Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Mobile Facility (AMF2) blev indsat til McMurdo Station, Antarktis, som en del af en 14-måneders feltkampagne for at indsamle sofistikerede data med skyradarer og lidar med høj spektral opløsning, og en komplet aerosolsuite. Kredit:US Department of Energy Atmospheric Radiation Measurement (ARM) brugerfacilitet
Når temperaturen falder til under frysepunktet, sne og is forventes at følge. Det er ikke altid tilfældet i Antarktis, hvor for første gang, vedvarende støvregn er blevet registreret ved temperaturer langt under frysepunktet, ifølge et team af forskere.
Ved hjælp af både jordbaserede og satellitmålinger, forskere registrerede støvregnforhold under minus 13 grader Fahrenheit, der varede i mere end 7,5 timer på McMurdo Station, Antarktis. Tidligere rapporter registrerede superkølet støvregn ved disse temperaturer, men kun for korte varigheder. Tilstedeværelsen af støvregn over flere timer kan have nogle konsekvenser for klimamodelforudsigelser. Forskerne offentliggjorde deres fund i Journal of Geophysical Research:Atmosfærer .
"Vi kender støvregn som en proces, der finder sted i varme temperaturer, "sagde Israel Silber, assisterende forskningsprofessor i Institut for Meteorologi og Atmosfærisk Videnskab i Penn State og hovedforfatter af undersøgelsen. "Ved lavere temperaturer, processer som isdannelse og vækst gør sandsynligheden for støvregnproduktion betydeligt lavere. "
Data indsamlet fra lasermålinger indikerede tilstedeværelsen af vandpartikler - hydrometeorer, der var næsten sfæriske, hvilket kan indikere drypregn. Analyse af disse data kombineret med andre jordbaserede og satellitmålinger bekræftede, at partiklerne faktisk var dråber af støvregn.
Meteorologer definerer støvregn som vanddråber mindre end 0,5 millimeter i diameter, eller omkring en fem-hundrededel af en tomme. Ifølge Silber, støvregn og regn behandles i flæng i klimamodeller, da begge er i en flydende fase, sammenlignet med andre hydrometeorer, såsom sne og hagl. Tilstedeværelsen af langvarig støvregn i et meget koldt område som Antarktis har konsekvenser for at forbedre nøjagtigheden af klimamodeller i polarområderne.
Sofistikerede instrumenter, herunder laser-disdrometre, der måler nedbør, når den passerer gennem en blæserformet laserstråle, indsamlet data på McMurdo Station som en del af ARM West Antarctic Radiation Experiment (AWARE), en fælles indsats mellem det amerikanske energiministerium og National Science Foundation. Kredit:US Department of Energy Atmospheric Radiation Measurement (ARM) brugerfacilitet
"Regnregn bør simuleres korrekt i modeller, fordi den fjerner vand fra skylaget, når dråber kombineres med hinanden og til sidst falder, "Silber sagde." Det betyder, at støvregn ville påvirke skyens levetid, som ville påvirke mængden af varme, der når Jordens overflade. "
Data indsamlet i disse observationer blev brugt i højopløselige modelsimuleringer af den polære atmosfære. Ved praktisk talt at efterligne de forhold, der gjorde det muligt for den observerede sky at danne, forskerne kunne identificere de parametre, der påvirker produktionen af støvregn ved at justere andre variabler inden for simuleringen.
Ved hjælp af simuleringerne forskerne fandt ud af, at lave koncentrationer af nogle typer partikler suspenderet i Jordens atmosfære, såsom havsalt og støv, bidrog meget til støvregndannelse.
"I Antarktis, luften er meget ren, "sagde Silber." Der er færre forurenende stoffer, og derfor færre luftbårne partikler. "
Den lave koncentration af disse partikler tillod støvregn at forblive i flydende form, selvom lufttemperaturerne var langt under frysepunktet.