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전하에 의한 에너지가 공기를 이온화시킬 수 있을 정도로 충분한 에너지를 가지게 되면 구름에서 시작하여 지그재그 모양 또는 여러 갈래로 갈라지면서 지표면으로 떨어지는 자유 전자의 흐름이 만들어진다. 이를 ‘계단형 선행 방전’이라고 한다. 이러한 과정은 느리게 진행되며 대개 수십 분의 1초가 걸린다. 선행 방전은 대부분 약해서 눈에는 잘 보이지 않는다. 땅 부근에 있는 공기 원자들은 계단형 선행 방전의 전자들로부터 힘을 받아 이온과 자유 전자로 분리된다. 그러면 나무, 빌딩, 타워와 같이 높은 물체들로부터 위로 향하는 양전하로 대전된 공기 이온들의 흐름이 만들어진다. 이 흐름이 계단형 선행 방전과 만나면 이온화된 공기의 통로가 만들어져 많은 양의 전하가 구름과 지표면 사이를 이동할 수 있게 해준다. 전하가 구름으로 다시 돌아가는 귀환 뇌격은 이 과정에서 가장 밝은 부분으로 나타난다.