낙뢰는 대기 중의 전기적 현상으로, 번개가 발생한 후 대기와 땅 사이에 전기가 방전되는 현상을 말한다. 일반적으로 낙뢰는 강한 천둥과 함께 나타나며, 강우가 내리는 동안 빈번하게 발생한다. 낙뢰의 형성 과정은 대기 중의 전하 분포와 관련이 깊으며, 구름 내부의 물방울과 얼음 결정이 충돌하면서 전하가 분리되어 구름 상부에 긍정 전하, 하부에 부정 전하가 축적되게 된다. 이러한 전하의 불균형이 심화되면 구름과 지면 사이 또는 구름과 구름 사이에 전기가 방전되면서 낙뢰가 발생하게 된다.
낙뢰는 매우 강력한 전기 충격으로, 그 온도는 약 30,000도 섭씨에 달할 수 있다. 이런 높은 온도는 낙뢰가 발생한 후 순간적으로 공기를 팽창시켜 음파를 발생시킨다. 이 음파가 지구로 전파되면서 우리가 듣는 천둥 소리가 된다. 낙뢰는 그 짧은 시간 안에 매우 높은 에너지를 방출하기 때문에, 낙뢰가 떨어진 곳 주변의 환경에 큰 영향을 미친다. 특히 나무나 건물에 낙뢰가 떨어지면 화재를 유발할 수 있으며, 전기설비에 손상을 줄 수도 있다.
낙뢰의 빈도는 특정 지역의 기후와 관계가 있다. 일반적으로 열대 지방에서는 낙뢰가 자주 발생하며, 여름철 소나기와 함께 나타나는 경우가 많다. 일본, 미국 남부, 동남아시아와 같은 지역은 그빈도나 강도가 높은 지역으로 알려져 있다. 반면, 극지방이나 건조한 지역에서는 낙뢰의 발생 빈도가 상대적으로 낮다. 이는 대기 중의 수분과 온도가 낙뢰 발생에 큰 영향을 미치기 때문이다.
낙뢰는 인류에게 두려움의 대상이면서도, 자연 현상에 대한 연구의 중요한 주제가 되어 있다. 낙뢰의 발생 원인과 특성을 이해하는 것은 기후 변화와 대기 전기학에 대한 통찰을 제공한다. 이를 통해 자연재해의 예측 가능성을 높이고, 인명 및 재산 피해를 줄이는 데 기여할 수 있다. 낙뢰와 관련된 연구는 특히 기상학자와 환경 과학자들에게 매우 중요한 주제로 자리 잡고 있다.