–>AGU
WASHINGTON – Små dalar nära toppen av Antarktis istäcke når temperaturer på nästan minus 100 grader Celsius (minus 148 grader Fahrenheit) på vintern, enligt en ny studie. Resultaten kan enligt forskarna förändra forskarnas förståelse av hur låga temperaturer det kan bli på jordens yta.
Vetenskapsmännen meddelade 2013 att de hade hittat de lägsta temperaturerna på jordens yta: Sensorer på flera jordobservationssatelliter mätte temperaturer på minus 93 grader Celsius (minus 135 grader Fahrenheit) på flera ställen på den östantarktiska platån, en hög snötäckt platå i centrala Antarktis som omsluter sydpolen. Men forskarna reviderade den första studien med nya data och fann att temperaturerna faktiskt når minus 98 grader Celsius (minus 144 grader Fahrenheit) under den södra polarnatten, främst under juli och augusti.
När forskarna först meddelade att de hade hittat de kallaste temperaturerna på jorden för fem år sedan konstaterade de att det krävs ihållande klar himmel och svaga vindar för att temperaturerna ska kunna sjunka så här lågt. Men den nya studien lägger till en twist till historien: Det krävs inte bara en klar himmel, utan luften måste också vara extremt torr, eftersom vattenånga binder en del värme i luften.
Forskarna observerade de extremt låga temperaturerna i små gropar eller håligheter i Antarktis istäcke. Den superkalla, supertorra luften är tätare än den något varmare luften runt omkring, så den faller ner i hålorna och fastnar. Detta gör att snöytan och luften ovanför den kan svalna ytterligare, tills de klara, lugna och torra förhållandena förändras och den kalla luften blandas med varmare luft högre upp i atmosfären.
”I det här området ser vi perioder med otroligt torr luft, och detta gör att värmen från snöytan lättare kan stråla ut i rymden”, säger Ted Scambos, seniorforskare vid National Snow and Ice Data Center vid University of Colorado-Boulder och huvudförfattare till den nya studien i Geophysical Research Letters, en tidskrift från American Geophysical Union.
Rekordet på minus 98 grader Celsius är ungefär så kallt som det är möjligt att få på jordens yta, enligt forskarna. För att temperaturen ska kunna sjunka så lågt måste klar himmel och torr luft bestå i flera dagar. Temperaturen skulle kunna sjunka lite lägre om förhållandena varade i flera veckor, men det är ytterst osannolikt att det skulle hända, säger Scambos.
Blått snöförhållanden vid en lägerplats nära Vostok-stationen under den antarktiska sommaren.
Credit: Ted Scambos, NSIDC/University of Colorado-Boulder.
Finnande av den kallaste platsen
Den östantarktiska platåns höga höjd och dess närhet till Sydpolen ger den det kallaste klimatet av alla regioner på jorden. Den lägsta lufttemperatur som någonsin uppmätts av en väderstation, minus 89 grader Celsius (minus 128 grader Fahrenheit), uppmättes där vid Rysslands Vostokstation i juli 1983.
Men väderstationer kan inte mäta temperaturer överallt. Så 2013 beslutade Scambos och hans kollegor att analysera data från flera jordobservationssatelliter för att se om de kunde hitta temperaturer på platån som var ännu lägre än de som registrerades i Vostok.
I den nya studien analyserade de satellitdata som samlades in under vintern på södra halvklotet mellan 2004 och 2016. De använde data från MODIS-instrumentet ombord på NASA:s satelliter Terra och Aqua samt data från instrument på NOAA:s Polar Operational Environmental Satellites.
Forskarna såg till en början ett brett område på platån mer än 3 500 meter över havet där temperaturen regelbundet sjönk under minus 90 grader Celsius (minus 130 grader Fahrenheit) vid snöytan. Den lägsta temperatur de observerade var minus 93 grader Celsius (minus 135 grader Fahrenheit).
Data från MODIS-instrumenten kalibreras med hjälp av temperaturmätningar från väderstationer på marken. År 2016 omkalibrerade NASA MODIS-data med mer aktuella väderstationsmätningar, och forskarna analyserade temperaturdata på nytt. Väderförhållandena på platån förändrades inte, men de justerade satellitdata gav forskarna en mer exakt bild av vad den faktiska lägsta temperaturen var.
De fann att den lägsta rekordtemperaturen var cirka 5 grader Celsius (9 grader Fahrenheit) kallare än vad de ursprungligen rapporterade, cirka minus 98 grader Celsius (minus 144 grader Fahrenheit).
Persistenta vindar formar ytan av östra Antarktis snö till små sanddyner som kallas ”sastrugi”.
Kredit: Ted Scambos, NSIDC/University of Colorado-Boulder.
Hur kallt kan det bli?
Scambos och hans kollegor analyserade terrängen där de såg dessa extremt låga temperaturer och fann att de inträffade i små håligheter som var 2 till 3 meter djupa i isytan, på den södra sidan av höga åsar på platån.
Interessant nog noterade forskarna ett helt kluster av platser där temperaturen sjönk nästan exakt till denna rekordlåga nivå under 14-årsperioden, trots att de låg hundratals kilometer ifrån varandra. Det fick dem att undra: Finns det en gräns för hur kallt det kan bli på platån?
För att temperaturen ska sjunka till denna rekordlåga nivå måste himlen vara klar och luften måste vara benhård i flera dagar. När temperaturen sjunker under en viss punkt kyls luften så långsamt att den inte kan bli märkbart kallare innan väderförhållandena förändras, enligt forskarna. Minus 98 grader Celsius verkar alltså vara gränsen för hur kallt det kan bli på jordens yta, säger Scambos.
”Det finns en gräns för hur länge förhållandena består för att tillåta den att svalna till dessa extremt låga temperaturer, och en gräns för hur mycket värme man faktiskt kan få ut genom atmosfären, eftersom vattenånga måste vara nästan obefintlig för att avge värme från ytan vid dessa temperaturer”, säger han.
Forskarteamet har utvecklat en uppsättning instrument som är utformade för att överleva och fungera på de allra kallaste platserna under hela vintern för att mäta både snö- och lufttemperaturer. De planerar att sätta in instrumenten inom de närmaste två åren.
####
American Geophysical Union har som mål att främja jord- och rymdvetenskaperna till förmån för mänskligheten genom vetenskapliga publikationer, konferenser och utåtriktade program. AGU är en icke-vinstdrivande, professionell, vetenskaplig organisation som företräder 60 000 medlemmar i 137 länder. Delta i samtalet på Facebook, Twitter, YouTube och våra andra sociala mediekanaler.