某个炎热夏日午后，天空乌云密布，一场雷暴天气袭击了上海外滩，轰隆隆的雷声不绝于耳，还不时看到耀眼的闪电。雷暴是自然界最为壮观和重要的大气现象之一，常发生于热带和温带地区的春季和夏季午后。雷暴天气发生时可伴随有雷击、闪电、强风和强降水。雷暴天气从雷暴云的出现到消失，有很强的局地性和突发性，空间水平范围从几千米到上百千米，在时间上持续几十分钟到数小时，有些可以持续十几小时。
强雷暴天气引起的灾害是世界十大自然灾害之一，具有巨大破坏性。中国每年因闪电伤亡的人数达上千人，世界森林火灾有很大一部分是由闪电引起的，受灾行业涉及航天航空、国防、通讯、计算机、电力输送、电子工业、石油化工、矿山、铁路干线、建筑等很多部门。
实际上对雷暴这种自然现象的记录可以追溯至人类文明的早期。中国古代、古罗马和美洲古文明都有关于雷暴的神话。
1752年，美国科学家本杰明·富兰克林做了关于闪电的实验，即风筝实验，对闪电进行了深入研究，揭示了天上的闪电与人工摩擦产生的电具有完全相同的性质。此后闪电一直受到人们的广泛关注，是大气科学的重要研究对象。随着对雷暴探测技术的不断改进和提高，科学家们开展了大量研究，对雷暴闪电的形成机制、活动规律等有了深入了解。
雷暴，是由于空气对流运动造成绝热冷却，使空气中水汽饱和凝结而成的形状如同底平顶突的馒头的浓厚云体。云开始形成时，云中带电粒子混乱分布，云整体上呈电中性。随着云的发展，云中带电粒子发展为有序的空间分布，在云内形成正负电荷中心，正负电荷产生的电场强度也逐渐增强。到雷暴阶段时，云内形成很强的正负电荷中心，电场变为强电场，电场强度可达80~280 kV/m。
宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流，其发现就来自于对地球大气电离现象的研究。人们很早就发现空气中存在着电离现象，并认为这种电离是地面辐射造成的，而且辐射越强，空气电离度就越高。空气电离度可以用电离室来进行测定。
1911年开始，气球飞行业余爱好者，奥地利物理学家赫斯将电离室吊在气球下，飞离地面，来测量空气电离度随着距离地面高度的变化，结果显示在海拔5000米的高空，造成空气电离的辐射强度竟然是地面的9倍。由于白天和夜间测量结果相同，因此赫斯断定这种造成空气电离的辐射射线不是来源于太阳的照射，而是来自于宇宙空间。最初，这种辐射被称为“赫斯辐射”，后来被正式命名为“宇宙射线”，简称为宇宙线。
宇宙线与雷暴闪电的关联是一个重要的、有理论和实际意义的不断发展的前沿交叉学科领域。
宇宙线与雷暴闪电关联研究进展位于中国四川稻城的高海拔宇宙线观测站(LHAASO)(海拔4400米)是国家重大科技基础设施，该实验采用多种手段，对进入大气层的宇宙线粒子进行复合、精确测量，主要有1平方千米的闪烁体加地下缪子探测器(KM2A)、9万平方米的水切伦科夫探测器阵列(WCDA)和18台广角大气切伦科夫望远镜阵列(WFCTA)组成，实验效果图如图9所示。
2021年全部实验设备安装完成并全面运行，图10为LHAASO实验俯瞰照片。