슈만 공명

지구 대기권의 슈만 공명에 대한 간략한 예술 애니메이션. 지구 대기권의 슈만 공명 다이어그램 **슈만 공명**(Schumann resonances, **SR**)은 지구의 전자기장 스펙트럼의 극저주파 부분에 있는 일련의 스펙트럼 피크이다. 슈만 공명은 지구 표면과 전리층에 의해 형성된 공동에서 번개 방전으로 생성되고 여기되는 전지구적 공명이다.access-date=2017-11-08
# 설명
전지구적 전자기 공명 현상은 1952년에 이를 수학적으로 예측한 물리학자 빈프리트 오토 슈만의 이름을 따서 명명되었다. 슈만 공명은 3 Hz에서 60 Hz까지의 전자기 스펙트럼 부분에서 주요 배경이며page=114oclc=31408654 약 7.83 Hz(기본), 14.3, 20.8, 27.3, 33.8 Hz의 극저주파에서 뚜렷한 피크로 나타난다. 이들은 각각 38000, 21000, 14000, 11000, 9000 km의 파장에 해당한다.isbn=978-0-08-044648-6 슈만 공명은 지구 표면과 전도성 전리층 사이의 공간이 크기는 변하지만 닫힌 도파관 역할을 하기 때문에 발생한다. 지구의 제한된 크기로 인해 이 도파관은 극저주파 대역의 전자기파에 대한 공명 공동 역할을 한다. 이 공동은 번개의 전류에 의해 자연적으로 여기된다. 슈만 공명의 정상 모드 설명에서 기본 모드는 지구-전리층 공동에서 지구의 둘레와 같은 파장을 갖는 정상파이다. 가장 낮은 주파수 모드가 가장 높은 강도를 가지며, 모든 모드의 주파수는 태양으로 인한 전리층 교란(닫힌 공동의 상단 벽을 압축함)과 다른 요인으로 인해 약간 달라질 수 있다. 높은 공명 모드는 약 6.5 Hz 간격으로 떨어져 있으며(공식에 숫자를 대입하면 알 수 있음), 이는 대기의 구형 기하학적 구조에 기인하는 특징이다. 피크는 소산 공동에서 각 모드의 감쇠로 인해 약 20%의 스펙트럼 폭을 보인다. 슈만 공명 관측은 전지구적 번개 활동을 추적하는 데 사용되었다. 번개 활동과 지구 기후 사이의 연관성으로 인해 슈만 공명이 전지구적 온도 변화와 상부 대류권의 수증기 변화를 모니터링하는 데 사용될 수 있다고 제안되었다. 슈만 공명은 지구의 하부 전리층을 연구하는 데 사용되었으며, 천체의 하부 전리층을 탐색하는 한 가지 방법으로 제안되었다. 일부는 다른 행성의 번개가 슈만 공명 신호를 통해 탐지되고 연구될 수 있다고 제안했다. 1993년에 E.R. 윌리엄스가 공명 주파수와 열대 기온 사이에 상관 관계가 있음을 보여 공명이 지구 온난화를 모니터링하는 데 사용될 수 있다고 제안하면서 슈만 공명에 대한 관심이 다시 높아졌다.s2cid=26708495archive-url=https://web.archive.org/web/20140405051019/http://nova.stanford.edu/~vlf/IHY_Test/Tutorials/SubionosphericVLFPropagation/Papers/Barr_2000.pdf 지구물리학적 탐사에서는 슈만 공명이 해양 탄화수소 퇴적물을 찾는 데 사용된다.isbn=978-3-319-45355-2
# 역사
1893년, 조지 프랜시스 피츠제럴드는 대기 상층부가 상당히 좋은 전도체여야 한다고 지적했다. 이 층의 높이가 지상 약 100 km라고 가정하고, 그는 진동(이 경우 슈만 공명의 가장 낮은 모드)이 0.1초의 주기를 가질 것이라고 추정했다.page=682 이 기여로 인해 이 공명을 "슈만-피츠제럴드 공명"으로 이름을 변경하자는 제안이 있었다.s2cid=117774134 그러나 피츠제럴드의 발견은 영국 과학 발전 협회 회의에서 발표되고 네이처 칼럼에 간략하게 언급된 것 외에는 널리 알려지지 않았다.url=https://archive.org/details/naturelond48londuoft/page/526/mode/2up See especially p. 526. 전자기파를 가둘 수 있는 전리층의 존재에 대한 첫 번째 제안은 헤비사이드와 아서 E. 케널리 (1902)에게 기인한다.pages=213–218url=https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=uva.x002225471&seq;=491 1925년에 에드워드 빅터 애플턴과 바넷이doi-access=free 전리층의 존재를 실험적으로 증명하는 데는 또 다른 20년이 걸렸다. 구형 도파관을 다루는 가장 중요한 수학적 도구 중 일부는 1918년에 G. N. 왓슨에 의해 개발되었지만,doi-access=free 오늘날 슈만 공명으로 알려진 지구-전리층 도파관 시스템의 전지구적 공명의 이론적 측면을 처음으로 연구한 사람은 빈프리트 오토 슈만이었다. 1952~1954년에 슈만은 헤르베르트 L. 쾨니히와 함께 공명 주파수를 측정하려고 시도했다.doi-access=freelanguage= Delanguage=Delanguage=De 그러나 1960~1963년에 Balser와 Wagner가 측정을 수행할 때까지는doi-access=frees2cid=31089734issue=2issue=10bibcode = 1963JGR....68.4115B 배경 소음에서 공명 정보를 추출할 수 있는 적절한 분석 기술이 없었다. 그 이후로 슈만 공명은 다양한 분야에서 관심이 증가하고 있다.
# 기본 이론
번개 방전은 슈만 공명 여기의 주요 자연원천으로 간주된다. 번개 채널은 약 100 kHz 미만의 주파수에서 전자기 에너지를 방출하는 거대한 안테나처럼 작동한다.date=1984 이러한 신호는 번개 원천에서 멀리 떨어진 곳에서는 매우 약하지만, 지구-전리층 도파관은 극저주파 공명 주파수에서 공명기처럼 작동한다. 이상적인 공동에서 n번째 모드 f_{n}의 공명 주파수는 지구 반경 a와 빛의 속력 c에 의해 결정된다. :f_{n} =\frac{c}{2 \pi a}\sqrt{n(n+1)} 실제 지구-전리층 도파관은 완벽한 전자기 공명 공동이 아니다. 전리층의 유한한 도전율로 인한 손실은 공동 내 전자기 신호의 전파 속도를 낮추어 이상적인 경우보다 낮은 공명 주파수를 유발하며, 관측된 피크는 넓다. 또한 전리층 높이의 주야간 차이, 지자기의 위도 변화, 급작스러운 전리층 교란, 극관 흡수, 적도에서 지리적 극점까지 ± 11km의 지구 반경 변화 등 여러 수평 비대칭이 슈만 공명 전력 스펙트럼에 다른 영향을 미친다.
# 측정
오늘날 슈만 공명은 전 세계의 여러 연구 스테이션에서 기록되고 있다. 슈만 공명을 측정하는 데 사용되는 센서는 일반적으로 자기장의 남북 및 동서 성분을 측정하는 두 개의 수평 유도 코일과 전기장의 수직 성분을 측정하는 수직 전기 쌍극자 안테나로 구성된다. 기기의 일반적인 통과 대역은 3~100 Hz이다. 슈만 공명 전기장 진폭 (미터당 약 300 마이크로볼트)은 대기의 정적 맑은 날씨 전기장 (미터당 약 150 V)보다 훨씬 작다. 마찬가지로, 슈만 공명 자기장 진폭 (약 1 피코테슬라)은 지자기 (약 30-50 마이크로테슬라)보다 여러 자릿수 작다.pages=1–15 슈만 공명을 감지하고 기록하려면 특수 수신기와 안테나가 필요하다. 전기 성분은 일반적으로 1966년 오가와 외 연구진이 제안한 볼 안테나를doi-access=free 고임피던스 앰프에 연결하여 측정한다. 자기 유도 코일은 일반적으로 매우 높은 투자율 코어 주위에 수만에서 수십만 번 감은 전선으로 구성된다.
## 전지구적 번개 활동에 대한 의존성
슈만 공명 연구 초기부터 슈만 공명이 전지구적 번개 활동을 모니터링하는 데 사용될 수 있다는 사실이 알려졌다. 특정 시점에는 지구의에 약 2000개의 뇌우가 존재한다.doi-access=free 매 초 약 50번의 번개를 발생시키는doi-access=free 이 뇌우는 배경 슈만 공명 신호와 직접적으로 연결되어 있다. 슈만 공명 기록으로부터 공간 번개 분포를 결정하는 것은 복잡한 문제이다. 슈만 공명 기록으로부터 번개 강도를 추정하려면 번개 원천까지의 거리와 원천과 관측자 사이의 파동 전파를 모두 고려해야 한다. 일반적인 접근 방식은 번개 기후학의 알려진 특성을 기반으로 공간 번개 분포에 대한 예비 가정을 하는 것이다. 다른 접근 방식은 수신기를 북극 또는 남극에 배치하는 것으로, 이들은 낮 동안 주요 뇌우 중심에서 거의 등거리를 유지한다.bibcode = 1997JASTP..59..805N 번개 분포에 대한 예비 가정이 필요 없는 한 가지 방법은bibcode = 2001JASTP..63.1061S 평균 전기 스펙트럼과 자기 스펙트럼 사이, 그리고 이들의 선형 조합 사이의 비율을 활용하여 평균 배경 슈만 공명 스펙트럼을 분해하는 것이다. 이 기술은 공동이 구형 대칭이라고 가정하므로 시스템에서 전자기파의 공명 및 전파 특성에 영향을 미치는 것으로 알려진 공동 비대칭을 포함하지 않는다.
### 일변동
슈만 공명 현상의 가장 잘 문서화되고 가장 논쟁이 많은 특징은 배경 슈만 공명 전력 스펙트럼의 일변동이다. 특징적인 슈만 공명 일일 기록은 전지구적 번개 활동과 원천 지역과 관측자 사이의 지구-전리층 공동 상태 모두의 특성을 반영한다. 수직 전기장은 관측자에 대한 원천의 방향에 독립적이며, 따라서 전지구적 번개의 척도이다. 수직 전기장의 일별 변화는 세 가지 뚜렷한 최댓값을 보여주는데, 이는 지구의 번개 활동의 세 가지 "핫스팟"과 관련이 있다. 하나는 9 세계시 (동남아시아의 뇌우 활동의 일일 피크와 연결됨)에, 다른 하나는 14 세계시(아프리카 번개 활동의 피크와 연결됨)에, 또 다른 하나는 20 세계시(남아메리카 번개 활동의 피크와 연결됨)에 나타난다. 피크의 시간과 진폭은 번개 활동의 계절적 변화와 연결되어 일년 내내 달라진다.
#### "굴뚝" 순위
일반적으로 아프리카 피크가 가장 강하며, 이는 전지구적 번개 활동에 대한 아프리카 "굴뚝"의 주요 기여를 반영한다. 다른 두 피크인 아시아와 아메리카의 순위는 슈만 공명 과학자들 사이에서 치열한 논쟁의 대상이다. 유럽에서 이루어진 슈만 공명 관측은 남아메리카보다 아시아의 기여가 더 크다는 것을 보여주는 반면, 북미에서 이루어진 관측은 남아메리카에서 지배적인 기여가 온다는 것을 나타낸다. 윌리엄스와 사토리bibcode = 2004JASTP..66.1213W는 "올바른" 아시아-아메리카 굴뚝 순위를 얻기 위해서는 슈만 공명 기록에서 전리층 전도도의 주야간 변화(주야간 비대칭 영향)의 영향을 제거해야 한다고 제안한다. 사토리 외 연구진의 논문doi-access=free에서 제시된 "수정된" 기록은 슈만 공명 기록에서 주야간 비대칭의 영향을 제거한 후에도 아시아의 기여가 아메리카보다 크다는 것을 보여준다. 유사한 결과는 위성 번개 데이터에서 슈만 공명장을 계산한 Pechony 외 연구진에 의해 얻어졌다.s2cid=118326191 위성 지도에서 번개의 분포가 슈만 여기원천에 대한 좋은 대리 지표라고 가정했지만, 위성 관측은 주로 공명의 주요 여기원인 대지 번개가 아닌 구름 내부 번개를 측정한다. 주야간 비대칭을 무시한 시뮬레이션과 이 비대칭을 고려한 시뮬레이션 모두 동일한 아시아-아메리카 굴뚝 순위를 보여주었다. 반면에 일부 광학 위성 및 기후 번개 데이터는 남아메리카 뇌우 중심이 아시아 중심보다 강하다고 제안한다. 슈만 공명 기록에서 아시아와 아메리카 굴뚝 순위 간의 불일치 이유는 아직 불분명하며, 추가 연구의 대상이다.
#### 주야간 비대칭의 영향
초기 문헌에서는 슈만 공명 전력 스펙트럼의 관측된 일변동이 원천-수신기(번개-관측자) 기하학의 변동에 의해 설명되었다. 이러한 변동을 설명하기 위해 전리층(상부 도파관 경계 역할을 함)의 특정 체계적인 변동은 필요하지 않다고 결론지었다.doi=10.1029/RG003i002p00211 후속 이론 연구는 슈만 공명장 강도에서 관측된 변동에 대한 전리층 주야간 비대칭(주간 및 야간 전리층 도전율의 차이)의 작은 영향에 대한 초기 추정치를 지지했다.title=Resonances in the Earth–ionosphere cavity 전리층 도전율의 주야간 비대칭이 슈만 공명에 미치는 영향에 대한 관심은 센트만과 프레이저의 논문doi=10.1029/91JA01085이 발표된 후 1990년대에 다시 강해졌다. 이들은 경도가 멀리 떨어진 두 스테이션에서 동시에 얻은 기록을 사용하여 관측된 필드 전력 변동에 대한 전지구적 및 국지적 기여를 분리하는 기술을 개발했다. 그들은 각 스테이션에서 관측된 일변동을 국지적 전리층 높이에 의해 변조된 일변동 전지구적 여기의 조합으로 해석했다. 관측과 에너지 보존 논증을 결합한 그들의 연구는 많은 과학자들에게 전리층 주야간 비대칭의 중요성을 확신시켰고 수많은 실험 연구에 영감을 주었다. 최근 센트만과 프레이저가 얻은 결과는 균일 모델(전리층 주야간 변동을 고려하지 않음)로 대략 시뮬레이션될 수 있으므로 전리층 높이 변동만으로 고유하게 해석될 수 없다는 것이 밝혀졌다.doi-access=free 슈만 공명 진폭 기록은 주야간 전환 시간(명암 경계선)과 일반적으로 일치하는 상당한 일변화 및 계절변화를 보여준다. 이 시간 일치는 슈만 공명 진폭에 대한 주야간 전리층 비대칭의 상당한 영향에 대한 제안을 뒷받침하는 것으로 보인다. 일일 진폭 변화가 시계처럼 정확한 기록도 있다. 반면에 슈만 공명 진폭이 해돋이에 증가하지 않거나 해넘이에 감소하지 않는 날이 많이 있다. 슈만 공명 진폭 기록의 일반적인 행동이 전리층 변동을 가정하지 않고 일일 및 계절별 뇌우 이동으로부터 재현될 수 있음을 보여주는 연구가 있다. 최근 두 가지 독립적인 이론 연구는 주야간 전환과 관련된 슈만 공명 전력의 변동이 전지구적 번개 활동의 피크와 관련된 변동보다 훨씬 작으므로, 전지구적 번개 활동이 슈만 공명 전력 변동에 더 중요한 역할을 한다는 것을 보여주었다.doi-access=free 원천-관측자 효과가 관측된 일변동의 주요 원천이라는 것이 일반적으로 인정되지만, 데이터에 주야간 신호가 어느 정도 존재하는지에 대해서는 상당한 논란이 남아 있다. 이 논란의 일부는 관측에서 추출할 수 있는 슈만 공명 매개변수가 결합된 번개 원천-전리층 시스템 기하학에 대한 제한된 양의 정보만을 제공한다는 사실에서 비롯된다. 따라서 번개 원천 함수와 전리층 구조를 동시에 추론하기 위한 관측 역전 문제는 극도로 불확정적이므로 비고유적 해석의 가능성으로 이어진다.
### "역문제"
슈만 공명 연구에서 흥미로운 문제 중 하나는 번개 원천 특성("역문제")을 결정하는 것이다. 각 개별 섬광을 시간적으로 해결하는 것은 불가능하다. 왜냐하면 전 지구적으로 초당 약 50건의 번개 사건이 개별 기여를 서로 혼합하기 때문이다. 그러나 때때로 배경 신호에서 두드러지는 특징적인 신호를 생성하는 매우 큰 번개 섬광이 발생한다. "Q-버스트"라고 불리는 이들은 구름에서 지면으로 많은 양의 전하를 이동시키는 강렬한 번개로 인해 발생하며 종종 높은 피크 전류를 운반한다. Q-버스트는 배경 신호 수준의 진폭을 10배 이상 초과할 수 있으며 약 10초 간격으로 나타나, 이를 고립된 사건으로 간주하고 원천 번개 위치를 결정할 수 있다. 원천 위치는 다중 스테이션 또는 단일 스테이션 기술로 결정되며 지구-전리층 공동에 대한 모델을 가정해야 한다. 다중 스테이션 기술은 더 정확하지만 더 복잡하고 비싼 시설이 필요하다.
## 과도 발광 현상 연구
이제 슈만 공명 과도 현상(Q 버스트) 중 많은 부분이 과도 발광 현상(TLEs)과 관련이 있다고 여겨진다. 1995년 Boccippio 외 연구진은s2cid=8840716 가장 흔한 TLE인 스프라이트가 뇌우 시스템의 층상 지역에서 발생하는 양의 구름-지면 번개에 의해 생성되며, 슈만 공명 대역에서 Q-버스트와 동반된다는 것을 보여주었다. 최근 관측doi-access=free에 따르면 스프라이트와 Q 버스트의 발생이 매우 밀접하게 관련되어 있으며, 슈만 공명 데이터를 사용하여 전 지구적 스프라이트 발생률을 추정할 수 있다.doi-access=free
### 지구 온도
윌리엄스(1992)s2cid= 26708495는 슈만 공명을 사용하여 지구 표면 온도를 모니터링할 수 있다고 제안했다. 슈만 공명과 온도 사이의 연결은 번개 섬광률이며, 이는 온도에 따라 비선형적으로 증가한다. 번개-온도 관계의 비선형성은 온도 변화의 자연적인 앰프 역할을 하며 슈만 공명을 민감한 "온도계"로 만든다. 더욱이, 번개 방전을 초래하는 대전 과정에 참여하는 것으로 알려진 얼음 입자는doi=10.1029/JD094iD11p13151 대기 온도에 영향을 미치는 복사 피드백 효과에 중요한 역할을 한다. 따라서 슈만 공명은 이러한 피드백 효과를 이해하는 데 도움이 될 수 있다. 2006년에는 슈만 공명과 지구 표면 온도를 연결하는 논문이 발표되었고,doi-access=free 이어서 2009년 연구가 진행되었다.bibcode=2009AGUFMAE43B0267H
### 상층 대류권 수증기
대류권 수증기는 온실 기체로서 직접적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 구름, 에어로졸 및 대류권 화학과의 상호 작용을 통해 간접적인 영향을 미치는 지구 기후의 핵심 요소이다. 상층 대류권 수증기(UTWV)는 하부 대기의 수증기보다 온실 효과에 훨씬 더 큰 영향을 미치지만,isbn=978-0-87590-404-7 이 영향이 긍정적인 피드백인지 부정적인 피드백인지는 여전히 불확실하다.url=https://zenodo.org/record/1231141 이 질문에 답하는 데 있어 주요 과제는 장기간에 걸쳐 전지구적 UTWV를 모니터링하기 어렵다는 것이다. 대륙의 깊은 대류 뇌우는 지구에서 대부분의 번개 방전을 생성한다. 또한, 그들은 많은 양의 수증기를 상층 대류권으로 운반하여 전지구적 UTWV의 변화를 지배한다. Price [2000]s2cid=4422715는 슈만 공명 기록에서 UTWV의 변화를 추론할 수 있다고 제안했다.
# 다른 행성 및 위성에서의 슈만 공명
슈만과 같은 공명의 존재는 주로 두 가지 요인에 의해 결정된다. # 전도성 하부 및 상부 경계가 절연 매질에 의해 분리된 닫힌 행성 크기의 타원형 공동. 지구의 경우 전도성 하부 경계는 표면이고 상부 경계는 전리층이다. 다른 행성들도 유사한 도전율 기하학을 가질 수 있으므로, 유사한 공명 거동을 가질 것으로 추측된다. # 극저주파 범위에서 전자기파를 전기적으로 여기시키는 원천. 태양계 내에서 지구 외에 슈만 공명 탐지 후보는 금성, 화성, 목성, 토성, 그리고 토성의 가장 큰 위성인 타이탄 다섯 군데이다. 태양계의 행성 및 위성에서 슈만 공명 모델링은 도파관 매개변수에 대한 지식 부족으로 인해 복잡하다. 현재 결과를 검증할 수 있는 현장 기능은 없다.
## 금성
금성의 번개에 대한 가장 강력한 증거는 베네라 11호와 12호 착륙선이 처음 감지한 전자기파에서 나온다. 금성에서의 슈만 공명에 대한 이론적 계산은 Nickolaenko와 Rabinowicz(1982)pages=82–89 및 Pechony와 Price(2004)에 의해 보고되었다.doi-access=free 두 연구 모두 매우 유사한 결과를 도출했으며, 번개 발생원과 적절한 위치의 센서가 있다면 금성에서 슈만 공명이 쉽게 감지될 수 있음을 시사한다.
## 화성
화성의 경우 슈만 공명과 관련이 있다고 추정되는 전파 방출 스펙트럼의 지상 관측이 있었다. 보고된 전파 방출은 기본 전자기 슈만 모드가 아니라 행성에서 나오는 비열 마이크로파 방출의 2차 변조로, 예상 슈만 주파수 부근에서 나타나며, 화성의 번개 활동과 관련이 있다는 것이 독립적으로 확인되지는 않았다. 향후 착륙선 임무에서 필요한 측정을 수행할 현장 장비를 탑재할 가능성이 있다. 이론적 연구는 주로 미래 행성 탐사선을 위한 문제의 매개변수화에 중점을 둔다. 화성에서의 번개 활동 감지는 Ruf 외 연구진(2009)에 의해 보고되었다.url=https://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/94934/1/grl26053.pdf 이 증거는 간접적이며, 예상 슈만 공명 주파수 부근에서 비열 마이크로파 스펙트럼의 변조 형태로 나타난다. 이것이 화성의 전기 방전과 관련이 있다는 것이 독립적으로 확인되지는 않았다. 직접적인 현장 관측으로 확인된다면, Eden과 Vonnegut(1973)s2cid= 38902776 및 Renno 외 연구진(2003)이 제시한 화성 먼지 폭풍에서 전하 분리와 번개 발생 가능성에 대한 제안을 입증할 것이다.doi-access=free 화성의 전지구적 공명은 Sukhorukov(1991),doi=10.1016/0032-0633(91)90028-9 Pechony and Price(2004), 그리고 Molina-Cuberos et al. (2006)에 의해 모델링되었다.doi-access=free 세 연구의 결과는 다소 다르지만, 적어도 처음 두 개의 슈만 공명 모드는 감지할 수 있을 것으로 보인다. 화성 먼지 폭풍에서 감지된 번개의 전파 방출 스펙트럼에서 처음 세 개의 슈만 공명 모드에 대한 증거가 존재한다.
## 타이탄
타이탄에 번개 방전이 발생할 수 있다는 제안은 오래 전부터 있었지만,doi=10.1016/S0032-0633(00)00171-9 최근 카시니-하위헌스의 데이터는 이 토성의 가장 큰 위성에 번개 활동이 없음을 시사하는 것으로 보인다. 카시니-하위헌스 임무와 관련된 타이탄에 대한 최근 관심으로 인해 타이탄의 전리층은 오늘날 가장 철저하게 모델링된 전리층일 것이다. 타이탄의 슈만 공명은 Besser 외 연구진(2002),last10=Salinas Morente 외 연구진(2003),doi=10.1016/S0019-1035(03)00025-3 Molina-Cuberos 외 연구진(2004),doi=10.1016/S0273-1177(03)00465-4 Nickolaenko 외 연구진(2003),doi=10.1016/S0032-0633(03)00119-3 그리고 Pechony와 Price(2004)의 연구에서 다른 천체보다 더 많은 관심을 받았다. 타이탄에서는 첫 번째 슈만 공명 모드만이 감지될 수 있을 것으로 보인다. 2005년 1월 하위헌스 탐사선이 타이탄 표면에 착륙한 이후, 타이탄의 비정형 슈만 공명 관측 및 이론에 대한 많은 보고가 있었다. 카시니의 수십 번의 근접 비행 후에도 타이탄의 대기에서 번개나 뇌우는 감지되지 않았다. 따라서 과학자들은 또 다른 전기적 여기원인 토성의 공동 회전 자기권에 의한 전리층 전류 유도를 제안했다. 모든 데이터와 이론 모델은 슈만 공명과 일치하며, 이의 두 번째 고유 모드는 하위헌스 탐사선에 의해 관측되었다. 이의 가장 중요한 결과는 얼음 표면층 아래 수십 킬로미터에 묻혀 있는 액체 물-암모니아 바다의 존재 증명이다.bibcode=2007Icar..191..251Bhdl-access=freeurl-access=subscriptionhdl-access=free
## 목성 및 토성
목성에서 번개 활동이 광학적으로 감지되었다. 이 행성에서의 번개 활동의 존재는 Bar-Nun(1975)에 의해 예측되었고doi=10.1016/0019-1035(75)90162-1 현재 갈릴레오, 보이저 1호와 2호, 파이어니어 10호와 11호, 그리고 카시니의 데이터에 의해 뒷받침된다. 토성 또한 번개 활동이 확인되었다.archive-url=https://web.archive.org/web/20150923203444/http://www.ciclops.org/view_event/178/Lightning_Flashing_in_Daylight 세 대의 방문 우주선(파이어니어 11호 1979년, 보이저 1호 1980년, 보이저 2호 1981년)은 광학 관측에서 설득력 있는 증거를 제공하는 데 실패했지만, 2012년 7월 카시니 우주선은 가시적인 번개 섬광을 감지했으며, 우주선에 탑재된 전자기 센서는 번개에 특징적인 신호를 감지했다. 목성이나 토성 내부의 전기적 매개변수에 대해서는 거의 알려진 바가 없다. 심지어 기체 행성의 경우 무엇이 하부 도파관 경계 역할을 해야 하는가 하는 문제조차도 간단하지 않다. 토성의 슈만 공명에 전념한 연구는 없는 것으로 보인다. 현재까지 목성의 슈만 공명을 모델링하려는 시도는 단 한 번뿐이었다.doi=10.1016/0019-1035(90)90177-B 여기서는 별 내부 모델링에 사용되는 방법과 유사한 방법을 사용하여 목성의 기체 대기 내 도전율 프로파일을 계산했으며, 동일한 방법이 다른 거대 가스 행성인 토성, 천왕성, 해왕성에도 쉽게 확장될 수 있음을 지적했다. 목성의 강렬한 번개 활동을 고려할 때, 행성-전리층 공동 내에 적절하게 배치된 센서로 슈만 공명을 쉽게 감지할 수 있을 것이다.
# 대중문화에서
1998년 일본 사이버펑크 애니메이션 시리즈 Serial experiments lain에서 이 개념은 인간의 잠재의식과 기계 간의 전지구적 통신을 확립하는 기반이 된다.