Fenomena kilat adalah salah satu pertunjukan alam yang paling dramatis dan sering terjadi di Bumi. Setiap detik yang berlalu tanpa henti, sekitar 100 kilat menyambar permukaan bumi dari awan, dan pada waktu tertentu, terdapat sekitar 2.000 badai petir yang sedang aktif berlangsung secara bersamaan di seluruh dunia.
Kilat terbentuk ketika muatan listrik terbentuk dalam awan badai. Dalam awan kumulonimbus yang tinggi, terdapat gerakan udara yang sangat kuat ke atas dan ke bawah. Partikel es di bagian atas awan bertabrakan dengan tetesan air di bagian bawah, menghasilkan transfer muatan listrik. Bagian atas awan mengumpulkan muatan positif sementara bagian bawah mengumpulkan muatan negatif.
Bila perbedaan muatan antara awan dan tanah mencapai tingkat yang cukup, udara yang biasanya bertindak sebagai isolator listrik tidak lagi mampu menahan muatan tersebut. Saluran konduktif sempit yang disebut "stepped leader" meluncur turun dari awan, dan ketika saluran itu bertemu dengan saluran yang naik dari tanah, tegangan tinggi melepaskan diri dalam waktu yang sangat singkat โ inilah yang kita lihat sebagai kilat.
Suhu kilat dapat mencapai hingga 30.000 Kelvin atau hampir lima kali lebih panas daripada permukaan Matahari. Pemanasan udara yang sangat cepat dan mendadak ini memperluas udara secara tiba-tiba, menghasilkan gelombang kejut suara yang kita dengar sebagai guruh. Kilat itu sendiri berlangsung hanya dalam beberapa milisekon, namun energi yang dilepaskan bisa mencapai satu miliar volt.
Meskipun kilat terlihat berbahaya โ dan memang bisa membunuh โ kilat juga memainkan peran penting dalam ekosistem Bumi. Kilat membantu mengubah nitrogen atmosfer menjadi bentuk yang dapat diserap oleh tumbuhan, berkontribusi pada kesuburan tanah secara alami. Setiap tahun, kilat menghasilkan sekitar 100 juta kilogram nitrogen dalam bentuk yang berguna bagi tumbuhan.