Perfil de conductividad de la ionosfera y el modelo exponencial

El comportamiento de la cavidad lo gobierna el perfil vertical de conductividad de la baja ionosfera. En una primera aproximación, la conductividad crece aproximadamente de forma exponencial con la altura: con cada paso de altura de una escala característica fija (del orden de unos pocos km) la conductividad aumenta en un factor constante. Puede, pues, escribirse aproximadamente \sigma(z) \propto e^{z/\zeta}, donde \zeta es la altura característica del perfil, del orden de unos pocos km.

Este crecimiento exponencial es importante porque la onda ELF penetra en la ionosfera solo hasta la profundidad en que la conductividad alcanza un valor crítico; por encima, el campo se amortigua rápidamente. El perfil define así el «techo» efectivo de la cavidad y, con él, las pérdidas que desplazan las frecuencias (véase #18) y reducen el factor Q (véase #19).

Dado que las componentes eléctrica y magnética del campo «sienten» la ionosfera a alturas distintas, una sola exponencial no basta para una descripción precisa; por ello se introducen dos alturas características (véase #21) y modelos biexponenciales perfeccionados («knee») (véase #22).