El aumento del CO2 podría alterar las comunicaciones de radio y espaciales, según científicos japoneses

Un equipo de investigadores de la Universidad de Kyushu, en Japón, ha identificado un posible efecto colateral del cambio climático que hasta ahora había pasado desapercibido: la alteración de las comunicaciones por radio de onda corta utilizadas en sectores críticos como la aviación, la navegación marítima y la radiodifusión.

El estudio, publicado en la revista Geophysical Research Letters, revela que el incremento de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera podría influir de forma directa en la ionosfera, la capa situada entre 90 y 120 kilómetros sobre el nivel del mar, desde donde se reflejan las ondas de radio que permiten las comunicaciones a larga distancia.

Mientras el aumento del CO2 está vinculado con el calentamiento del clima terrestre, en la parte alta de la atmósfera ocurre algo opuesto: allí se registra un enfriamiento progresivo. Este cambio térmico, lejos de ser una buena noticia, tiene consecuencias complejas. La profesora Huixin Liu, de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Kyushu y autora principal de la investigación, explica que esta bajada de temperatura reduce la densidad del aire en la ionosfera y acelera los vientos que circulan a esas altitudes.

Según Liu, esa dinámica no solo modifica el comportamiento del aire en la alta atmósfera, sino que también afecta a los satélites y a la llamada “basura espacial”, ya que las alteraciones en la densidad del aire influyen en la resistencia que encuentran los objetos en órbita baja. Además, estos desequilibrios pueden provocar irregularidades en el plasma ionosférico, un fenómeno que repercute directamente en la propagación de las señales de radio.

La capa “E esporádica”: una causa de interferencias en las comunicaciones espaciales

Dentro de la ionosfera, los científicos han identificado un fenómeno conocido como “E esporádica”, o “Es”. Se trata de una capa densa de iones metálicos que se forma de manera irregular entre los 90 y los 120 kilómetros de altitud. Estas formaciones, aunque temporales y difíciles de prever, tienen la capacidad de perturbar seriamente las comunicaciones de radio de alta frecuencia (HF) y muy alta frecuencia (VHF).

Liu explica que, bajo condiciones de mayor concentración de CO2, las tormentas asociadas a la capa “E esporádica” se intensifican, aparecen a altitudes más bajas y pueden prolongarse más durante la noche. En consecuencia, podrían multiplicarse los episodios de interrupciones en las señales de radio y afectar a servicios esenciales que dependen de ellas.

Para estudiar el impacto de los gases de efecto invernadero en la ionosfera, el equipo japonés utilizó un modelo avanzado de “atmósfera completa”, capaz de reproducir las condiciones físicas desde la superficie terrestre hasta más allá de los 100 kilómetros de altitud.

Los investigadores compararon dos escenarios distintos: uno con una concentración de dióxido de carbono de 315 partes por millón (ppm), correspondiente a valores históricos, y otro con 667 ppm, una cifra que podría alcanzarse en el futuro si las emisiones globales continúan aumentando. Para tener referencia, el nivel medio de CO2 atmosférico en el año 2024 fue de 422,8 ppm.

Con estas simulaciones, el equipo analizó cómo cambian los procesos de convergencia iónica vertical (responsables de la formación de las ondas “E”) cuando aumenta el nivel de CO2. Los resultados fueron reveladores.

Cambios en la radiación solar y sus efectos

Las simulaciones mostraron que el incremento de dióxido de carbono intensifica la actividad inducida por la radiación solar en altitudes comprendidas entre los 100 y los 120 kilómetros. Este proceso genera un desplazamiento de los “puntos calientes” de energía solar unos cinco kilómetros hacia abajo, lo que modifica los patrones diarios de irradiación.

Este desplazamiento no solo altera la circulación de los vientos en la alta atmósfera, sino que también reorganiza los procesos de interacción entre las partículas neutras y cargadas de la ionosfera. Dichos procesos, aunque pequeños en escala, son esenciales para la estabilidad de las señales de radio que se reflejan en esa capa para que las comunicaciones puedan transmitirse a largas distancias.

Huixin Liu destaca que se trata de la primera evidencia científica que demuestra de forma concreta cómo los niveles elevados de CO2 pueden modificar la frecuencia y la intensidad de la capa “E esporádica”. Según la investigadora, este hallazgo ayuda a comprender mejor los vínculos entre los procesos de la atmósfera inferior y los del espacio cercano a la Tierra, un campo que hasta ahora había recibido poca atención en los estudios sobre cambio climático.

“El calentamiento global no se limita al planeta en superficie; sus efectos se extienden hacia el espacio”, señala Liu. “Los resultados sugieren que los cambios en el clima terrestre también alteran el comportamiento del plasma en la ionosfera, lo que a su vez repercute en la infraestructura tecnológica moderna.”

Desafíos para la industria de las telecomunicaciones

El estudio invita a reflexionar sobre la necesidad de replantear las estrategias de comunicaciones y navegación en un contexto de cambio climático. La industria aeroespacial y de telecomunicaciones, en particular, deberá adaptarse a las posibles variaciones en la propagación de las ondas de radio.

Liu recomienda que los responsables del sector comiencen a considerar estos efectos en sus planes de desarrollo y mantenimiento, adoptando una visión de largo plazo que integre la influencia del clima en los sistemas tecnológicos que operan en la atmósfera superior. Las conclusiones del estudio apuntan a que la evolución del CO2 no solo afecta la vida en la Tierra, sino también la forma en que la humanidad se conecta y a las comunicaciones más allá de ella.