Viel besser wird die Ladungstrennung in Gewitterwolken durch die Konvektionshypothese von Gaston Grenet (1947) bzw. Bernard Vonnegut (1953) erklärt.

Grenet und Vonnegut vermuteten, dass Auftriebsbewegungen innerhalb der Wolke (Konvektion) verantwortlich sind für die Entstehung der Ladungsverteilung. Positive Ladungsträger, die in der Nähe des Erdbodens entstehen, werden durch warme Luftströmungen in einer Konvektionszelle nach oben getragen. Oberhalb der positiven Ladungen gibt es bereits freie negative Ladungen. Dabei handelt es sich um Elektronen, die aus der aus dem Weltall einfallenden Höhenstrahlung stammen. Diese Ladungen lagern sich an Tröpfchen und Eiskristalle an. Abwinde und die Schwerkraft transportieren die negativen Ladungen nach unten. Wie beim Niederschlagmodell sammeln sich die negativen Ladungen in Bodennähe, positive Ladungen bleiben in großer Höhe zurück.

Aber wie die Niederschlaghypothese erklärt auch die Konvektionshypothese nicht vollständig die komplizierte Ladungsverteilung. Bereits Franklin berichtet, wie oben erwähnt, dass bei seinen Messungen die Unterseite der Gewitterwolke meist negative, manchmal aber auch positive Ladung getragen habe.

Beobachter kamen hinsichtlich der Ladungsverteilung zu unterschiedlichen Ergebnissen. Wilson stellte um 1920 Messungen der Ladungsverteilung an Gewitterwolken an, indem er sie aus großer Entfernung beobachtete. Er kam zu dem Ergebnis, dass diese Wolken die positive Ladung oben und die negative Ladung unten tragen. Zur gleichen Zeit stellte Simpson Messungen unter Gewitterwolken an und kam zu einem umgekehrten Ergebnis. Wie kann dieser Gegensatz erklärt werden?