Cambios graves en el clima de la Tierra probablemente afectarían a las comunicaciones y los sistemas de teledetección, como los radares, en algunos casos para mejor y en otros para peor.
Así lo revela una investigación de un equipo del Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins (APL), en Laurel (Maryland).
El cambio climático puede plantear varias amenazas existenciales, al menos en los peores escenarios, como la subida del nivel del mar, la inundación de las costas, el aumento de las sequías, las olas de calor y los fenómenos meteorológicos extremos. Pero los posibles efectos de “segundo orden”, como el impacto que los cambios a largo plazo en las condiciones ambientales podrían tener en la tecnología, no se han estudiado tan de cerca.
“Los ingenieros que diseñan sistemas de sensores, como radares, cámaras de infrarrojos, etc., están acostumbrados a tener requisitos ambientales fijos. No importa si se diseña un sistema ahora o dentro de 10 años, esperan que se cumplan los mismos requisitos”, explica en un comunicado Jonathan Gehman, físico aplicado del APL, que dirigió el estudio, presentado en la reunión anual de 2022 del Comité Nacional de EE.UU. para la Unión Internacional de Radiociencias.
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“Queríamos hacer la pregunta: ¿Se mantendrá esa suposición, o alterará el cambio climático el entorno lo suficiente como para afectar al diseño de los sistemas de sensores? Porque si es así, aunque sólo sea un poco, sería una sorpresa para los diseñadores e ingenieros que no están acostumbrados a considerar el medio ambiente como un factor de diseño en evolución”, explica Gehman.
Gehman y sus colegas analizaron los datos del Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados (CMIP5) del Programa Mundial de Investigaciones Climáticas, centrándose en los factores que se sabe que influyen en el diseño de los sensores y que se conocen en cuanto a su evolución en distintos escenarios de emisiones de gases de efecto invernadero. Estos factores incluyen el aumento de las condiciones de humedad para la propagación de radiofrecuencia (RF) e infrarrojos, así como el aumento de las temperaturas de la superficie del mar para la propagación de RF.
El equipo eligió siete ubicaciones en todo el mundo que representaban una variedad de climas marinos. En cada lugar extrapolaron dos climas futuros alternativos, producidos por dos posibles trayectorias diferentes de emisiones de efecto invernadero: una moderada y otra severa.
Según Gehman, los resultados fueron sorprendentes. Aunque la mayoría de los cambios eran leves, algunos eran lo bastante significativos como para tener repercusiones en los sistemas de comunicación de próxima generación, así como en los radares de navegación y vigilancia.
“Hoy en día, cuando se diseñan estos sistemas, una de las decisiones que hay que tomar a menudo es entre la banda S y la X, que son de unos 3 y 10 gigahercios, respectivamente”, explicó. “La contrapartida es que con la banda S se puede ver más a través de la atmósfera, pero con la banda X y otras bandas de alta frecuencia se obtiene mejor resolución y más ancho de banda y un espectro menos saturado”.
“Y lo que descubrimos fue que, en los próximos 50 años, en el escenario severo, es probable que esa diferenciación se acentúe”, prosiguió. “La ventaja de mayor alcance de la banda S mejorará, y la banda X y las frecuencias más altas se degradarán como resultado del aumento de la humedad en la atmósfera”.
Hallazgos sorprendentes en el Ártico
Dos de los siete lugares analizados se encontraban en aguas septentrionales que actualmente están cubiertas de hielo durante una parte del año. A medida que la cobertura de hielo se reduce y las aguas se calientan, el hallazgo un tanto paradójico fue que el diseño de sensores para su uso en el Ártico -generalmente considerado un entorno extremo y, por tanto, un factor limitante en el diseño- podría no ser tan difícil en el clima futuro.
“Ahora mismo, las condiciones del Ártico crean un horizonte radioeléctrico relativamente corto, por término medio, en comparación con la mayoría de las demás zonas del mundo. Sin embargo, según nuestro estudio, a medida que el Ártico se vaya abriendo, se parecerá más a una masa de agua normal desde el punto de vista de lo que el radar puede ver en la superficie”, explica Gehman.
“Esto puede aliviar las preocupaciones sobre el uso del radar en esta región, ya que estas condiciones se relajarán un poco en las próximas décadas”, añade.
