Soğuk hava sıcak havayla karşılaştığında, soğuk hava sıcak havanın altına düşer ve onu hızla yükselmeye zorlar. Yükselen hava beraberinde su buharını alarak soğur ve yoğunlaşır. Büyük miktarlarda nem hızla yükselen kararsız hava ile birleştiğinde, sonuç bazen gök gürültüsü olarak adlandırılan uzun kümülonimbüs bulutları olabilir . Gök gürültülü sağanak yağışlar genellikle şiddetli yağmur ve kuvvetli rüzgarların yanı sıra şimşek ve gök gürültüsü getirir. Yıldırım bir elektrik akımıdır. Buz parçacıkları bulutta birbirine çarparak pozitif ve negatif elektrik yükleri oluşturduğunda olur. Pozitif yükler bulutun tepesinde, negatif yükler ise en alttadır. Bulutun altındaki negatif yükler, yerdeki pozitif yüklere çekilir. Toprağın elektrik yükleri, dağlar, tek ağaçlar ve hatta insanlar gibi yapışan nesnelerin etrafında yoğunlaşır. Yerden gelen yük, bulutun tabanından gelen yükle birleştiğinde, sonuç, etrafındaki havayı ısıtan, yıldırım olarak bilinen bir elektrik çakması olur. Bir şimşeğin çekirdeğindeki havanın 54.000 Fahrenheit derece kadar sıcak olduğu tahmin ediliyor – güneşin yüzeyinden yaklaşık altı kat daha sıcak! Isı, havanın patlayıcı bir kuvvetle genişlemesine neden olur
Bir fırtına sırasında gökyüzünü izliyorsanız, gök gürültüsünü duymadan önce şimşeği görürsünüz. Bunun nedeni ışığın ses dalgalarından daha hızlı hareket etmesidir. Şimşek sesini duyana kadar kaç saniye geçtiğini sayarak şimşeğin mesafesini tahmin edebilirsiniz. Sesin 1 mil yol kat etmesi yaklaşık 5 saniye sürer. Örneğin: Şimşek ile gök gürültüsü arasında 10 saniye sayarsanız, şimşek 2 mil uzaktadır. Yani gök gürültüsü şimşeği neredeyse anında takip ederse, şimşeğin çok yakın olduğunu bilirsiniz
