天然电磁场主要包括大地电磁场、运动海水感应电磁场、内源地磁场、物理化学成因的电磁场及生物电效应五类。其中运动海水感应电磁场又包括海洋表面波浪和涌浪运动感应电磁场、海流（包含潮汐）运动感应电磁场、海洋内波运动感应电磁场等。在滩海地区，海水流动产生的电磁场具有固定的极化方向，不论何种场源，电场的水平分量都远高于垂直分量。

1．5．1．1　大地电磁场

大地电磁场场源来自太阳风引起高空电离层的电流运动及地球表面持续发生的雷电现象。由于太阳辐射变化和本身潮汐现象，电离层会出现一定的气压差，使得导电的离子发生流动，在地磁场作用下形成磁流体波。磁流体波以25～90 km／s的速度（称为开尔芬速度）传播开去，并通过中性大气层转换成电磁波，从而形成了一类天然电磁场。大地电磁场极化方向是随机的，其频谱成分较为丰富，频率范围为0.001 Hz～10 k Hz。由于海水对高频电磁波有较大衰减，海洋大地电磁场能量主要在0.001～10 Hz频段。

雷电产生的电磁异常呈短暂的脉动形式，具有强烈的地域性和季节性，存在许多共振频率并具有一个较宽的谱峰，其中心频率随时间、昼夜不停变化，幅值的大小与闪电活动的剧烈程度有关。

对闪电某些特定频点的电磁波能量放大的现象称为Schumann谐振现象。Schumann谐振基频以7.8 Hz为中心，并存在其他倍频谐波。这些谐振频率加强了来自闪电相应频率成分的能量。这些能量足以透射进海水中，构成海洋环境电磁场的一部分。这种成因的电磁场强度与远处闪电能量有关，其量级可达每米几纳伏，在近岸浅水环境甚至可到每米几十至几百微伏。

海洋大地电磁场具有明显的空间和时间分布规律性，高纬度和中纬度强而低纬度弱，夏季强而冬季弱，白天强而夜间弱。

1．5．1．2　运动海水感应电磁场

1）海洋表面波浪和涌浪运动感应电磁场

海浪感应电磁场是海洋环境电磁场场源中的主要天然电磁场，在高海况下具有较强的幅值和明显的线谱特征。海水是一种导电介质，当海水在地磁场中运动时，在其内部和周围空间激发感应电磁场。海面波浪感应产生电磁场的周期与波浪的周期一致，其频率范围主要集中在0.08～0.5 Hz。

海浪可视为由许多随机的正弦波叠加而成，利用观测得到波高和周期，可以推导半理论、半经验形式的海浪谱公式，进而可以计算得到电磁场分布。有文献给出了海洋中的测量结果，周期3～9 s、波幅0.5～1 m的海面波浪产生的磁感应强度为1 n T左右。而高海况下（波高3 m），在水下100 m深度产生的磁感应强度约为0.3 n T。(www.daowen.com)

2）海流（包含潮汐）运动感应电磁场

海流是海洋中发生的一种有速度且相对稳定的非周期性流动，宽度从几十千米到几百千米，深度从几百米到几千米，在一定的区域内一致性较强。

潮汐是天体引潮力引起的海水运动，波面起伏缓慢，固定点会出现每天一次或两次的周期性升降。

海水在地磁场中流动会感应出电磁场，既有水平分量，也有垂直分量。感应电场的垂直分量与海水流速、地磁场的水平分量成正比；感应电场的水平分量与海水流速、地磁场的垂直分量成正比。

均匀海流感应电磁场信号的频率一般很低，当潮汐流速度较快，潮汐流会在大陆架区域产生幅度较大的水平电场。该水平电场幅度与地磁场垂直分量、海流的水平速度呈正相关，周期约为12 h，由海潮涨落产生的磁感应强度为几纳特，电场强度幅度最大可达100μV／m。

3）海洋内波运动感应电磁场

海洋内波的形成类似海洋的表面波浪，海洋内波的周期从1 min到数十小时，波速慢但振幅很大，能达到上百米。因为内波比表面波有更大的振幅，它也可能产生可观测的电磁场。理论结果显示，尽管这些电磁场一般非常小，但在一些特定条件下，这种电磁场的大小能与海浪产生的电磁场相比较。

内波隐匿在水中，随时间和空间随机变化。常见的波长为几十米至几十千米，周期为几分钟至几十小时，振幅一般为几米至几十米。在稳定层化海洋中都可能存在内波。

内波产生的电场幅度可达每米数十微伏。另外，波长可达20 km、周期约为100 s的长周期重力波也可产生频率低于10 m Hz的电磁场。