В воздухе всегда имеется некоторое количество электронов и ионов, возникающих под действием проникающих в земную атмосферу космических излучений В разреженном газе электроны реже сталкиваются с атомами. Поэтому за время между столкновениями под действием электрического поля скорость электронов возрастает. Они приобретают кинетическую энергию, достаточную для того, чтобы при соударении с электрически нейтральным атомом (или молекулой) выбить из него ещё один электрон. При этом образуется положительный ион
