Bij kortstondige ontsnappingen van grote hoeveelheden gas (als gevolg van een ongeluk) vormt zich een vrije gaslucht-mengwolk in de atmosfeer. De gemiddelde gasconcentratie in een dergelijke wolk is sterk afhankelijk van de wijze van ontsnappen van het gas.
Bij een straalvormige ontsnapping is de concentratie in de wolk lager dan bij een bolvormige ontsnapping, door de snelle menging van lucht en het gas in de straal. Ook in de mengwolk neemt de gemiddelde concentratie snel verder af, vooral als de dichtheid van de mengwolk sterk verschilt van die van de omringende lucht. Die dichtheidsverschillen doen de wolk sterk op- of neerwaarts bewegen, waardoor nog meer lucht in de wolk opgenomen wordt. Dichtheidsverschillen kunnen ontstaan als de dichtheid van het gas sterk afwijkt van die van de omgevingslucht, of als de temperatuur van de mengwolk hoger of lager is dan die van de lucht. Zware mengwolken zakken op de grond in en kunnen zich dan met grote snelheid over een groot oppervlak verbreiden, zelfs tegen de wind in. Binnen de mengwolk komen van plaats tot plaats grote concentratieverschillen voor; mede daardoor zijn vrije gaswolken minder explosief dan gaswolken in gesloten ruimten.
