Spektrum der Moden: 7,83 / 14,3 / 20,8 / 27,3 / 33,8 Hz

Die Schumann-Resonanz ist nicht eine einzelne Frequenz, sondern eine ganze Reihe von Resonanzmoden. Die beobachteten Moden liegen ungefähr bei den Frequenzen 7,83; 14,3; 20,8; 27,3 und 33,8 Hz. Die erste davon ist die fundamentale (Grund-)Mode, die übrigen sind höhere Moden.

Jede Mode entspricht dem, wie oft das Wellenmuster um den Erdumfang „passt“. Die Frequenzen wachsen daher ungefähr nach einer Reihe ganzer Zahlen, wenngleich nicht exakt proportional — höhere Moden sind aufgrund der Eigenschaften des realen, verlustbehafteten Hohlraums etwas dichter oder spärlicher verteilt. Das Band der messbaren Moden wird üblicherweise bis zu einigen zehn Hertz angegeben.

Interessant ist, dass der rein theoretische, idealisierte Wert der ersten Mode höher ausfallen würde, nämlich etwa 10,6 Hz. Die Verluste in der realen Ionosphäre senken diese Frequenz auf die beobachteten ~7,83 Hz; eine ausführliche Analyse dieser Verschiebung findet sich in Cluster C. Die Modenwerte sind nicht vollständig fest: Sie schwanken täglich und saisonal leicht je nach Zustand der Ionosphäre und Verteilung der Gewitter über den Planeten, der Kern des Spektrums bleibt jedoch stabil Sentman 1995Price 2016. Diese Moden und ihre Eigenschaften lassen sich auch numerisch modellieren und messen Schumann 1952.