“นักวิทยาศาสตร์พบว่าระดับคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นในชั้นบรรยากาศ
อาจรบกวนวิทยุคลื่นสั้นที่ใช้ในการจราจรทางอากาศ
การสื่อสารทางทะเล และการกระจายเสียงทางวิทยุ”
เมื่อช่วงสัปดาห์ที่แล้ว เครือข่ายสังเกตการณ์บรรยากาศโลก หรือ Global Atmosphere Watch (GAW) ขององค์การอุตุนิยมวิทยาโลก (WMO) ได้ออกรายงานล่าสุดซึ่งระบุว่าในปี 2024 ที่ผ่านมา โลกมีระดับคาร์บอนไดออกไซด์สูงเป็นประวัติการณ์
โดยอยู่ที่ 423.9 ± 0.2 ppm (ส่วนในล้านส่วน) ซึ่งเพิ่มขึ้น 52 เปอร์เซ็นเมื่อเทียบกับระดับยุคก่อนอุตสาหกรรม ไม่ใช่แค่สถิติสูงสุดของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงมีการเพิ่มขึ้นแบบปีต่อปีสูงสุดนับตั้งแต่มีการเก็บข้อมูลอีกด้วย
ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหล่านี้มีส่วนทำให้สภาพอากาศแปรปรวนรุนแรงขึ้น ทั้งเกิดคลื่นความร้อนและภาวะเรือนกระจกที่เป็นภัยคุกคามต่อระบบนิเวศบนโลก อย่างไรก็ตามงานวิจัยใหม่ได้เผยให้เห็นสิ่งที่ต่างออกไปและมันอาจสร้างปัญหาตามมา นั่นคือระดับคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นทำให้ชั้นบรรยากาศในไอโอโนสเฟียร์ที่อยู่เหนือระดับน้ำทะเล 100 กิโลเมตรนั้น เย็นลง
“แต่การเย็นลงนี้ไม่ได้หมายความว่าทุกอย่างจะดี ทว่ามันลดความหนาแน่นของอากาศในชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ และเร่งการหมุนเวียนของลม” ศาสตราจารย์หลิวฮุ่ยซิน (Huixin Liu) จากคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยคิวชู หัวหน้าทีมวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Geophysical Research Letters อธิบาย
“การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ส่งผลกระทบต่อวงโคจรและอายุการใช้งานของดาวเทียม กับเศษซากในอวกาศ อีกทั้งยังรบกวนการสื่อสารทางวิทยุผ่านความผิดปกติของพลาสมาขนาดเล็กเฉพาะที่” เขาเสริมว่าหนึ่งในความผิดปกตินั้นคือ ‘sporadic-E’ หรือ ‘Es’ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ชั้นไอออนโลหะหนาแน่นก่อตัวขึ้นที่ระดับความสูง 90 ถึง 120 กิโลเมตร
sporadic-E คืออะไร?
ชั้น Es หรือที่เรียกเต็ม ๆ ว่า sporadic-E layer นั้นคือชั้นบาง ๆ ที่เป็นที่อยู่ของไอออนโลหะอย่าง Fe⁺ โดยมีกลไกสำคัญในการก่อตัวคือ ‘wind shear mechanism’ ซึ่งก็คือลมเฉือนในชั้นบรรยายกาศจะทำให้ไอออนของโลหะถูกรวม ‘ในแนวตั้ง’ (vertical ion convergence: VIC)
อย่างที่เราทราบกันดี ลมนั้นเกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิ เมื่อก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทำให้ชั้นบรรยากาศบางชั้นร้อนขึ้น และบางชั้นก็เย็นลง ความแตกต่างนี้ทำให้กระแสลมปกติถูกรบกวน ซึ่งหมายความว่ามันมีผลกระทบต่อชั้น Es ด้วยเช่นกัน
แต่จนถึงปัจจุบันยังไม่มีการศึกษาแบบเจาะลึกว่า ระดับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นนี้ส่งผลต่อ Es อย่างไร งานวิจัยนี้จึงเป็นการศึกษาแรกสุดที่ตั้งคำถามต่อปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้น
“ดังที่ชื่อบ่งบอก Es นั้นเกิดขึ้นเป็นระยะ ๆ และคาดการณ์ได้ยาก อย่างไรก็ตามเมื่อมันเกิดขึ้น มันก็สามารถรบกวนการสื่อสารทางวิทยุ HF และ VHF ได้” หลิว กล่าวต่อ “ผลการศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่า เมื่อระดับ CO2 สูง ชั้น ES ก็มีแนวโน้มจะรุนแรงขึ้น ซึ่งเกิดขึ้นที่ระดับความสูงที่ต่ำกว่า และคงอยู่นานขึ้นในเวลากลางคืน”
ด้วยการใช้แบบจำลองบรรยากาศทั้งหมด หลิวและทีมวิจัยได้พัฒนาแบบจำลองบรรยากาศเบื้องบนที่อยู่ภายใต้สถานการณ์ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ 2 ระดับที่แตกต่างกันคือ ที่ความเข้มข้นปกติ 315 ppm และ 667 ppm จากนั้นก็ดูว่าเกิดอะไรขึ้นบ้าง
การจำลองแสดงให้เห็นว่าในสถานการณ์ที่ระดับคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้น VIC จะเพิ่มขึ้นทั่วโลกที่ระดับความสูง 100 ถึง 120 กิโลเมตร ขณะที่จุดร้อนของชั้น Es จะเลื่อนลงไปประมาณ 5 กิโลเมตร อีกทั้งรูปแบบรายวันของจุดร้อนเหล่านี้ก็เปลี่ยนไป ซึ่เกิดจากความหนาแน่นของชั้นบรรยกาศที่ลดลง และการรบกวนจากลม
“การค้นพบเหล่านี้เป็นการค้นพบครั้งแรกที่แสดงให้เห็นว่า ระดับคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นนั้นส่งผลต่อการเกิด Es อย่างไร ซึ่งเผยให้เห็นข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ เกี่ยวกับกระบวนการเชื่อมโยงข้ามสเกลระหว่างอากาศที่เป็นกลางและพลาสมาไอโอโนสเฟียร์” หลิว อธิบาย
“กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือ การค้นพบเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า การเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากสภาพอากาศโลกสามารถส่งผลกระทบต่อปรากฏการณ์พลาสมาขนาดเล็กในอวกาศได้อย่างไร เมื่อพิจารณาจากการค้นพบของเรา อุตสาหกรรมโทรคมนาคมจะต้องพัฒนาวิสัยทัศน์ระยะยาวที่คำนึงถึงผลกระทบของภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่อการดำเนินงานในอนาคต ภาวะโลกร้อนไม่เพียงส่งผลกระทบต่อโลกเท่านั้น แต่ยังส่งผลไปถึงอวกาศอีกด้วย”
สืบค้นและเรียบเรียง
วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ที่มา
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com
อ่านเพิ่มเติม : มลพิษจากการปล่อยจรวจ ภัยเงียบที่กำลังทายชั้นโอโซน
