Bild https://www.kyushu-u.ac.jp/
Radiovågor i jonosfären. Foto av jorden och radiovågor, avbildade i lila, som
flyter ovan den. HF- och VHF-vågor färdas genom jonosfären. Men ett fenomen som
kallas sporadisk-E kan störa dessa frekvenser. Forskare fann att när
CO₂-nivåerna i vår atmosfär stiger kan sporadisk E bli starkare, uppstå på
lägre höjder och kvarstå längre på natten. (Huixin Liu/Kyushu University)
Forskare vid Kyushu University har funnit att stigande CO₂-nivåer i vår atmosfär kan leda till framtida störningar i kortvågsradiokommunikation, inklusive system som används för flygledning, maritim kommunikation och radiosändningar.
Vi vet att ökande CO₂-nivåer i atmosfären orsakar
global uppvärmning av jordens yta. Men i jonosfären som finns 100 km över
havsnivån ger det svalka.
"Den här kylningen är oroande. Det minskar
luftens densitet i jonosfären och påskyndar vindcirkulationen, förklarar
Professor Huixin Liu av Kyushu universitets naturvetenskapliga fakultet, som
ledde en nyligen genomförd studie (se
nedan) om fenomenet. "Dessa förändringar påverkar omloppsbanorna och
livslängden för satelliter och rymdskrot och stör radiokommunikationen genom
lokala småskaliga plasmaoregelbundenheter."
En sådan oregelbundenhet är känd som
"sporadisk-E" eller "Es", ett fenomen där ett tätt lager av
metalljoner bildas på en höjd av 90 till 120 km.
– Som namnet antyder är E sporadiska och svåra att
förutsäga. Men när de inträffar kan de störa HF- och VHF-radiokommunikationen, beskriver
Liu. "Det visar sig att vid höga CO₂-nivåer tenderar Es att bli starkare,
uppstå på lägre höjder och kvarstå längre på natten."
Med hjälp av en modell för hela atmosfären
utvecklade Liu och hennes team simuleringar av den övre atmosfären under två
olika CO₂-koncentrationer: vid normala koncentrationer på 315 ppm och sedan vid
667 ppm (den genomsnittliga atmosfäriska CO₂-nivån 2024 var 422,8 ppm). De
utvärderade sedan förändringar i vertikal jonkonvergens (VIC), som driver Es.
Simuleringarna visade att vid högre CO₂-nivåer i
atmosfären förstärks VIC globalt på höjder av 100-120 km; Mottagningscentrumen
i Es förskjuts nedåt med cirka 5 km. och deras dagliga mönster förändras.
Ytterligare undersökningar visade att dessa förändringar orsakades av lägre
atmosfärisk densitet och vindstörningar.
– Dessa fynd är de första i sitt slag som visar hur
ökande CO₂ påverkar förekomsten av Es, vilket ger nya insikter om storskaliga
kopplingsprocesser mellan neutral luft och jonosfärplasma. Med andra ord visar
de hur globala klimatförändringar kan påverka småskaliga plasmafenomen i
rymden, förklarar Liu. "Med tanke på våra resultat kommer telekomindustrin
att behöva utveckla en långsiktig vision som tar hänsyn till effekterna av
global uppvärmning och klimatförändringar i sin framtida verksamhet. Den
globala uppvärmningen påverkar inte bara jorden utan sträcker sig långt ut i
rymden.
För mer information om denna forskning, se "Howdoes increasing CO₂ concentration affect the ionospheric Sporadic-Eformation?" Farhan Naufal Rifqi, Huixin Liu, Lihui Qiu, Chihiro Tao, Hiroyuki Shinagawa Geophysical Research Letters,
