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Was ist die Schumann-Resonanz — Definition und physikalische Grundlage

Die Schumann-Resonanz (Schumann resonance) ist eine Reihe globaler elektromagnetischer Resonanzen im Hohlraum zwischen der leitfähigen Erdoberfläche und der leitfähigen, verlustbehafteten (lossy) unteren Ionosphäre.

Die Schumann-Resonanz (Schumann resonance) ist eine Reihe globaler elektromagnetischer Resonanzen im Hohlraum zwischen der leitfähigen Erdoberfläche und der leitfähigen, verlustbehafteten (lossy) unteren Ionosphäre. Es handelt sich also um stehende elektromagnetische Wellen im extrem niederfrequenten Band, die den gesamten Planeten „umlaufen“.

Die Anregung erfolgt durch die globale Blitzaktivität: Jede Sekunde schlagen weltweit größenordnungsmäßig Dutzende Blitze ein, und jede Entladung strahlt ein breites Spektrum elektromagnetischer Energie ab. Frequenzen, die den Abmessungen des Hohlraums Erde–Ionosphäre entsprechen, summieren sich konstruktiv und erzeugen stabile Resonanzspitzen; andere Frequenzen werden dagegen rasch gedämpft. Die Existenz des Phänomens sagte Winfried Otto Schumann im Jahr 1952 theoretisch voraus Schumann 1952.

Da die Ionosphäre ein verlustbehafteter Leiter ist, ist der Hohlraum kein idealer Resonator — die Wellen verlieren bei der Ausbreitung Energie, was die beobachteten Spitzen verbreitert und verschiebt. Die SR ist daher ein globales „natürliches elektromagnetisches Phänomen“, das durch Blitze gespeist wird, kein künstliches oder lebendiges Signal. Sie wird mit empfindlichen magnetischen und elektrischen Antennen an abgelegenen, elektromagnetisch ruhigen Orten gemessen. Die SR dient zudem als globales „Thermometer“ der tropischen Gewitteraktivität Price 2016Sentman 1995.

Schlüsselwörter

Schumann-ResonanzELFErde–Ionosphäre-Hohlraum7,83 HzResonanzmodenstehende Wellen

Quellen

  • Price2016Price, C. (2016). ELF Electromagnetic Waves from Lightning: The Schumann Resonances. Atmosphere, 7(9), 116. — Otevřený, čtivý přehled. doi:10.3390/atmos7090116
  • Schumann1952Schumann, W. O. (1952). Über die strahlungslosen Eigenschwingungen einer leitenden Kugel, die von einer Luftschicht und einer Ionosphärenhülle umgeben ist. Zeitschrift für Naturforschung A, 7(2), 149–154. — Původní teoretická predikce rezonancí. doi:10.1515/zna-1952-0202
  • Sentman1995Sentman, D. D. (1995). Schumann resonances. In H. Volland (Ed.), Handbook of Atmospheric Electrodynamics, Vol. I (s. 267–295). CRC Press. — Klasický přehled. doi:10.1201/9780203719503