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全球暖化不僅改變地球,也正在重塑太空環境。一項最新研究指出,由於溫室氣體將熱量困於對流層(大氣層與地球距離最低的部分),導致增溫層(大氣層最高層的位置)大氣冷卻收縮,進而影響衛星的運行壽命。隨著衛星在軌道停留時間延長,碰撞風險與太空垃圾問題恐將加劇,威脅衛星通訊、天氣預報和導航等重要功能。
增溫層大氣冷卻收縮,衛星停留時間延長
目前有超過8000顆衛星在距離地球300至1000公里的高度運行,位於增溫層內。除了太陽耀斑和日冕物質拋射等太空天氣事件會短暫改變該區域密度外,英國伯明罕大學的研究人員發現,氣候變遷正驅動著更長期的變化。
研究指出,溫室氣體在增溫層中扮演關鍵角色。它們在對流層中吸收熱量,造成地球暖化,同時也將熱量從增溫層中帶走,導致增溫層冷卻收縮。這使得衛星運行於更稀薄的大氣層中。
大氣密度降低意味著衛星受到的阻力減少,進而影響其壽命。通常情況下,大氣摩擦會逐漸減緩衛星速度,使其隨時間的演進墜回地球。然而,阻力不足會導致衛星在軌道停留時間超出預期。
衛星停留時間延長,增加了碰撞風險,產生更多太空垃圾,也讓安全發射新衛星變得更加困難。
地面與太空永續性息息相關
這項於3月10日發表在《自然永續性》期刊上的研究,清楚表明地面永續性與太空永續性之間的關聯。
SERENE研究小組首席研究員馬修·布朗(Matthew Brown)表示:「我們通常只考慮氣候變遷對地面或海平面的影響,但這項研究顯示,影響將延伸至太空。」
「低地球軌道上的衛星數量正在迅速增加,我們在通訊、地球觀測、天氣預報和導航方面嚴重依賴它們。因此,我們需要非常認真地對待太空的長期永續性。」
布朗博士補充道:「隨著越來越多儀器被發射到低地球軌道,關於一次可以發射多少顆衛星進入太空的討論已經開始。如果不遏制這種擴散,我們有可能陷入『凱斯勒現象』(Kessler syndrome),即碰撞的連鎖反應導致太空無法使用。」
「雖然技術可以幫助這些物體避免碰撞,但認識到地球自然環境對我們在太空中行動能力影響,正變得越來越重要。採取協調一致的措施減少溫室氣體排放,將確保我們能夠防止熱層被過度開發,並為子孫後代保護它。」
- 新聞來源:scitechdaily
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