Рост уровня CO2 в атмосфере угрожает нарушить работу авиации и радиосвязи

Повышение уровня углекислого газа в атмосфере может привести к сбоям в работе коротковолновой радиосвязи, включая системы, используемые для управления воздушным движением, морской навигации и радиовещания. К такому выводу пришли исследователи из Университета Кюсю.

В то время как рост концентрации CO2 вызывает глобальное потепление у поверхности Земли, на высоте около 100 километров – в ионосфере – происходит обратный процесс. Верхние слои атмосферы, наоборот, охлаждаются.

«Это охлаждение не несет в себе ничего хорошего. Оно снижает плотность воздуха в ионосфере и ускоряет циркуляцию ветров, – объясняет профессор Хуэйсинь Лю с факультета естественных наук Университета Кюсю, возглавивший исследование, опубликованное в журнале Geophysical Research Letters. – Эти изменения влияют на орбиты и срок службы спутников и космического мусора, а также нарушают радиосвязь из-за локализованных мелкомасштабных плазменных неоднородностей».

Одной из таких неоднородностей является так называемый «спорадический слой E», или Es, – явление, при котором на высоте от 90 до 120 километров образуется плотный слой ионов металлов. «Как следует из названия, слои Es возникают спорадически, и их трудно предсказать. Однако при появлении они могут нарушать работу высокочастотной и очень высокочастотной радиосвязи, – продолжает Лю. – Наши результаты показали, что при высоких уровнях CO₂ слои Es имеют тенденцию становиться сильнее, возникать на меньших высотах и дольше сохраняться в ночное время».

Используя модель всей атмосферы, команда профессора Лю смоделировала условия в верхних слоях при двух различных концентрациях CO2. Симуляция показала, что при более высоких уровнях углекислого газа вертикальная конвергенция ионов, формирующая слои Es, усиливается по всему миру на высотах 100–120 км, очаги их возникновения смещаются вниз примерно на 5 км, а суточная динамика меняется. Дальнейший анализ показал, что эти изменения вызваны снижением плотности атмосферы и ветровыми возмущениями.

«Эти выводы впервые демонстрируют, как увеличение CO2 влияет на возникновение слоев Es, открывая новое понимание процессов связи между нейтральным воздухом и плазмой ионосферы. Другими словами, они показывают, как глобальные изменения климата могут влиять на мелкомасштабные плазменные явления в космосе, – заключает Лю. – Учитывая наши выводы, телекоммуникационной отрасли необходимо разработать долгосрочную стратегию, учитывающую последствия глобального потепления и изменения климата в своей будущей деятельности. Глобальное потепление затрагивает не только Землю, но и простирается далеко в космос».