Messprinzip der SR: magnetische und elektrische Komponente

Die Schumann-Resonanz tritt als stehende elektromagnetische Schwingung im Hohlraum Erde–Ionosphäre in Erscheinung. Bei der Messung werden typischerweise drei Feldkomponenten erfasst: zwei horizontale magnetische Komponenten (Nord–Süd und Ost–West) mit Induktionsspulen und die vertikale elektrische Komponente mit einer Kugelantenne (ball antenna) Tatsis 2024.

Das Signal ist außerordentlich schwach. Typische Amplituden der magnetischen Induktion liegen größenordnungsmäßig bei Zehnteln bis einzelnen Pikotesla (pT) pro Mode, während das vertikale elektrische Feld größenordnungsmäßig einige hundert nV/m erreicht (genauer wird die spektrale Dichte in nV/m/√Hz angegeben) Tatsis 2024. Diese Pegel liegen weit unter den Werten gewöhnlicher anthropogener Störungen, was extreme Anforderungen an die Empfindlichkeit der Geräte und an die Wahl des Standorts stellt.

Die zweikomponentige Erfassung des Magnetfelds ermöglicht es, die Richtung (das Azimut) zur Blitzquelle zu bestimmen, während sich das vertikale elektrische Feld für die Analyse der mit der globalen Gewitteraktivität verbundenen Frequenzverschiebungen eignet. Die Kombination der Komponenten ist die Grundlage sowohl für die Bestimmung der Quellpositionen als auch für die Untersuchung täglicher und saisonaler Variationen.