亞利桑那大學的大氣科學家威廉·C·瓦林解釋說。
自從本傑明·富蘭克林時代起，人們就認識到閃電是一種大型放電現象，類似於在積累靜電荷後觸控導電物體（例如，腳在地毯上摩擦）時所看到的放電現象。 但是，靜電火花的長度只有一釐米甚至更短，而閃電通道的長度可以達到五公里甚至更長。（此外，雲地閃電的電流強度可達數萬安培。相比之下，家用電路的斷路器額定電流通常為 20 安培。） 由於其規模巨大，閃電是一種複雜的物理現象。
在雷暴期間，雲層的下部區域會積累大量負電荷，而上部區域則帶正電荷。 此外，由於雲層中的負電荷更靠近地面，因此會在地球表面感應出正電荷。 雖然有些閃電，或稱閃電放電，會將正電荷轉移到地面，但與將負電荷轉移到地面的閃電放電相比，這種正閃電放電很少見。 從閃電放電的外觀來看，很明顯這種電荷轉移發生在寬度遠小於其長度的通道中。 由於空氣通常是電絕緣體，因此它必須被擊穿，以便形成導電通道，閃電放電才能發生。 然而，雲層和地面之間空氣的擊穿並非一次完成。 相反，它以大約 50 米的離散步長髮生，每一步大約需要 1 微秒，步長之間大約間隔 50 微秒。 由於這個過程的離散性，閃電放電的初始通道被稱為階梯先導。
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雖然閃電通道的形成是雲層中的負電荷與地面感應出的正電荷之間吸引力的結果，但各個步驟通常遠非垂直方向。（請注意上圖中顯示的通道的小水平部分。） 這種可變性是由於空氣的電導率不均勻造成的。 通道將傾向於延伸到電導率較高的區域（如圖中所示，一些分支實際上略微向上指向）。 因此，相對較短的步長和此類高電導率區域的隨機分佈使得通道呈鋸齒狀而不是平滑狀。 此外，通道接觸地面的點可能在水平方向上與通道在雲層內部開始的點有相當大的位移。
答案最初發表於 2003 年 7 月 7 日。