Напредъкът на Глобалното затопляне Това не е забележимо само на нивото на земята. Промените в горните слоеве на атмосферата, причинени от увеличаването въглероден диоксид (CO2) Това може да доведе до по-нестабилни сигнали за радио и за някои комуникации, които преминават през йоносферата.
Разследване, водено от Университет Кюшу Това сочи към нелогичен ефект: докато CO2 се нагрява на повърхността, в йоносфера Охлажда се. Това охлаждане променя плътността на въздуха и циркулацията на вятъра на около 100 километра надморска височина, комбинация, която насърчава плазмените неравномерности способни да нарушават космическите и радиокомуникациите.
Какво установи проучването
Екипът използва модел на пълна атмосфера, за да сравни два сценария: 315 ppm CO2 (историческа справка) срещу 667 ррм (прогноза за високи емисии). За справка, средната стойност, регистрирана през 2024 г., е била около 422,8 ррм, според последните серии.
Изследователите се фокусираха върху вертикална йонна конвергенция (VIC), ключов процес във формирането на спорадичния слой E. При по-високи концентрации на CO2, моделът показа глобално увеличение на VIC между 100 и 120 км, намаляване на точките на максимална активност от около 5 км и промени в дневните модели на появата им.
Симулациите приписват тези вариации на по-ниска атмосферна плътност Промени в циркулацията на вятъра, произтичащи от охлаждането на йоносферата, вече са наблюдавани. Тези резултати, публикувани в Геофизични изследвания писма, предлагат едно от първите доказателства за това как изменение на климата може да повлияе на дребномащабни плазмени явления.
Какво е Es слой и защо е важен?
Така нареченият спорадичен E слой (Es) Това е гъсто натрупване на метални йони, което се появява неравномерно между 90 и 120 км надморска височинаПрекъснатият му характер го прави трудно предсказуем, но когато се формира, може смущават високочестотни (HF) и много високочестотни (VHF) комуникации.
Според проучването, при високи нива на CO2, Es са склонни да засилват се, да се проявят пред по-ниска надморска височина ти продължават през цялата нощТази ситуация увеличава вероятността от изкривявания и прекъсвания във връзките, които зависят от отражения или преминавания през йоносферата.
Потенциално въздействие върху радио и сателитните операции
Йоносферните смущения могат да доведат до епизоди на затихване, забавяне и промени в пътя на сигналите. Това засяга услуги, които изискват стабилно разпространение.
- Авиация и контрол на въздушното движение: далекобойни КВ връзки и резервни комуникации по океанските маршрути.
- Морска навигация: УКВ комуникации и мрежи за безопасност и спасяване.
- Радиоразпръскване и критични услуги: възможни смущения в КВ/УКВ и при аварийни операции.
- Близка пространствена среда: промени във високата плътност на атмосферата, които влияят орбити и живот на спътниците вече еволюцията на космически отломки.
Освен това, плазмените неравномерности могат да причинят по-шумни сигнали в определени сценарии, което представлява допълнително предизвикателство за системите, които преминават през йоносферата.
Ключове за Испания и Европа
В европейски контекст, по-голямата прекъснатост на слоевете Es би имала последици за телекомуникации, управление на въздушното движение и морски услуги. Испания, поради местоположението си между Атлантическия океан и Средиземно море и значението на въздушното пространство на полуострова и Канарските островиТова се възползва от засилването на мониторинга на йоносферата, свързан със сигурностните комуникации.
За оператори, контролни центрове и изследователски мрежи, имащи достъп до оперативни прогнози на йоносферата, технологични излишъци (алтернативни ленти и резервни маршрути) и протоколи за превключване които минимизират временното влошаване на услугата.
Мерки за смекчаване и готовност
Дългосрочното планиране може да интегрира йоносферни сензорни мрежи, модели за асимилация на данни и инструменти за ранно предупреждение, които отчитат периоди с по-висок риск от разпространение.
- Непрекъснато наблюдение: йоносферни сондажи и GNSS наблюдения за откриване на нередности.
- Устойчив дизайн: антени и приемници със стратегии за намаляване на смущенията и алтернативни честоти.
- Институционална координация: сътрудничество между космическите, авиационни и морски агенции за съвместни протоколи.
Целта е намаляване на експозицията до епизоди на влошаване и поддържане на непрекъснатост на обслужването, когато йоносферата стане по-променлива.
Климатичен контекст: данни, които помагат за разбирането на промяната
Според НАСАCO2 е парников газ който задържа топлина и чиято атмосферна концентрация се е увеличила с около 50% за по-малко от два века, главно поради използването на изкопаеми горива.
Този CO2 идва от екстракция и горене въглища, нефт и газ, в допълнение към горски пожари и природни източници като вулканични изригвания. Сезонните цикли на фотосинтеза Те модулират нивото си година след година.
Това, което подчертава работата на Кюшу, е, че изменение на климата Не остава на повърхността: достига горните слоеве на атмосферата и променя физическите условия, които поддържат съвременните комуникации.
Съвкупността от доказателства сочи, че с увеличаването на концентрациите на CO2, йоносферната променливост ще се увеличи свързан със слоевете Es, с възможни последици за радиото, критичните връзки и управлението на спътниците; сценарий, който изисква научно наблюдение и техническа подготовка в Испания и в цяла Европа.
