Relazione tra lunghezza d'onda e circonferenza terrestre

La chiave per comprendere la risonanza di Schumann è la relazione tra la lunghezza d'onda e la circonferenza della Terra. La risonanza si produce quando la lunghezza d'onda «ci sta» un numero intero di volte attorno all'intero pianeta.

La lunghezza d'onda si calcola con la relazione fondamentale \lambda = c / f, dove c \approx 3 \times 10^8 m/s è la velocità della luce e f la frequenza. Per il modo fondamentale vale \lambda = 3 \times 10^8 / 7{,}83 \approx 38\,000 km. È un valore sorprendentemente vicino alla circonferenza terrestre, che misura circa 40 000 km. La lunghezza d'onda del primo modo è quindi all'incirca pari alla circonferenza del pianeta – ed è proprio per questo che a tale frequenza nasce la risonanza: dopo un giro attorno alla Terra, l'onda torna in fase con sé stessa.

I modi superiori corrispondono ai casi in cui lungo la circonferenza terrestre «ci stanno» due, tre volte (e così via) la figura fondamentale, a cui corrispondono le frequenze più alte della serie 14,3; 20,8; 27,3; 33,8 Hz (vedi #4). Questa semplice relazione geometrica tra dimensione del pianeta e lunghezza d'onda è il cuore della previsione originale di Schumann Schumann 1952 e compare di norma nelle rassegne Price 2016Sentman 1995. I valori reali sono inoltre modificati dalle perdite nella ionosfera (vedi #4 e il cluster C).