Stigningen i CO₂-niveauet i de øverste lag af Jordens atmosfære kan forårsage kaos, forstærke geomagnetiske storme og forstyrre vores normale liv.
Efterhånden som kuldioxidniveauet i de øvre lag af Jordens atmosfære fortsætter med at stige, vokser bekymringen for, hvordan denne ændring vil påvirke geomagnetiske storme og deres indvirkning på Jordens teknologiske infrastruktur.
En ny undersøgelse foretaget af forskere fra National Center for Atmospheric Research ved National Science Foundation (NSF NCAR) ser på disse ændringer i atmosfærens dynamik og deres mulige konsekvenser, især for satellitter i kredsløb om Jorden, skriver The Daily Galaxy.
I takt med at menneskeheden i stigende grad er afhængig af satellitteknologi, bliver det afgørende at forstå, hvordan geomagnetiske storme vil ændre sig i en atmosfære i forandring, så vi kan forberede os på fremtidige udfordringer.
En undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Geophysical Research Letters understreger, at en mere tynd og kold øvre atmosfære kan forårsage mere markante densitetsændringer under geomagnetiske storme, hvilket kan øge modstanden mod satellitters bevægelse og forstyrre vitale tjenester såsom GPS, kommunikationssystemer og national sikkerhed.
Forskere har fundet ud af, hvordan man modtager signaler fra rumvæsener
CO₂’s rolle i dannelsen af den øvre atmosfære
Den øvre atmosfære betragtes i stigende grad som en vigtig del af Jordens samlede klimasystem, der påvirker alt fra kommunikationssignaler til satelliters funktion. I modsætning til den nedre atmosfære, der opvarmes på grund af stigende koncentrationer af drivhusgasser som kuldioxid, afkøles den øvre atmosfære. Dette skyldes CO₂’s unikke adfærd i store højder. I de nedre lag af atmosfæren holder CO₂ på varmen og forårsager opvarmning, men i de øvre lag fungerer det anderledes.
Der er luften betydeligt mere tynd, og CO₂ udstråler den absorberede varme tilbage til rummet i stedet for at overføre den til nærliggende molekyler, hvilket fører til afkøling. Efterhånden som CO₂-koncentrationen stiger i de kommende årtier, vil denne afkølingsproces blive forstærket og ændre atmosfærens dynamik i stadig større grad.
Denne afkøling fører til en reduktion af den samlede tæthed i den øvre atmosfære – et fænomen, der allerede er blevet forudsagt i en række tidligere undersøgelser. Det nye studie går imidlertid videre og undersøger, hvordan denne tyndere atmosfære vil reagere under geomagnetiske storme – perioder, hvor solaktiviteten øges, og ladede partikler strømmer mod Jorden.
Disse »solforstyrrelser« interagerer med den øvre atmosfære og øger midlertidigt dens tæthed. Ifølge den nye undersøgelse kan geomagnetiske storme, trods den generelle fald i tæthed, stadig forårsage pludselige stigninger i tæthed, omend fra et lavere udgangsniveau. Dette kan bety, at den øvre atmosfære under storme ikke bliver så tæt som i dag, men at den relative stigning i densiteten bliver endnu stærkere, hvilket skaber nye problemer for satellitteknologien.
Den største geomagnetiske storm kan ramme Jorden: forskere advarer om katastrofale konsekvenser
Konsekvenser for rumoperationer
En af de mest betydningsfulde konsekvenser af disse ændringer kan være indvirkningen på satellitter, der kredser om Jorden. Satellitter oplever modstand fra den øvre atmosfære, hvilket bremser deres hastighed og med tiden kan ændre deres banehøjde. Jo tættere atmosfæren er, jo større er modstanden, og jo kortere er satellitternes levetid.
Moderne satellitter er designet under hensyntagen til de eksisterende forhold, herunder den øvre atmosfæres tæthed og sammensætning, baseret på observationer af den aktuelle tilstand. Men i takt med at den øvre atmosfære bliver tyndere og begynder at reagere anderledes på geomagnetiske storme, kan satellitter blive udsat for større modstand netop under disse storme.
Undersøgelsen påpeger, at geomagnetiske storme i fremtiden kan forårsage en næsten tredobling af den øvre atmosfæres tæthed i forhold til det oprindelige niveau – en dramatisk stigning i forhold til de nuværende forhold.
Ved hjælp af verdens største rumteleskop har forskere opdaget en ny måne omkring Uranus.
»Den måde, hvorpå energien fra Solen påvirker atmosfæren, vil ændre sig i fremtiden, fordi atmosfærens baggrundstæthed vil være anderledes, og det vil føre til en anden reaktion,« forklarede Nicholas Pedatella, forsker ved NSF NCAR og hovedforfatter af undersøgelsen.
Ifølge ham er dette et særligt vigtigt spørgsmål for satellitindustrien, da satellitter skal designes til specifikke atmosfæriske forhold. Under sådanne ændrede forhold kan satellitter oftere blive udsat for øget modstand under geomagnetiske storme, hvilket vil føre til en hurtigere nedgang i baner, kortere levetid og stigende omkostninger til vedligeholdelse og udskiftning af satellitter.
