Lyn antas å ha spilt en viktig rolle da det ble skapt liv på jorden, og de første menneskene fikk trolig ild fra lynnedslag.
De må ha oppfattet lyn som en gave fra gudene, men i dag vet vi at det ligger helt naturlige prosesser bak lyn og torden som forskerne ennå ikke har en tilfredsstillende forklaring på.
I korte trekk henger tordenvær sammen med dannelsen av store bygeskyer i ustabil luft. En slik ustabil tilstand skyldes gjerne oppvarming fra jord-overflaten, samtidig med at luften er kald høyere oppe i atmosfæren.
Bobler av luft som blir varmere enn luften rundt, stiger til værs og danner skyer. Det forsterker oppstigningen ytterligere. Prosessen kalles konveksjon og er ganske vanlig – særlig rundt ekvator og over svært store landområder.
Flest lyn i Afrika
Via satellitter som brukes til å måle lynutladninger, har meteorologene fått stor kunnskap om den globale fordelingen av lynnedslag. Forskerne regner med at det oppstår rundt 40 000 tordenbyger over hele kloden hver dag. De fleste dannes i områder rundt ekvator. Her er oppvarmingen fra solen svært kraftig slik at varme og fuktige luftmasser stiger til værs og danner store bygesystemer.
Ved kysten av Florida dannes sjøbriser som tvinger luften opp og skaper mange tordenbyger.
Ute over havet slår ikke lynet ned så hyppig, fordi tordenbyger fortrinnsvis dannes over landområder.
I det sentrale Afrika stiger varm og fuktig luft til værs og danner store bygesystemer med lyn.
Himalayas fjellmassiv med sine høye fjell tvinger luften til værs og genererer mange lyn.
Konveksjon ses først som hvite, kuppelformede såkalte cumulusskyer. I takt med at prosessen intensiveres, vokser skyen oppover.
På et tidspunkt blir cumulusskyen til en bygesky som av og til kan utvikle seg til en tordensky med en karakteristisk vifte av iskrystaller i toppen – av meteorologer kalt en cumulonimbus, eller en Cb-sky. Om en cumulonimbus utløser tordenvær eller ei, er en hårfin balanse.
Bare et par hundre meters vekst i toppen av skyen kan bety hele forskjellen. Selve lynene er kortvarige og voldsomme elektriske utladninger i skyene og mellom skyene og omgivelsene. Lyn kan enten utløses i selve skyen, gå fra sky til sky, fra sky til luft eller forekomme som regelrette lynnedslag mellom skyer og jordoverflaten.
Spenningsforskjellen kan være opptil flere hundre millioner volt, og strømstyrken kan komme opp i rundt 200 000 ampere når lynet utløses.
Den samlede energien som overføres i de mikrosekundene lynet slår ned, er forskjellig fra lyn til lyn, men energien svarer omtrent til fem 100-watts pærer som brenner konstant i én måned.
Bare en liten del av energien avsettes der hvor lynet slår ned, avhengig av den elektriske motstanden i objektet som treffes.
Mesteparten av energien avsettes i den såkalte lynkanalen mellom skyen og jordoverflaten. Temperaturen i selve lynet er fra 15 000 °C og helt opp til cirka 30 000 °C – fem ganger varmere enn solens overflate.
Kulelyn og alver
Mytene og beretningene om kulelyn er mange – langt flere enn vitenskapelige avhandlinger. Fordi det er et plutselig og sjeldent fenomen, fins det kun få bilder, og det fins heller ingen akseptert forklaring på fenomenet.
En av de mer utbredte teoriene går ut på at kulelyn består av glødende plasma som holdes sammen av et magnetfelt som dannes i den ladde luften. Beretningene forteller nesten alle om kuleformede, lysende objekter i størrelser fra tennis- til fotballer som beveger seg rundt og til slutt forsvinner – eventuelt med et brak.
En annen og relativt nyoppdaget type lyn er de atmosfæriske eller høye lynene som kalles røde ånder, blå jetter og alver. Røde ånder er et gulrotformet nettverk av røde utladninger fra toppen av skyene og opp til 90 kilometers høyde.
Blå jetter er kjegleformede, raske utladninger som skyter opp fra tordenskyene i høy fart (opptil 100 km/s = 360 000 km/t) til rundt 40 kilometers høyde.
Alver er lysende ringer som sprer seg i milliontedeler av sekunder ut fra toppen av røde ånder i omtrent 90 kilometers høyde.
Den momentane og voldsomme oppvarmingen av luften rundt et lyn skaper sjokkbølger av lyd, og det høres som tordenskrall.
Tordenen rumler på grunn av tidsforskjellen mellom trykkbølger fra forskjellige steder i lynkanalen, og fordi lydbølgene reflekteres mellom skyene og jorden.