Шумановские резонансы – резонансное усиление электромагнитных шумов в сферической полости между Землей и ионосферой. Теоретически предсказаны в 1952 году В. Шуманом и экспериментально обнаружены в 1960 году М. Бальсером и Ч. Вагнером. Резонансы возникают в основной моде волны Е-типа, имеющей радиальную составляющую электрического поля и азимутальную – магнитного. Эта волна распространяется вокруг земного шара со скоростью, близкой к скорости света, и с очень малым затуханием (~0,1 – 0,4 дБ/1000 км). Собственные частоты резонатора Земля – ионосфера без учета потерь определяются по формуле

где a = 6370 км – радиус Земли, с – скорость света, n=1, 2, … – целое число. Основные потери связаны с ионосферной стенкой резонатора, и его добротность Q_n≈h/δ_n, где h≈60 км – высота нижней ионосферы, δ_n – глубина скин-слоя на частоте f_n. Значения Q_n составляют несколько единиц и возрастают с ростом n.
Шумановские резонансы обнаруживаются экспериментально по характерным максимумам в энергетических спектрах атмосферных шумов. Обычно наблюдается около 5 резонансных пиков на частотах f_n max≈8, 14, 20, 26, 32,…Гц. Влияние магнитного поля Земли приводит к расщеплению резонансных частот f_n на (2n+1) компонентов, однако из-за низкой добротности резонатора тонкая структура спектра непосредственно не обнаруживается. Основными источниками возбуждения шумановских резонансов являютя вертикальные молниевые разряды. Кроме того, определенный вклад могут вносить и электромагнитные колебания, генерируемые в магнитосфере.
Синхронные измерения шумановских шумов в далеко разнесенных пунктах и изменчивость спектров в зависимости от времени суток позволяют вести систематическое глобальное наблюдение за грозовой активностью, определять глобальные характеристики нижней ионосферы и затухание сверхнизкочастотных радиоволн в волноводе Земля – ионосфера.

Известно, что около двух третей поверхности Земли покрыто соленой водой, обладающей достаточно высокой электропроводностью. Остальная земная поверхность содержит грунтовые воды с более низкой, но вполне существенной электропроводностью. В воздухе на высоте порядка 100 км начинается содержащая свободные электроны ионосфера, которая проводит электрический ток хуже медного провода, но вполне удовлетворительно.
Нижняя часть ионосферы ответственна за прохождение тока и отражение электромагнитных волн. Она известна как слой Хевисайда (см.рис.1) и названа так в честь открывшего ее в 1902 году английского физика О. Heaviside (1850-1925).

 

Человек существует в полости резонатора, который оказывает определяющее влияние на функционирование организма. На рисунке резонатор изображен схематично. Внешняя окружность обозначает верхний слой ионосферы, тогда как нижний уровень ионосферы расположен на высоте около 100 км.

На дневной, солнечной стороне слой Хевисаида расположен значительно ниже, чем на ночной. Слой Хевисайда и поверхность Земли имеют вполне достаточную электрическую проводимость для того, чтобы сформировался электромагнитный объемный резонатор, в котором существуют волны, описанные Шуманом. Эти волны возбуждаются разрядами в облаках (молниями) и магнитными процессами на Солнце.

В США (НАСА) и Германии (институт М. Планка) проводились длительные эксперименты, в результате которых было установлено, что волны Шумана необходимы для синхронизации биологических ритмов и нормального существования всего живого на Земле. Сегодня уже известно, что люди, испытывающие большие нагрузки и стресс, нуждаются в этих волнах. Кроме того, остро ощущают отсутствие волн Шумана пожилые и вегетативно чувствительные люди, а также хронические больные. Это может приводить к головной боли, потере ориентации, тошноте, головокружению и т.д. На сегодняшний день электромагнитный фон планеты в результате деятельности человека претерпел существенные изменения и загрязнен до такой степени, что организм "не слышит" волн Шумана.
По этой причине НАСА использует генераторы волн Шумана для обеспечения нормальной жизнедеятельности персонала.

Хотя первые предположения о существовании верхних ионизированных электропроводящих слоев атмосферы Земли были высказаны еще в конце прошлого века, прямые опыты, доказавшие существование ионосферы Земли, относятся к 1925 г. Отражение радиоволн различных диапазонов от ионосферы, окружающей Землю на высотах от 50 – 100 км, обеспечивает их распространение на большие расстояния, вплоть до кругосветных.

Предсказанные Шуманом резонансные частоты соответствуют так называемым "стоячим волнам" в тонком сферическом волноводе Земля-ионосфера, и длина волны для электромагнитных колебаний основного резонанса близка к длине окружности земного шара. В дневные часы Шуманом и Кёнигом были зарегистрированы одиночные "цуги" колебаний амплитудой до 100 мкВ/м с частотой заполнения 9 Гц, обычно длившиеся 0.3 – 3 сек, реже до 30 сек.
Работы Шумана вызвали большой интерес. Открытые им резонансные явления часто стали называть его именем – "шумановские резонансы". Дальнейшие теоретические изыскания и многочисленные измерения, предпринятые различными учеными, позволили уточнить свойства резонатора Земля-ионосфера и оценить суточные, сезонные и глобальные особенности электромагнитных колебаний на резонансных частотах.

Отношение послеполуденного максимума амплитуд к ночному минимуму составляет 5-10 раз. Резонансные колебания в волноводе Земля-ионосфера наиболее отчетливо выражены вблизи возбудителей этих колебаний – мировых очагов гроз (Африка, Южная Америка, Индонезия, Индия). Поэтому их интенсивность при измерениях на средних широтах выше, чем в приполярных регионах.

Существует такая физическая величина - частота или резонанс Шумана. Это стоячая электромагнитная волна частотой 7,8 Гц, возникающая из-за взаимодействия излучений земной поверхности и нижней границы ионосферы. Вскоре после ее открытия было замечено, что частота Шумана совпадает с частотой так называемого альфа-ритма мозга человека - ритма, появляющегося только во сне или при медитации. Мистики немедленно назначили резонанс Шумана ответственным за телепатию и ясновидение, а все прочие принялись ломать головы над тем, какое влияние эта частота оказала на эволюцию человека. К единому мнению они до сих пор не пришли, зато согласились, что это все - не просто так.
К этому моменту выяснилось, что частота Шумана вдруг начала расти! И вскоре с 8 герц она увеличится до 13 – 15. А это – уже частота бета-ритма. А бета-ритм - это ритм бодрствования. Следовательно, как только такое произойдет, все люди начнут спать, грезить и медитировать наяву. Только как одно с другим связано? Пока не очень ясно. Это, наверное, за пределами трехмерной человеческой логики. Но ведь привлекательно, правда? На самом деле, все далеко не так радужно. Чтобы подобное произошло, необходимо, чтобы либо диаметр Земли уменьшился на несколько сотен километров, либо нижняя граница ионосферы поднялась с обычных 60 – 70 до 300 – 400. Что, собственно, регулярно и происходит. Каждую ночь, кстати. Более того: частота Шумана меняется в зависимости не только от времени суток, но и от сезона. И поэтому она спокойно может вырастать до 10 – 11 Гц.
Да и частот Шумана на самом деле несколько. Причем они уже соответствуют существующим ритмам мозга. Частоты в 14,1, 20,3 и 24,6 Гц – разные фазы того самого бета-ритма. Уже существует термин "электромагнитный смог". Это хаотические излучения, идущие от разных бытовых и промышленных электроприборов. Его мощность уже в сотни раз превышает природный фон. Поэтому влияние волн Шумана попросту теряется в этом смоге. И, чтобы помочь мозгу, нужен прибор, генерирующий эти волны (которым, кстати, уже снабжены все сотрудники NASA).
 

Человек существует в полости резонатора, который оказывает определённое влияние на функционирование организма. На рисунке резонатор изображён схематично. Внешняя окружность обозначает верхний слой ионосферы, тогда, как нижний уровень ионосферы расположен на высоте около 100 км. и известен как слой Хевисайда. На дневной , солнечной стороне слой Хевисайда расположен значительно ниже, чем ночной. Слой Хевисайда и поверхность Земли имеют вполне достаточную электрическую проводимость для того, чтобы сформировался электромагнитный объёный резонатор, в котором существуют волны, описанные Шуманом. Эти волны возбуждаются разрядами в облаках (молниями) и магнитными процессами на Солнце.