Repentino susseguirsi di scariche elettriche tra nube e suolo, tra nube e nube o
tra due punti di una medesima nube, che si verifica quando tra due campi
elettrici opposti si raggiungono differenze di potenziale calcolate tra
10
7 e 10
9 volt, sufficienti a vincere la resistenza del
dielettrico atmosferico. Nella scarica tra
f. e terreno inizialmente si
muove verso il suolo, seguendo la via di minor resistenza, un flusso di cariche
negative (scarica pilota o guida); il percorso, tortuoso e ramificato, viene
coperto a scatti successivi della lunghezza media di una cinquantina di metri,
intervallati da pause di 30-50 microsecondi. Quando la scarica pilota è
prossima al suolo, da questo parte a incontrarla una scarica positiva molto
più veloce; si forma quindi un canale altamente ionizzato lungo il quale
si possono succedere con brevi intervalli parecchie scariche ora non più
a scatti, ma continue, che nel complesso raggiungono la durata di pochi decimi
di secondo e raramente di un secondo. Le scariche non sono percepibili
separatamente dall'occhio umano e pertanto si ha l'impressione di un unico
effetto luminoso, il campo, accompagnato solitamente dal fenomeno acustico del
tuono. La lunghezza visibile di un
f. è variabile da qualche
centinaio a qualche migliaio di metri: particolarmente lunghe, anche se di
spessore esiguo, possono risultare le scariche tra nubi. Le scariche elettriche
di un
f. raggiungono intensità massime assai elevate, da 10.000
fino a 200.000 ampère, ma a causa della brevissima durata la
quantità di elettricità è modesta, con valori medi di 20
coulomb; l'energia termica liberata risulta dell'ordine di qualche miliardo di
calorie, mentre la temperatura tocca i 150.000 °C, provocando il repentino
riscaldamento dell'aria con successiva violenta espansione esplosiva
responsabile della formazione di onde di urto che producono il tuono. La
frequenza dei
f. durante un temporale è molto variabile. In
circostanze ottimali le scariche possono succedersi a intervalli di pochi
secondi; secondo alcuni autori, calcolando che contemporaneamente sulla
superficie terrestre si manifestano circa quattromila temporali, in media si
verificherebbero da 10 a 20
f. al secondo. Se i
f. da un lato
hanno effetti spesso disastrosi sugli oggetti colpiti (esplosione, fusione,
carbonizzazione, volatilizzazione, secondo la natura degli oggetti e le
condizioni ambientali) e sono tra le cause principali degli incendi di foreste,
dall'altro consentono di mantenere invariato il bilancio elettrico della terra e
contribuiscono a formare sostanze azotate nel terreno fornendo l'energia
necessaria a fissare l'azoto atmosferico sotto forma di nitrocomposti. Il
f. produce effetti termici e meccanici notevoli soprattutto se colpisce
oggetti a elevata resistenza elettrica, mentre su corpi conduttori i danni sono
generalmente limitati. I corpi più esposti al
f. sono quelli
puntiformi e buoni conduttori (campanili, antenne, alberi, ecc.) che vengono
caricati elettricamente per induzione dalle nubi temporalesche. Per la
protezione di edifici e di manufatti contro i
f. notevole efficacia hanno
gli impianti parafulmini, mentre particolari accorgimenti sono adottati per la
protezione delle linee aeree di trasmissione dell'energia elettrica. Nei miti
australiani il
f. è visto come un serpente che penetra nella terra
(il che implica anche un simbolismo fallico). Più spesso il
f.
è considerato come un'arma divina: o il
f. come tale nelle mani di
Zeus, o il martello Miöllnir, arma del dio germanico Thor. Nelle culture
primitive e nelle credenze folcloristiche anche europee, il
f. è
rappresentato come una pietra lanciata dal cielo, che penetra nella terra per
poi risalire gradualmente alla superficie.