Zmiany klimatyczne mogą wpływać na komunikację kosmiczną

Naukowcy wskazują, że wraz z postępującym globalnym ociepleniem może pogorszyć się również komunikacja kosmiczna. Może to wpłynąć na ruch lotniczy, morski, a nawet na nadawanie radia.

.W ramach nowego badania, naukowcy z Kyushu University, odkryli, że wzrost poziomu CO₂ w atmosferze może w przyszłości zakłócić komunikację radiową wykorzystującą fale krótkie (shortwave radio communications), w tym systemy służące do kontroli ruchu lotniczego, komunikacji morskiej i nadawania stacji radiowych. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Geophysical Research Letters.

Jak wskazują badacze, wzrost poziomu CO₂ w atmosferze na powierzchni Ziemi powoduje globalne ocieplenie, ale w jonosferze znajdującej się 100 km nad poziomem morza, ma to odwrotny skutek i następuje tam ochłodzenie.

„To ochłodzenie nie oznacza, że wszystko jest w porządku. Zmniejsza ono gęstość powietrza w jonosferze i przyspiesza cyrkulację wiatru. „Zmiany te wpływają na orbity i żywotność satelitów oraz śmieci kosmicznych, a także zakłócają komunikację radiową poprzez lokalne, niewielkie nieprawidłowości w plazmie” – mówi Huixin Liu z Kyushu University.

Jedną z takich nieprawidłowości jest zjawisko znane jako „sporadyczne E” („sporadic-E”) lub „Es”, polegające na tworzeniu się gęstej warstwy jonów metali na wysokości od 90 do 120 km na powierzchnią Ziemi.

„Jak sama nazwa wskazuje, zjawisko Es ma charakter sporadyczny i trudno je przewidzieć. Jednak, gdy już wystąpi, może zakłócać komunikację radiową w paśmie HF i VHF. Nasze analizy wykazały, że przy wysokim stężeniu CO₂ zjawisko to staje się silniejsze, występuje na niższych wysokościach i utrzymuje się dłużej w czasie nocy” – tłumaczy Huixin Liu.

Badacze korzystając z modelu całej atmosfery ziemskiej, opracowali symulacje jej górnej warstwy zawierającej dwa różne stężenia dwutlenku węgla: przy normalnym – 315 ppm (liczba cząstek na milion), a następnie przy 667 ppm (średni poziom CO₂ w atmosferze w 2024 r. wynosił 422,8 ppm). Następnie ocenili zmiany w pionowej konwergencji jonów (vertical ion convergence – VIC), która napędza zjawisko „Es”.

Symulacje wykazały, że przy wyższych poziomach CO₂ w atmosferze, zjawisko VIC nasilało się na całym globie na wysokościach 100–120 km – większe koncentracje „Es” mogły przesuwać się w dół o około 5 km – a ich dobowe wzorce ulegają zmianie. Dalsze badania wykazały, że zmiany te były spowodowane mniejszą gęstością atmosfery i zaburzeniami wiatru.

.„Odkrycia te są pierwszymi tego rodzaju, które pokazują, jak wzrost stężenia dwutlenku węgla wpływa na występowanie zjawiska Es, dostarczając nowych informacji na temat procesów zachodzących między powietrzem a plazmą jonosfery. Pokazują to nam, jak globalne zmiany klimatyczne mogą wpływać na wyższe warstwy atmosfery, a nie tylko powierzchnię naszej planety. Komunikacja kosmiczna może zostać utrudniona co będzie wymagało wprowadzenia nowych rozwiązań” – podsumowuje Huixin Liu.

Oprac. EG