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云层中这些威力十足的负电荷产生出的效果相当于带静电荷的塑料制品对碎纸片的作用。在这些满载负电荷云朵的作用下，周围的云朵和大地将带上正电荷。（闪电可以发生在云团与云团之间，也可以发生在云团与大地之间）。云朵中负电荷的斥力使地表或是周围云层中的电子转移，使它们带上正电。接下来，奇妙的闪电就产生了。
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在带负电荷的雷雨云团和由其产生的正电荷的相互作用下，例如，云团和地面之间，另一种能量相对较小的放电发生了。空气在这种放电作用下发生电离。电离过程中原子中的外层电子摆脱原子核的束缚而脱离，原子成为带正电荷传导性更强的离子。第一次击闪开辟出了闪电通道，因此被称为先导。接下来，云中出现一根闪亮无比、携带巨大电流的光柱，这被称为回击。回击与第一次击闪的方向相反——第一次击闪中闪电由云层击向地面，而在回击发生时，电流则从地面驰向云底，和人们预想的方向相反。
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飞行中的科学 移动中的电流
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电荷一旦运动起来，它就从静电变为了电流，电流就是运动中的电荷。也许，你曾经在学校学过这些有关电的基本术语（或许你已经把它们忘在脑后了）。伏特是电压的单位。你可以将它看成是作用于电子的一种“推力”。电子是一种带电微粒，它绕着原子核旋转。当这些电子开始运动时，电流就产生了，人们用安培（Amps）记做电流的单位。我们对“电流”这种称呼早已习以为常，导致人们往往容易忽视类似于“流”（current）和“流量”（flow）这类有关电的术语通常是用来描述水的。不过，电和水还是有些许不同之处的。（幸运的是，我们有电源插座可以防止漏电。）
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当一堆有关电的术语被放在一起时，你或许会疑惑它们到底想表达什么。法拉第（Michael Faraday）和那些与他同时期的科学家们甚至都不知道原子的存在，就更不用说电子了。他们只知道，某些东西（实际上就是电流）是可以像水一样流动的，他们把电从正电极端子输送到负电极端子，然后大致地判断出电流的去向。事实上，当电子被发现后，人们才意识到自由电子移动的方向与电流标注的方向相反，不过这个发现来得太晚，很多事情已经来不及改变了。
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有了电流也就有了功率。功率是描述做功快慢的物理量。它也指能量从一个地方被输送到另一个地方的速度。正如瓦特描述的是发动机的功率，电功率的单位也是瓦特，它等于电压（伏特）乘以电流（安培）——相当于作用于电子的“推力”乘以电流总量。我们短暂的电学术语介绍的最后一个名词就是焦耳（Joules）。上文中我们提到了许多关于能量的单位，它们有些是电能的单位，有些描述的是让汽车飞驰的能源，有些则与食物中蕴含的热量有关。我们往往用卡路里（Calories）来表达食品的热量，它是一个更早确立的热量单位（食品标注中，1大卡（kilocalorie）=1000小卡（calories），这样的转换总是会让消费者感到困惑），而焦耳则是一个标准热量单位。1焦耳相当于1瓦特功率1秒时间所做的功。因此，一只100瓦的灯泡每秒钟将消耗100焦耳的能量。
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闪电释能放出惊人的能量。1安培的电流通过范德格拉夫起电机后能产生100万伏特的电压，因此，它产生的电能很小（瓦特×安培）。闪电电击有着超高的电压，而它产生的电流能达到30000安培，释放出高达5亿焦耳的能量——这相当于一座大规模发电站1秒钟发电量的总和。
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当如此巨大的能量击穿空气时，空气分子就开始急速运动起来。空气中的温度将瞬间飙升至20000摄氏度，这甚至远远超过了太阳表面的温度。这种急剧的温度变化生成压力波，现实中，这种冲击波强大的威力与爆炸无异，在这种冲击波将空气撕裂的瞬间，我们耳边就传来了雷声。
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飞行中的科学 安全的金属盒子
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闪电击中飞机这样的事件也不是不会发生（虽然飞行员也会尽可能地绕过暴风雨），但就算不幸被闪电击中，乘客们也不会被烤成肉饼。撇弃所有造价高昂的设施，飞机其实就是一只大金属盒子。在人类探索电能的早期，法拉第发现电荷无法穿过金属盒外层到达其内部（或是金属网——它的表面是有孔洞的，所以窗户也是一样的）。这种金属笼子被称为法拉第屏罩（Faraday Cage），即便大量的电流经过笼子的外侧，金属导电性也能中和笼子内侧的电流。结果是，笼子内是绝缘的。这也是为什么你经常能听到这样的说法（这么说一点儿也没错），打雷闪电时，躲在汽车里是最安全的了。同样的道理，飞机也相当安全。
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不过，飞机自身还是需要一些保护设施的。虽然雷电击产生的强大电流会平顺地流过机身或机翼表皮，但它最大的危害莫过于使飞机上的电子设备受干扰，从而影响到操控。尽管电流本身并不会穿透飞机的外壳，但是，雷电会因为电磁效应而产生感应电流，那么有可能导致飞机电路电流过大，这和工作中变压器的道理是一样的。因此，所有的飞机都装配了内置避雷电系统，遭遇雷电时亦可利用它来放电——这好比教堂顶端避雷针的升级版。
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飞行中的科学 尘埃造成的停飞
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我们已经聊过了危害飞机安全的各类风险，不过，我们中的大多数人应该不会有机会亲身经历上述的种种险情吧。2010年，欧洲的大部分飞机都被迫停飞，到底是什么造成了这种状况呢？要怪就怪那座名不见经传的火山。它鲜有人知，事实上，都没几个人能用正确的发音读出它的名字——它就是位于冰岛的埃亚菲亚德拉火山（Eyjafjallaj kull）（你可以凑合着这么念ay-va-there-vtl）。
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2010年4月15日到23日的这段时期内，整个北欧的所有的航班都被取消了，之后，间歇性的停飞一直持续到5月中旬。当时有关部门曾发出严重警告，说这样的情况有可能会持续数月。火山造成了大规模的交通中断。在这之前我们总认为，只要愿意，我们随时都能坐上飞机飞往任何一个想要的地方，但是在当时，数以百万的人发现他们国家的领空关闭了，他们不得不选择公路、铁路和水路——或是干脆哪儿也不去。不过，也有人对此表示欢迎。之前总是被飞机尾迹撕扯得四分五裂的天空突然变得清澈完整了。而那些住在机场附近的人也终于可以坐在花园里享受宁静的春光了。
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飞行中的科学 火山喷发
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你绝不会经过任何活火山的上空，因此，你无法从天上看见它们，不过今后如果你遇上了航班取消或是改道这样的事，火山也许就是造成这种情况的罪魁祸首。毫无疑问，火山是一种不可忽视的自然界力量。火山一直与我们共存在地球上——每时每刻，大致有1500座的火山隐藏着各式各样潜在的灾难。不过许多火山对我们的威胁有限，它们带来的熔岩流和火山灰覆盖早已为人们所熟知，比如公元79年，意大利维苏威火山（Mount Vesuvius）喷发掩埋了庞培（Pompeii）和赫库兰尼姆（Herculaneum）。
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不过也有一些火山会向天空中喷射一团团的细密火山灰。这些灰尘会落在你的车上，叫人头痛，除此之外，如果喷力足够大，灰也足够多的话，这些火山灰可以弥散到世界各地。1883年喀拉喀托火山（krakatoa）喷发，将近20立方千米的火山灰和火山岩块随着爆炸喷涌而出，这个量相当于一个边长20千米的立方体的容量。
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