Зростання рівня вуглекислого газу в атмосфері впливає не лише на температуру на поверхні Землі, але й на процеси у верхніх шарах атмосфери, зокрема в іоносфері, яка розташована на висоті близько 100 км.
Читайте також:
Ілюзія чи аномалія? Аві Льоб називає антихвіст 3I/ATLAS загадкою, яку ігнорують експерти Там CO₂ спричиняє охолодження, зменшення щільності повітря та посилення вітрів. Нове моделювання, проведене дослідниками з Університету Кюсю, показує, що ці зміни призводять до частішого, сильнішого та тривалішого утворення так званих шарів «спорадичної Е» вночі. Такі умови можуть порушувати короткохвильовий та VHF-зв'язок, який використовують авіація, морський транспорт і радіомовники.
Дослідження встановлює прямий зв’язок між довгостроковими кліматичними змінами та дрібномасштабними плазмовими структурами, які впливають на поширення радіохвиль. Зростання концентрації CO₂ у нижніх шарах атмосфери спричиняє ефективніше випромінювання інфрачервоного тепла в космос, що призводить до охолодження іоносфери. Це, своєю чергою, знижує її щільність і прискорює циркуляцію вітрів,
що впливає на орбіти супутників, тривалість їхнього перебування в космосі та поширення радіосигналів.
Одним із наслідків таких змін є утворення шарів «спорадичної Е» — щільних зон металевих іонів на висоті 90−120 км, які діють як дзеркала для радіохвиль. Вони можуть як сприяти далекому зв’язку, так і блокувати або розсіювати сигнали. Оскільки ці шари виникають і зникають залежно від вітрів, припливів і геомагнітних умов, вони є непередбачуваним фактором для зв’язку між повітрям і землею, морських каналів, служб порятунку та мовлення.
Читайте також:
Прорив для авіації та енергетики. Вчені створили метал, який витримує понад 1100 °C і не іржавіє У моделюванні дослідники порівнювали атмосферу при нормальному рівні CO₂ (315 ppm) та підвищеному (667 ppm), що значно перевищує середній рівень у 2024 році — 422,8 ppm. Вони аналізували вертикальну іонну конвергенцію, яка сприяє утворенню Es. Виявилося, що при високому рівні CO₂ ці шари зміщуються вниз приблизно на 5 км, змінюється їхній добовий ритм, і вони частіше виникають вночі. Це пов’язано зі зниженням щільності атмосфери та порушенням вітрових режимів,
що сприяє ефективнішому стисненню іонів.
Такі зміни мають практичні наслідки. Авіація досі використовує HF-зв'язок як резервний канал поза межами прямої видимості, особливо над океанами та полярними маршрутами. Морський транспорт, риболовецькі флоти та прибережні служби щодня покладаються на HF/VHF-зв'язок. Радіомовники та екстрені служби використовують ті самі частоти для широкого охоплення, коли супутники перевантажені або недоступні. Хоча посилення Es не означає автоматичних збоїв, воно змінює базові умови, збільшуючи ймовірність згасання сигналу, багатошляхового поширення та несподіваних відстаней зв’язку в критичні моменти.
Супутники також не залишаються осторонь. Зменшення щільності повітря на висоті 100−120 км знижує опір, що добре для тривалого перебування малих супутників, але погано для очищення орбіти від космічного сміття. Водночас зміни вітру та щільності під час бур можуть спричинити раптові події з великим опором. Загалом середовище стає більш мінливим: повільніше, але триваліше зниження орбіти в середньому, з періодичними різкими порушеннями та більш шумними радіошарами нижче.
Дослідження показує, що глобальне потепління впливає не лише на поверхню Землі, а й на космічний простір. Телекомунікаційна галузь має враховувати ці зміни у своїх довгострокових планах. Це може початися з кращого моніторингу — наземні мережі, які вже використовують іоносонди, монітори мерехтіння GNSS і HF-маяки, можуть бути налаштовані на відстеження тенденцій Es, а не лише спалахів і бур. Моделі поширення сигналів мають враховувати кліматичні зміни вітру та щільності, а не лише сонячні та геомагнітні фактори. Обладнання може бути адаптоване до частотної гнучкості, різноманітності поляризації та змінних параметрів зв’язку. А навчання має розглядати Es як ризик, пов’язаний з кліматом, а не просто як дивину космічної погоди.
Ці висновки вперше демонструють, як зростання CO₂ впливає на утворення Es, відкриваючи нове розуміння взаємодії між нейтральним повітрям і плазмою іоносфери. Це важливо, адже пов’язує політику щодо викидів з фізикою радіозв'язку пілота. І розширює рамки адаптації до клімату — від захисних споруд і планів реагування на спеку до планування спектру, розміщення антен і стратегій завершення роботи супутників. Іоносфера не залишиться незмінною зі зростанням CO₂. І системи зв’язку, що залежать від неї, також мають змінюватися.
Читайте також:
Вікно в космос. Японський астронавт зробив знімок Чумацького Шляху над Землею з МКС
