NASA, Air Force Team auf Next Generation Rocket Engine

Steigende Kohlendioxidwerte am Rand des Weltraums verringern offenbar den Sog, den die Erdatmosphäre auf Satelliten und Weltraummüll ausübt, sagen Forscher.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der von Menschen verursachte Anstieg von Kohlendioxid Auswirkungen auf die Erde haben könnte, die größer sind als erwartet, fügten Wissenschaftler hinzu.

In den erdnahen Schichten der Atmosphäre ist Kohlendioxid ein Treibhausgas, das die Wärme der Sonne speichert. Steigende Kohlendioxidwerte aufgrund menschlicher Aktivitäten führen zu einer globalen Erwärmung der Erdoberfläche.

In den höchsten Bereichen der Atmosphäre kann Kohlendioxid jedoch tatsächlich einen kühlenden Effekt haben. Die Hauptwirkungen von Kohlendioxid dort oben kommen von seinen Kollisionen mit Sauerstoffatomen. Diese Auswirkungen regen Kohlendioxidmoleküle an und lassen sie Wärme abstrahlen. Die Kohlendioxiddichte ist zu hoch über den Höhen von etwa 50 Kilometern, damit die Moleküle diese Wärme wieder aufnehmen können, was bedeutet, dass sie größtenteils in den Weltraum entweicht und die äußerste Atmosphäre abschreckt. [Erdatmosphäre von oben nach unten (Infografik)]

Wenn die obere Atmosphäre abgekühlt wird, zieht sie sich zusammen und übt weniger Widerstand auf die Satelliten aus. Atmosphärischer Luftwiderstand kann katastrophale Auswirkungen auf Gegenstände im Weltraum haben - zum Beispiel wurde die äußere Atmosphäre durch unerwartet starke Sonnenaktivität erhitzt, wodurch die Skylab, die erste US-Raumstation, auf die Erde abstürzte.

Um zu sehen, ob der jüngste Anstieg des Kohlendioxids in die oberste Atmosphäre gelangt ist, analysierten die Forscher die Veränderungen der Kohlendioxidkonzentrationen in einer Höhe von etwa 100 km zwischen 2004 und 2012 mit dem Atmospheric Chemistry Experiment Fourier Transform Spektrometer an Bord der Kanadischer SCISAT-1 Satellit. Da ultraviolette Strahlung von der Sonne Kohlenstoffdioxid in Kohlenmonoxid und Sauerstoff aufbrechen kann, untersuchten die Forscher auch die Kohlenmonoxidgehalte, um ein besseres Bild davon zu bekommen, wie hoch der durchschnittliche Kohlendioxidgehalt im Laufe der Zeit ist, da die Sonneneinstrahlung von Jahr zu Jahr variieren kann .

Du lebst hier, also denken wir, du solltest in den Tatsachen der Erde gut verankert sein. Aber Sie könnten diese Fragen ein wenig schwierig und knifflig finden. Viel Glück!Die Wissenschaftler entdeckten, dass die Konzentrationen von Kohlendioxid und Kohlenmonoxid, die sie gemeinsam COx nennen, in den letzten acht Jahren signifikant angestiegen sind. Ihre Ergebnisse deuten auf einen globalen Anstieg des COx um etwa 23,5 Teile pro Million pro Jahrzehnt hin.

Der aktuelle Kohlendioxidgehalt liegt bei etwa 225 Teilen pro Million in einer Höhe von etwa 100 Kilometern, verglichen mit der Konzentration von 390 Teilen pro Million in der Troposphäre, der Ebene der Atmosphäre, die der Erdoberfläche am nächsten ist.

"Wir haben jetzt direkte Beweise, dass sich ein Hauptfaktor für das Klima in der oberen Atmosphäre verändert", sagte Leitautor John Emmert, ein Physiker der oberen Atmosphäre am Naval Research Laboratory in Washington, D.C., gegenüber ProfoundSpace.org.

Dieser Anstieg ist 10 Teile pro Million pro Jahrzehnt schneller als von Modellen der oberen Atmosphäre vorhergesagt. Die Einführung von Raketen in die Umlaufbahn fügt Kohlendioxid in die Atmosphäre hinzu, aber die Wissenschaftler berechneten, dass solche Starts zwischen 2004 und 2012 nur etwa 2.700 Tonnen Kohlenstoff in die obere Atmosphäre abgegeben hätten, während die COx-Gehalte um etwa 20.000 Tonnen gestiegen wären die obere Atmosphäre während dieser Zeit.

Stattdessen vermuten die Forscher, dass dieser Anstieg auf eine unerwartet große Mischung und Zirkulation zwischen den oberen und unteren Schichten der Atmosphäre zurückzuführen ist. Die Forscher bemerkten auch, dass dieser Anstieg des Kohlendioxidgehalts in der oberen Atmosphäre die überraschende Verringerung erklären könnte, die sie beim atmosphärischen Widerstand bei Satelliten und Weltraummüll beobachtet haben.

"Die nächste Herausforderung besteht darin, zu verstehen, warum die beobachteten Kohlendioxid-Trends größer sind als erwartet", sagte Emmert. "Dies erfordert die Anwendung von hochentwickelten Modellen für die gesamte Atmosphäre."

Die Wissenschaftler haben ihre Ergebnisse heute (11. November) online in der Zeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht.