Şimşek, bir bulutun tabanı ile yer arasında, iki bulut arasında veya bir bulut içinde elektrik boşalırken oluşan kırık çizgi biçimindeki geçici ışığa verilen isimdir. Yıldırım ise, 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 çakmaktadır.
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. 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. Örneğin Amerika Birleşik Devletleri’nde her sene ortalama 62 kişi yıldırım çarpması nedeniyle hayatını kaybetmekte, yaklaşık 300 kişi yaralanmaktadır. Dünya genelinde ise yılda ortalama 24.000 kişi ölmekte, 240.000 kişi yaralanmaktadır. İstatistiksel olarak yıldırım çarpmasına en çok şu altı durumda rastlanır.
- Açık arazide çalışırken veya oyun oynarken,
- Kayık veya botla gezerken, balık tutarken veya yüzerken,
- Tarla ve ağır iş makineleri kullanırken,
- Telefonla konuşurken,
- Elektrikli aletler kullanırken veya tamir ederken.
Binalara monte 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. Eğer birine yıldırım çarptıysa sırasıyla şu işlemler yapılmalıdır.
Birden fazla yaralı varsa ilk önce öldüğü düşünülenlerle (ölmüş gibi hareketsiz duranlarla) ilgilenilmelidir. Yaralının solunumu ve kalp atışı kontrol edilmelidir. Yaralı nefes almıyorsa suni solunum (hayat öpücüğü) uygulanmalıdır. Nabız yoksa, uzman biri tarafından kalp masajı yapılmalıdır.
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. Şimşek veya gökgürültüsünden kaynaklanan korku astrafobi olarak adlandırılır.