Zwei charakteristische Höhen (elektrische und magnetische)

Da die Leitfähigkeit mit der Höhe stetig zunimmt, gibt es keine einzelne scharfe obere Grenze des Hohlraums. Die Ausbreitung von ELF-Wellen wird daher mithilfe zweier charakteristischer Höhen beschrieben:

• elektrische Höhe h_e (≈ 50 km), an der überwiegend die vertikale elektrische Feldkomponente gebunden ist;
• magnetische Höhe h_m (≈ 90–100 km), an der die horizontale magnetische Komponente „verankert“ ist.

Diese Höhen entsprechen zwei verschiedenen Leitfähigkeitsniveaus, auf die verschiedene Feldkomponenten empfindlich sind. Ihre Differenz h_m - h_e (größenordnungsmäßig einige zehn km) ist ein Schlüsselparameter: Sie steuert die Ausbreitung der ELF-Wellen und geht in die komplexe Phasengeschwindigkeit ein (siehe #23). Je größer die Differenz, desto ausgeprägter sind die Verluste und desto niedriger die effektive Phasengeschwindigkeit gegenüber c.

Das Konzept der zwei Höhen ist die übliche Art, das stetige Leitfähigkeitsprofil durch zwei physikalisch verständliche Zahlen zu ersetzen, ohne dass das Wesen der Ausbreitung verloren geht. Darauf baut das „Knee“-Modell auf (siehe #22), das das Profil genauer approximiert.