Precursori teorici: Watson, Larmor e la teoria della guida d'onda

Già prima di Schumann, due studiosi britannici posero le basi matematiche per descrivere la propagazione delle onde elettromagnetiche attorno al globo terrestre. Tra il 1918 e il 1919, in una coppia di lavori per la Royal Society, G. N. Watson elaborò la matematica della propagazione delle onde attorno a una sfera conduttiva (la Terra) e della loro guida tra il suolo e uno strato superiore conduttivo Watson 1918Watson 1919; J. Larmor contribuì alla teoria della propagazione delle onde in uno spazio delimitato da strati conduttivi.

I loro lavori crearono il quadro teorico per il concetto di guida d'onda Terra–ionosfera: uno spazio in cui le onde elettromagnetiche possono propagarsi e riflettersi tra la superficie conduttiva della Terra e la ionosfera conduttiva. Questo concetto di guida d'onda è un presupposto indispensabile per la nascita delle risonanze: solo in una cavità ben definita, con pareti conduttive, possono formarsi onde stazionarie e quindi modi di risonanza. Schumann (#9) partì da queste basi quando ricavò una condizione di risonanza concreta per la cavità Terra–ionosfera.