Steigendes CO₂ verstärkt Sonnenstürme und gefährdet Satelliten

Geomagnetische Stürme, die durch massive Ausbrüche geladener Teilchen an der Sonnenoberfläche verursacht werden, erhöhen die Dichte der oberen Erdatmosphäre und damit den Luftwiderstand. Das wirkt sich auf die Steuerung von Satelliten aus, die schlimmstenfalls aus der Bahn geraten und abstürzen können. Das haben Forschende unter der Leitung des Atmosphärenwissenschaftlers Nicholas Pedatella am National Center for Atmospheric Research (NSF) in Boulder, im US-Bundesstaat Colorado, mithilfe von Computersimulationen ermittelt.

„Sonnenstürme werden in Zukunft anders auf die Erde einwirken, weil sich die Dichte der Atmosphäre verändert“, sagt Pedatella. „Für Satellitenbetreiber ist das ein Problem, da die Raumsonden für bestimmte atmosphärische Bedingungen ausgelegt sind.“ Anders als die untere Atmosphäre, die sich durch Kohlendioxidemissionen erwärmt, wird die obere Atmosphäre kälter, wenn die CO₂-Konzentration steigt. In der relativ dichten Luft nahe der Erdoberfläche absorbiert CO₂ Energie; in großen Höhen, wo die Luft dünner ist, gibt es sie in den Weltraum ab.

Höhere Dichte der Atmosphäre durch steigende CO₂-Konzentration

Die Forschenden fanden heraus, dass im Lauf dieses Jahrhunderts diverse Regionen der oberen Atmosphäre auf dem Höhepunkt eines solchen Sturms 20 bis 50 Prozent mehr Dichte haben werden, wenn die CO₂-Konzentration weiter wie bisher ansteigt. Während ein heutiger Sturm die Dichte auf seinem Höhepunkt mehr als verdoppelt, könnte er sie in Zukunft mindestens verdreifachen.

Dichte der Atmosphäre hat starke Auswirkungen auf Satelliten

Weitere Forschungen seien jedoch erforderlich, so Pedatella, „um besser zu verstehen, wie sich das Weltraumwetter in den kommenden Jahrzehnten verändern wird“. Dazu gehöre die Analyse unterschiedlicher Arten geomagnetischer Stürme – und die Frage, ob die Auswirkungen im Lauf des Sonnenzyklus variieren, wenn sich die Dichte der Atmosphäre ändert. Es sei von großer Bedeutung, so der NSF-Wissenschaftler, „dass wir herausfinden, wie diese Veränderungen ablaufen werden, denn sie haben starke Auswirkungen auf unsere Atmosphäre – und auf die dort positionierten Satelliten“.

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