Где измеряют резонанс Шумана?

Резонанс Шумана — явление глобальное: полость — весь планетарный шар, а основную моду измеряют почти везде на одной и той же частоте. Но измерить её — совсем другое дело. Сигнал на 7,83 Гц порядка пикотесла — в миллионы раз слабее городского шума, проводки и радиостанций. Поэтому КНЧ-обсерваторий, которые транслируют надёжно, непрерывно и открыто, можно пересчитать по пальцам одной руки. Эта страница знакомит с сетью, устройством станций и нашим живым источником. Как моды выглядят на спектрограмме — в нашем гиде по модам.

Как устроена КНЧ-станция

Сердце станции — вертикальная антенна для электрического поля (Ez): обычно изолированная мачта или сфера с малошумящим усилителем внизу. Некоторые станции добавляют индукционные магнитометры для магнитных компонент (Hx/Hy). После усиления до милливольтного диапазона сигнал оцифровывается и с помощью длинных окон Фурье переводится в спектр; результат — привычный спектрограмм: часы по горизонтали, 0–40 герц по вертикали. Сложность не в измерении, а в шуме: гул сети 50/60 герц и радиопередатчики рядом с целью вырастают в горы. Поэтому станции стоят в отдалённых, тихих, хорошо заземлённых местах.

Сеть обсерваторий

Станции на разных континентах измеряют одну и ту же основную моду, но несут слегка разные тени: Накацугава подчёркивает азиатские грозы, Кумиана — европейские часы. Вместе они дают глобальную картину, которой не даст ни одна отдельная станция.

Почему мы транслируем Томск

Сибирская станция Томского государственного университета — одна из немногих обсерваторий, публикующих данные в реальном времени и открыто. Наш живой график каждые 4 минуты заново забирает текущий спектрограмм с источника и показывает его без изменений. Когда источник недоступен, страница честно об этом говорит — мы никогда не показываем устаревший или выдуманный кадр. Наш архив «машины времени» хранит итоговый спектрограмм каждого UTC-дня; попасть к нему можно со страницы живого графика.

Можно ли измерить её самому?

Частично. Вертикальная антенна, малошумящий усилитель и звуковая карта способны показать пик 7,83 герца из тихого сельского места — заметки самодельщиков есть на нашей странице станций. Главное препятствие — уровень шума: удалённость от проводки, дифференциальные входы и хорошее заземление — половина дела; остальное — терпение. В городской квартире измерение почти безнадёжно — моторы лифтов, LED-освещение и проводка кричат громче планеты. Но это не невозможно; нужны лишь аккуратность, тишина и немного КНЧ-грамотности. Искомый пик появится горизонтальной линией; о её характере вернитесь к нашему гиду.

Сеть одним взглядом