Стоячі електромагнітні хвилі навколо планети

Резонанси Шумана фізично є стоячими електромагнітними хвилями (standing waves), які замикаються навколо всієї планети. Вони виникають як накладання хвиль, що поширюються в порожнині Земля–іоносфера в обох напрямках по периметру Землі.

Стояча хвиля виникає тоді, коли біжуча хвиля після обходу навколо планети повертається у вихідну точку у фазі сама із собою та інтерферує конструктивно. Тоді в порожнині встановлюється сталий рисунок місць із максимальною та мінімальною амплітудою, який „стоїть“ не випадково, а задається геометрією резонатора. Частоти, для яких ця умова виконується, і є окремими модами Шумана.

На відміну від ідеалізованої, безвтратної струни чи порожнини, земний резонатор сильно загасає: іоносфера при кожному відбитті поглинає частину енергії, тож хвилі без постійного збудження швидко згасли б. Тому потрібне безперервне „джерело“ — глобальна грозова активність, яка постачає в порожнину енергію та підтримує стоячі хвилі. Результатом є планетарно масштабне, слабке, але вимірюване електромагнітне поле, що осцилює на характерних частотах РШ Sentman 1995Price 2016. Цей образ відповідає первісному теоретичному міркуванню Шумана про власні коливання провідної кулі Schumann 1952.