Beziehung zwischen Wellenlänge und Erdumfang

Der Schlüssel zum Verständnis der Schumann-Resonanz ist die Beziehung zwischen Wellenlänge und Erdumfang. Resonanz tritt dann auf, wenn die Wellenlänge ganzzahlig um den gesamten Planeten „passt“.

Die Wellenlänge berechnen wir aus der Grundbeziehung \lambda = c / f, wobei c \approx 3 \times 10^8 m/s die Lichtgeschwindigkeit und f die Frequenz ist. Für die fundamentale Mode gilt \lambda = 3 \times 10^8 / 7{,}83 \approx 38\,000 km. Das liegt bemerkenswert nahe am Erdumfang, der etwa 40 000 km beträgt. Die Wellenlänge der ersten Mode ist also ungefähr gleich dem Umfang des Planeten — und genau deshalb entsteht bei dieser Frequenz Resonanz: Die Welle kehrt nach einem Umlauf um die Erde phasengleich zu sich selbst zurück.

Höhere Moden entsprechen Fällen, in denen um den Erdumfang das Zweifache, Dreifache usw. des Grundmusters „passt“, was den höheren Frequenzen der Reihe 14,3; 20,8; 27,3; 33,8 Hz entspricht (siehe #4). Diese einfache geometrische Beziehung zwischen der Größe des Planeten und der Wellenlänge ist der Kern der ursprünglichen Vorhersage Schumanns Schumann 1952 und wird üblicherweise in Übersichten angeführt Price 2016Sentman 1995. Die realen Werte sind zudem durch die Verluste in der Ionosphäre korrigiert (siehe #4 und Cluster C).