És probable que el canvi climàtic alteri les telecomunicacions i radars

Els canvis greus de clima que hi ha a la Terra arran del canvi poden afectar les comunicacions i els sistemes de teledetecció, com els radars. En alguns casos per a millor i en altres per a pitjor. Així ho revela una investigació d’un equip del Laboratori de Física Aplicada Johns Hopkins (APL), a Laurel (Maryland).

El canvi climàtic pot plantejar unes quantes amenaces existencials, almenys als pitjors escenaris, com la pujada del nivell del mar, la inundació de les costes, l’augment de les sequeres, les onades de calor i els fenòmens meteorològics extrems. Però els possibles efectes de “segon ordre”, com l’impacte que els canvis a llarg termini en les condicions ambientals podrien tenir a la tecnologia, no s’han estudiat tan de prop.

“Els enginyers que dissenyen sistemes de sensors, com ara radars i càmeres d’infrarojos, estan acostumats a tenir requisits ambientals fixos. Tant se val si es dissenya un sistema ara o d’aquí a deu anys, esperen que es compleixin els mateixos requisits”, explica en un comunicat Jonathan Gehman, físic aplicat de l’APL, que va dirigir l’estudi, presentat a la reunió anual del 2022 del Comitè Nacional dels EUA per a la Unió Internacional de Radiociència.

“Volíem fer la pregunta: es mantindrà aquesta suposició, o alterarà el canvi climàtic l’entorn prou per afectar el disseny dels sistemes de sensors? Perquè si és així, encara que només sigui una mica, seria una sorpresa per als dissenyadors i enginyers que no estan acostumats a considerar el medi ambient com un factor de disseny en evolució”, explica Gehman.

Gehman i els companys van analitzar les dades del Projecte d’Intercomparació de Models Acoblats (CMIP5) del Programa Mundial d’Investigacions Climàtiques, centrant-se en els factors que se sap que influeixen en el disseny dels sensors i que es coneixen quant a la seva evolució en diferents escenaris d’emissions de gasos amb efecte d’hivernacle. Aquests factors inclouen l’augment de les condicions d’humitat per a la propagació de radiofreqüència (RF) i infrarojos, i també l’augment de les temperatures de la superfície del mar per a la propagació de RF.

L’equip va escollir set ubicacions a tot el món que representaven una varietat de climes marins. A cada lloc van extrapolar dos climes futurs alternatius, produïts per dues possibles trajectòries diferents d’emissions d’efecte hivernacle: una de moderada i una altra de severa.

Segons Gehman, els resultats van ser sorprenents. Encara que la majoria dels canvis eren lleus, alguns eren prou significatius per tenir repercussions en els sistemes de comunicació de propera generació, així com en els radars de navegació i vigilància.

“El dia d’avui, quan es dissenyen aquests sistemes, una de les decisions que cal prendre sovint és entre la banda S i la X, que són d’uns tres i deu gigahertzs, respectivament”, va explicar. “La contrapartida és que amb la banda S es pot veure més a través de l’atmosfera, però amb la banda X i altres bandes d’alta freqüència s’obté millor resolució i més amplada de banda i un espectre menys saturat”.

“I el que vam descobrir va ser que, els cinquanta anys vinents, a l’escenari sever, és probable que aquesta diferenciació s’accentuï”, va prosseguir. “L’avantatge de més abast de la banda S millorarà, i la banda X i les freqüències més altes es degradaran com a resultat de l’augment de la humitat a l’atmosfera”.

Troballes sorprenents a l’Àrtic

Dos dels set llocs analitzats eren en aigües septentrionals que actualment estan cobertes de gel durant una part de l’any. A mesura que la cobertura de gel es redueix i les aigües s’escalfen, la troballa una mica paradoxal va ser que el disseny de sensors per al seu ús a l’Àrtic –generalment considerat un entorn extrem i, per tant, un factor limitant en el disseny–podria no ser tan difícil al clima futur.

“Ara mateix, les condicions de l’Àrtic creen un horitzó radioelèctric relativament curt, de mitjana, en comparació amb la majoria de les altres zones del món. Tot i això, segons el nostre estudi, a mesura que l’Àrtic es vagi obrint, s’assemblarà més a una massa d’aigua normal des del punt de vista del que el radar pot veure a la superfície”, explica Gehman.