мнению Г.Гренета и Б. Воннегута, в облаке образуются своего рода зародышевые заряды, инициированные внешними источниками. Одним из таких источников являются космические лучи как солнечного, так и внесолнечного происхождения. Другим источником является электрическое поле, образованное на концах острых объектов на земле. Здесь возникает положительный коронный разряд, который генерирует положительные заряды. Электрическое поле и восходящие воздушные потоки уносят эти заряды в облако. А там уже конвекция и выпадающие осадки доделывают основную работу по вышеизложенной схеме.
Для проверки своего предположения учёные провели эксперимент с помощью электрической линии высокого напряжения, протяжённость которой была несколько километров. Опыт показал, что восходящие потоки способны перенести в облако заряд в 100 раз меньший того, который необходим для образования грозового разряда. А напряжённость, возникающая при этом меньше необходимой для атмосферного пробоя в 1000 раз!
И ионизация вследствие космического излучения не проходит, так как этот процесс эффективен только в верхних слоях атмосферы - в ионосфере; не могут ионозировать и ультрафиолетовое излучение Солнца, так как до верхних слоёв обдаков доходит это излучение очень ослабленным.
Да вот ещё в 1985 году учёные Швейцарии установили, что электрический потенциал облака при разряде в землю скачкообразно повышается за 4-6 микросекунд до разряда. До удара молнии и после электрический заряд облака такой же, как если бы не было никакой грозы. И это вопреки всем, вполне, казалось бы, логичным, предположениям о том, что потенциал облака должен постепенно накапливаться и плавно нарастать! А вель потенциал облака достигает сотен миллионов вольт!
Специальная скоростная съёмка показала, что грозовому разряду предшествует спускающийся из облака к земле зародыш молнии - лидер. Навстречу ему от земли движется такое же образование - стример, электрический ток которого в тысячи раз превосходит ток лидера. Это наводит на парадоксальную мысль, что грозовой разряд рождается не в облаке, а на земле!
Интригует и то, что грозы в умеренных широтах начинают появляться примерно с середины мая и гремят до середины сентября. А ведь до этих сроков и после них существуют и потоки космических лучей, и масса заострённых предметов а гроз не наблюдается. Над морем отсутствуют заострённые предметы, а грозы там бушуют вовсю.
Некоторые видят разгадку этого в высших растениях. Из поступающей к корням воды в хлорофил поступают электроны, которые способствуют образованию сложных органических веществ - сахаров, крахмала, липидов. Положительные ионы через устьица или периферийные острые части листа выходят в атмосферу. Именно этим можно объяснить тот факт, что сезон гроз начинается после того, как зазелененют луга и покроются листвой деревья. Процесс продуцирования зарядов в атмосферу прекращается с прекращением фотосинтеза - осенью, когда деревья готовы сбросить листву. Воду на эту же мельницу льёт и то обстоятельство, что самые сильные грозы привязаны к вечнозеленым тропическим лесам. В областях где лесов много, но они хвойние частота гроз намного ниже вледствие того, что фотосинтез в них по своей интенсивности в 6-8 раз ниже, чем у высших растений.
Крестьяне давно знают, что зарницы над полями прекращаются как только с полей соберут урожай. Причём зарница наиболее часты именно в тот период, когда происходит наливание зерна, созревание плодов, то есть тогда, когда в атмосферу поступает особенно много электрически заряженной воды. И именно ночью, так как у многих растений ночью этот процесс проходит наиболее интенсивно.