Un supercomputer a prezis modul în care emisiile de CO₂ vor modifica impactul furtunilor magnetice

Pe măsură ce tehnologia umană avansează, furtunile geomagnetice reprezintă o amenințare tot mai mare. Acestea afectează în primul rând sateliții aflați pe orbită terestră, deoarece emisiile puternice de particule încărcate de pe suprafața Soarelui cresc temporar densitatea straturilor superioare ale atmosferei, transmite naukatv.ru.

Un nou studiu, realizat cu ajutorul unui model computerizat avansat, a evaluat cum se va schimba acest efect nefavorabil în viitor din cauza modificării compoziției atmosferei. Rezultatele au fost publicate în revista Geophysical Research Letters.

Ele sunt contradictorii. Pe de o parte, densitatea de bază a atmosferei va scădea, iar furtunile viitoare nu vor putea să o ridice la nivelurile actuale. Pe de altă parte, se va extinde intervalul de variație a densității între nivelul obișnuit și vârful în timpul perturbărilor pe mai multe zile.

„Modul în care energia Soarelui influențează atmosfera se va schimba, pentru că densitatea de fond a atmosferei va fi diferită, ceea ce va genera o reacție diferită. Pentru industria sateliților, aceasta este o problemă deosebit de importantă, deoarece ei trebuie proiectați ținând cont de condițiile atmosferice specifice”, a explicat autorul principal al studiului, Nicholas Pedatella, de la NSF NCAR.

Straturile superioare ale atmosferei Pământului au dobândit o importanță tot mai mare în ultimele decenii datorită dependenței societății de sistemele moderne de navigație, transmiterea datelor, securitatea națională și alte tehnologii care utilizează sateliți.

Spre deosebire de straturile inferioare, care se încălzesc din cauza emisiilor de dioxid de carbon, straturile superioare ale atmosferei se răcesc. Aceasta se datorează efectului diferit al CO₂. Dacă la suprafața Pământului dioxidul de carbon absoarbe și reemite căldura către moleculele vecine din aerul dens, la altitudini mari, unde atmosfera este rară, el radiază căldura în spațiu.

Anterior s-au efectuat cercetări privind modificările densității moleculelor neutre ca urmare a emisiilor. Obiectul noii analize a fost concentrația particulelor ionizate din cauza furtunilor geomagnetice puternice.

Studiul a folosit ca bază superfurtuna din 10–11 mai 2024 și a calculat cum ar fi reacționat atmosfera la o furtună similară în 2016 și în trei ani viitori, corespunzători minimului ciclului solar de 11 ani (2040, 2061 și 2084). Pentru analiză a fost utilizat modelul Whole Atmosphere Community Climate Model with thermosphere-ionosphere eXtension (Model climatic comunitar pentru întreaga atmosferă cu extensie termosferă-ionosferă), rulat pe supercomputerul Derecho din centrul de calcul NSF NCAR din Wyoming.

Rezultatele au arătat că până la sfârșitul secolului densitatea straturilor superioare ale atmosferei în timpul unei furtuni similare celei de anul trecut va fi cu 20–50% mai mică (în condițiile unei creșteri semnificative a nivelului de CO₂). Totuși, modificarea relativă a densității comparativ cu nivelul de fond va fi mai mare, ceea ce poate provoca interferențe GPS (Sistem de Poziționare Globală) și de radio mai intense. Dacă în prezent o furtună dublează densitatea la vârf, în viitor aceasta o poate tripla, deoarece atmosfera rarefiată va reacționa mai puternic la perturbări.

Potrivit lui Pedatella, sunt necesare cercetări suplimentare pentru a înțelege mai bine schimbările vremii spațiale, inclusiv studierea diferitelor tipuri de furtuni geomagnetice și efectul lor în diferite faze ale ciclului solar.

„Acum avem modele care permit studiul relațiilor complexe dintre straturile inferioare și superioare ale atmosferei. Acest lucru este critic, deoarece astfel de schimbări pot avea consecințe serioase”, a concluzionat cercetătorul.

Acum ne puteți urmări și pe Telegram, Facebook și Instagram pentru a fi la curent cu ultimele știri.