Şimşek elektrik yüklü bir bulut ile diğer bir bulut arasındaki elektrik boşalmasıdır. Önceden tahmin edilmesi oldukça zordur. Fakat belli hava koşullarında meydana gelir.
Yıldırım ise; bulut ile yeryüzü arasındaki elektrik boşalmaları olarak tanımlanır. Yıldırım, zikzaklı bir yol takip ederek kollar hâlinde aşağı doğru iner. Genellikle şiddetli bir yağmurla birlikte görülür. Yıldırım, gök gürültüsü ve şimşekten oluşan, gökyüzü ile yeryüzü arasındaki elektrik boşalmasıdır.
Şimşek, bir bulut kümesi aşırı miktarda + veya - elektrik yükü ile yüklendiğinde meydana gelen, gözle görülür elektrik boşalmasıdır. Elektrik yükünün hava direncini kıracak kadar çok olması gerekir.Şimşek ve yıldırım sadece kümülonimbüs bulutlarında görülür. Diğer bulutlarda sadece enerji akımı sayesinde görülebilir. Kar fırtınalarında, kum fırtınalarında ve hatta volkanlardan çıkan gaz ve toz bulutlarında da şimşeklere rastlanır. Bir oraj esnasında şimşekler; bulutlar arasında, bulutla hava arasında ve bulutla yer arasında gerçekleşebilir. Dünya genelinde saniyede 50 ila 100 şimşek çakar.
Yıldırım, bulut ile yer arasında oluşan, en tehlikeli şimşek türüdür. Çoğu çakma yeryüzüne negatif yük dağıtır ancak bir kısmı yeryüzüne pozitif yük taşır. Bu pozitif çakmalar sıklıkla bir orajın dağılma aşamasında oluşur. Pozitif çakmalar aynı zamanda kış ayları boyunca düşen toplam yıldırımların yüksek bir yüzdesini oluşturur.
Bulut ve yer arasındaki elektrik potansiyeli farkı 10 ila 100 milyon volttur ve yıldırımın dönüş darbesinin akımı yaklaşık 30.000 ampere, sıcaklığı 30.000 °C'ye ulaşır. Yıldırımın oluşması çok hızlı bir şekilde gerçekleşir. Öncül darbe buluttan yere yaklaşık 30 milisaniyede ulaşır ve yerden bulutun merkezine yaklaşık 100 milisaniyede döner.
Gök gürültüsü, şimşek çakması esnasında oluşan, patlamaya benzer çok yüksek sestir. Ses, ışıktan çok daha yavaş hareket ettiği için (deniz seviyesinde yaklaşık ses hızı 340 m/s) gök gürültüsü -gözlemcinin uzaklığına bağlı olarak- şimşeğin gözlenmesinden kısa bir süre sonra duyulur.
Şimşeğin gözlemciye uzaklığı çok basit bir yöntemle hesaplanabilir. Ses hızı deniz seviyesinde saniyede yaklaşık 340 metredir. Öncelikle şimşek çakması ile gök gürültüsünün işitilmesi arasındaki zaman farkı ölçülür. Bunun için bir kronometre kullanılabilir. Her bir saniye 340 metre ile çarpılır. Örneğin gök gürültüsü şimşekten 7 saniye sonra işitilmişse, şimşek 7 s x 340 m/s = 2380 metre (2,38 km) uzakta gerçekleşmiştir.
Gök gürültüsü, şimşek hattı boyunca havanın aniden ısınması ve hava basıncının artması nedeniyle oluşur. Aşırı basınç şimşek hattının sesten hızlı şekilde genişlemesine ve gök gürültüsü olarak adlandırılan sesi oluşturmasına neden olur. Gök gürültüsünü karakterize eden şaklama, patlama, gümbürtü gibi çeşitli farklı sesler şimşek hattının karmaşık geometrisi, atmosferin özellikleri, yerel arazi şekilleri ve yansımalar nedeniyle oluşur.
Yıldırım çarpması, bulut ile yer arasında oluşan bir şimşeğin canlılara isabet etmesidir. Yıldırım çarpması, elektrik yükü nedeniyle ölümcül sonuçlar doğurabilecek, oldukça tehlikeli bir hadisedir.
İstatistiksel olarak yıldırım çarpmasına en çok şu altı durumda rastlanır:
Açık arazide oyun oynarken
Açık arazide çalışırken
Kayık veya botla gezerken, balık tutarken veya yüzerken
Tarla ve ağır iş makineleri kullanırken
Telefonla konuşurken
Elektrikli aletler kullanırken veya tamir ederken
Korunma ve müdahaleB
Binalaramonte edilen ve paratoner denen metal kondüktörler, yıldırımın mümkün olan en düşük hasarla yeryüzüne transfer edilmesine yardımcı olurlar.
Eğer açık alanda iken civarda bir yere yıldırım düştüyse ve saçlarınız dikilmeye başladıysa hemen en yakındaki binaya girmelisiniz. Eğer yakında bina yoksa civardaki en alçak bölgeye gidip ayaklarınız yere basacak şekilde yere çömelmeli ve mümkün olduğunca bir top gibi küçülmelisiniz.Yıldırım tehlikesi varken "kesinlikle" yere yatılmamalıdır.
Halk arasında, lastik tabanlı ayakkabıların veya otomobil lastiklerinin yıldırımdan koruyacağına inanılır. Bunların hiçbir faydası yoktur ancak otomobilin metal çerçevesi (vücuda temas etmiyorsa) çarpmanın etkilerinden korumada yardımcı olur.
Yine halk arasında aynı noktaya iki kere yıldırım düşmeyeceğine inanılır oysaki bunun gerçekleştiği pek çok olay kaydı mevcuttur.