Ny undersøgelse forklarer Antarktis koldeste temperaturer

Små dale nær toppen af ​​Antarktis iskappe når temperaturer på næsten -100 grader Celsius, ifølge en ny undersøgelse offentliggjort i denne uge i tidsskriftet AGU Geofysiske forskningsbreve . Fundet kan ændre videnskabsmænds forståelse af, hvor lave temperaturer der kan blive på Jordens overflade, og hvordan det sker, ifølge forskerne.

Efter at have gennemgået data fra flere jordobservationssatellitter, videnskabsmænd annoncerede i 2013, at de fandt overfladetemperaturer på -93 grader Celsius (-135 grader Fahrenheit) flere steder på det østantarktiske plateau, et højt snedækket plateau i det centrale Antarktis, der omslutter Sydpolen. Den foreløbige undersøgelse er blevet revideret med nye data, der viser, at de koldeste steder faktisk når -98 grader Celsius (-144 grader Fahrenheit). Temperaturerne observeres i den sydlige polarnat, mest i juli og august.

Da forskerne først annoncerede, at de havde fundet de koldeste temperaturer på Jorden for fem år siden, de fastslog, at der kræves vedvarende klar himmel og let vind, for at temperaturen kan dykke så lavt. Men den nye undersøgelse tilføjer et twist til historien:Ikke kun er klar himmel nødvendig, men luften skal også være ekstremt tør, fordi vanddamp blokerer for varmetabet fra sneoverfladen.

Forskerne observerede de ultralave temperaturer i små dyk eller lavvandede fordybninger i den antarktiske iskappe, hvor koldt, tæt, nedadgående luftpuljer over overfladen og kan forblive i flere dage. Dette tillader overfladen, og luften over det, for at køle endnu mere, indtil det klare, berolige, og tørre forhold bryder sammen, og luften blandes med varmere luft højere oppe i atmosfæren.

"I dette område, vi ser perioder med utrolig tør luft, og dette tillader varmen fra sneoverfladen at stråle lettere ud i rummet, " sagde Ted Scambos, en seniorforsker ved National Snow and Ice Data Center ved University of Colorado Boulder og undersøgelsens hovedforfatter.

Rekorden på -98 grader celsius er omtrent så koldt, som det er muligt at få på jordens overflade, ifølge forskerne. For at temperaturen skal falde så lavt, klar himmel og tør luft skal vare ved i flere dage. Temperaturerne kunne falde lidt lavere, hvis forholdene varede i flere uger, men det er yderst usandsynligt, at det sker, sagde Scambos.

At finde det koldeste sted

Den høje højde af det østantarktiske plateau og dets nærhed til Sydpolen giver det det koldeste klima af enhver region på Jorden. Den laveste lufttemperatur nogensinde målt af en vejrstation, -89 grader Celsius (-128 grader Fahrenheit), blev optaget der på Ruslands Vostok Station i juli 1983.

Men vejrstationer kan ikke måle temperaturer overalt. Så i 2013 Scambos og hans kolleger besluttede at analysere data fra flere jordobservationssatellitter for at se, om de kunne finde temperaturer på plateauet endnu lavere end dem, der blev registreret ved Vostok.

I den nye undersøgelse, de analyserede satellitdata indsamlet under vinteren på den sydlige halvkugle mellem 2004 og 2016. De brugte data fra MODIS-instrumentet ombord på NASAs Terra og Aqua-satellitter samt data fra instrumenter på NOAAs Polar Operational Environmental Satellites.

Forskerne observerede sneoverfladetemperaturer, der regelmæssigt faldt under -90 grader Celsius (-130 grader Fahrenheit) næsten hver vinter i et bredt område af plateauet, mere end 3, 500 meter (11, 000 fod) over havets overflade. Inden for denne brede region, de fandt, at snesevis af steder havde meget koldere temperaturer. Næsten 100 steder nåede overfladetemperaturer på -98 grader Celsius.

Atmosfæren i denne region kan nogle gange have mindre end 0,2 mm samlet udfældeligt vand over overfladen. Men selv når det er så tørt og koldt, luften fanger noget af varmen og sender den tilbage til overfladen. Det betyder, at afkølingshastighederne er meget langsomme, når overfladetemperaturerne nærmer sig rekordværdierne. Forholdene varer ikke længe nok - det kan tage uger - før temperaturerne falder under de observerede rekorder. Imidlertid, temperaturen målt fra satellitter er temperaturen på sneoverfladen, ikke luften over den. Så undersøgelsen estimerede også lufttemperaturerne ved at bruge nærliggende automatiske vejrstationer og satellitdata.

Interessant nok, selv om de koldeste steder var spredt ud over hundreder af kilometer, de laveste temperaturer var alle næsten de samme. Det fik dem til at tænke:Er der en grænse for, hvor koldt det kan blive på højsletten?

Hvor koldt er det egentlig?

Ved at bruge forskellen mellem satellitmålingerne af de laveste overfladesnetemperaturer ved Vostok og tre automatiserede stationer, og lufttemperaturerne på samme sted og tidspunkt, forskerne udledte, at lufttemperaturerne på de allerkoldeste steder (hvor ingen stationer findes) sandsynligvis er omkring -94 grader Celsius, eller omkring -137 grader Fahrenheit.

Forskerholdet har også udviklet et sæt instrumenter designet til at overleve og operere på de allerkoldeste steder gennem vinteren og måle både sne- og lufttemperaturer. De planlægger at implementere instrumenterne i løbet af det næste år eller to, i løbet af den antarktiske sommer, hvor temperaturerne er forholdsvis milde -30 grader Celsius (-22 grader Fahrenheit).