Порожнина Земля–іоносфера як глобальний резонатор

Під порожниною Земля–іоносфера (Earth–ionosphere cavity) розуміють тонку сферичну оболонку між провідною земною поверхнею та нижньою межею іоносфери. Ця оболонка діє як замкнений резонатор для електромагнітних хвиль наднизьких частот.

Обидві „стінки“ порожнини є електрично провідними: тверда й океанічна поверхня Землі знизу та іонізована верхня атмосфера (іоносфера) згори. Між ними міститься відносно непровідне повітря. Хвиля з відповідною довжиною хвилі відбивається між цими стінками й, обійшовши планету, повертається сама до себе у фазі, тож виникає резонанс. Нижня межа ефективного резонатора лежить на висотах порядку десятків кілометрів над поверхнею, і її висота змінюється залежно від часу доби та сонячного опромінення.

Ключовим є слово „втратна“: іоносфера не є ідеальним провідником, тож частина енергії при кожному відбитті поглинається. Тому резонатор сильно загасає, його резонанси широкі й дещо зміщені порівняно з ідеальним випадком. Він безперервно збуджується глобальною грозовою активністю, яка постачає енергію в широкий діапазон частот Sentman 1995Price 2016. Геометрія та провідність стінок порожнини безпосередньо визначають, на яких частотах виникає резонанс Schumann 1952.