Dwutlenek węgla szkodzi także w jonosferze. Nieoczywiste zagrożenia
Rosnące poziomy dwutlenku węgla w atmosferze odpowiadają za wzrost średnich temperatur na powierzchni Ziemi i spowodowane nim zmiany klimatyczne. Okazuje się jednak, że ten sam gaz może także wpływać na środki komunikacji na powierzchni Ziemi.
Można sobie tutaj zadać pytanie o to, co ma wspólnego dwutlenek węgla z komunikacją? Zespół naukowców z Uniwersytetu Kyushu w Japonii wskazują, że wysoko nad naszymi głowami, na wysokości ok. 100 km nad poziomem morza rosnący poziom dwutlenku węgla nie tyle ogrzewa, co ochładza jonosferę. Choć mówimy tu już o wysokości, na której znajduje się umowna granica między atmosferą ziemską a przestrzenią kosmiczną, to procesy tam zachodzące mogą mieć wpływ na nasze życie.
Wzrost poziomu CO2 w jonosferze prowadzi do spadku gęstości powietrza, przyspieszenia wiejących tam wiatrów oraz lokalnych zaburzeń plazmy. To właśnie ten ostatni aspekt może mieć istotny wpływ na jakość łączności radiowej.
W ramach przeprowadzonych ostatnio badań, naukowcy skupili się na analizie gęstych warstw jonów metali, które pojawiają się na wysokości 90-120 km nad poziomem morza. Autorzy opracowania wskazują, że prognozowanie pojawienia się takich warstw jonów jest niezwykle trudne, a tymczasem powodują one liczne zakłócenia w transmisji sygnałów radiowych w pasmach HF i VHF, które powszechnie wykorzystywane są w komunikacji lotniczej, morskiej i w radiofonii krótkofalowej.
W swojej pracy naukowcy wykorzystali model całej atmosfery, w którym zasymulowali warunki przy dwóch poziomach dwutlenku węgla: 315 ppm oraz 667 ppm. Dla porównania, średnie stężenie w 2024 r. wyniosło 422,8 ppm. Przeanalizowano pionową konwergencję jonów (VIC), mechanizm napędzający powstawanie warstw jonów metali (Es), aby ocenić, jak rosnący poziom dwutlenku węgla zmienia ich dynamikę.
Wyniki wskazują globalne wzmocnienie VIC na wysokości 100–120 km przy wyższym poziomie CO2. Jednocześnie największe zagęszczenia takich warstw jonów przesuwają się w dół o ok. 5 km, a ich dobowy cykl ulega przestawieniu. Badacze wiążą to z mniejszą gęstością atmosfery i zaburzeniami wiatrów, co sprzyja silniejszym i dłużej utrzymującym się warstwom nocą.
Autorzy opracowania podkreślają, że to pierwsze wyniki pokazujące, jak rosnące poziomy CO2 wpływają na częstość i charakter występowania Es, odsłaniając wzajemne oddziaływania między neutralnym powietrzem a plazmą w jonosferze. W praktyce oznacza to, że zmiany klimatu mogą przekładać się na zjawiska plazmowe w przestrzeni kosmicznej.
Autorzy zwracają uwagę, że branża telekomunikacyjna powinna uwzględnić te trendy w długoterminowym planowaniu. Podwyższone ryzyko zakłóceń łączności krótkofalowej oraz wpływ na orbity i żywotność satelitów i śmieci kosmicznych to wyzwania, które mogą nasilać się wraz ze wzrostem CO2 w atmosferze.
