Şiddetli hava koşulları, ılık havanın gelen soğuk havayı almak için yükselmesi gerektiğinde meydana gelen, konveksiyon adı verilen bir işlemden kaynaklanır. Soğuk hava, ılık havadan daha yüksek bir yoğunluğa sahip olduğundan, ılık hava soğuk bir cepheye ulaştığında, gelen soğuk cepheden gelen hava, ılık havayı yukarı doğru iterek yer değiştirerek şiddetli hava veya fırtına için gerekli koşulları oluşturur.
Buz kristalleri ve su damlacıkları bir bulutun içinde düzensiz olarak hareket ettikçe, hareketleri bulutun üstündeki atomların pozitif olarak yüklenmesine neden olurken bulutun ortasındaki ve altındaki daha düşük atomlar negatif olarak şarj olur. Karşıt yükler arasındaki hareket voltaj yaratır. Gerilim, boşaltmaya zorlamak için yeterince büyük bir noktaya ulaşana kadar sistemde yükselir ve yıldırım ve gök gürültüsüne neden olur. Yıldırım, görsel sonuçtur ve büyük miktarda ısı verir. Yayılan ısı genişler ve gök gürültüsüne neden olur. Boşalmadan sonra işlem tekrar eder. Şiddetli havalarda yağmur ılık havanın yükselmesinden kaynaklanır. Sıcak hava arttıkça soğumaya ve yoğunlaşmaya başlar. Yoğuşma işleminden kaynaklanan su damlacıkları çevreleyen havadan daha yoğundur, bu nedenle yere yağmur olarak düşer.
