–>AGU
WASHINGTON – Antarktiksen jääpeitteen huipun läheisyydessä sijaitsevissa pienissä laaksoissa lämpötila on talvella lähes miinus 100 celsiusastetta, todetaan uudessa tutkimuksessa. Tulokset voivat tutkijoiden mukaan muuttaa tutkijoiden käsitystä siitä, kuinka alhaisiksi lämpötilat voivat laskea maapallon pinnalla.
Tutkijat ilmoittivat vuonna 2013, että he olivat löytäneet alhaisimmat lämpötilat maapallon pinnalla: Useiden maapalloa tarkkailevien satelliittien anturit mittasivat miinus 93 celsiusasteen (miinus 135 celsiusasteen) lämpötiloja useissa paikoissa Itä-Antarktiksen ylätasangolla, joka on luminen ylätasanko Antarktiksen keskiosassa ja joka käsittää etelänavan. Tutkijat kuitenkin tarkistivat alkuperäistä tutkimusta uusilla tiedoilla ja havaitsivat, että lämpötilat nousevat itse asiassa miinus 98 celsiusasteeseen (miinus 144 celsiusastetta) eteläisen napa-alueen yön aikana, enimmäkseen heinä- ja elokuussa.
Kun tutkijat ilmoittivat ensimmäisen kerran viisi vuotta sitten löytäneensä maapallon kylmimmät lämpötilat, he totesivat, että lämpötilojen vajoaminen näin alhaalle edellyttää pysyvää kirkasta taivasta ja kevyttä tuulta. Mutta uusi tutkimus lisää tarinaan käänteen:
Tutkijat havaitsivat erittäin alhaiset lämpötilat pienissä syvennyksissä tai notkelmissa Etelämantereen jääpeitteessä. Superkylmä ja superkuiva ilma on tiheämpää kuin sitä ympäröivä hieman lämpimämpi ilma, joten se putoaa onkaloihin ja jää loukkuun. Näin lumen pinta ja sen yläpuolella oleva ilma jäähtyvät entisestään, kunnes selkeät, tyynet ja kuivat olosuhteet muuttuvat ja kylmä ilma sekoittuu korkeammalla ilmakehässä olevaan lämpimämpään ilmaan.
”Tällä alueella näemme uskomattoman kuivan ilman jaksoja, ja tämä mahdollistaa sen, että lumen pinnan lämpö säteilee helpommin avaruuteen”, sanoo Ted Scambos, Coloradon yliopiston Coloradon-Boulderin yliopiston kansallisen lumi- ja jäätietokeskuksen vanhempi tutkija ja uuden tutkimuksen pääkirjoittaja Geophysical Research Letters -lehdessä, joka on American Geophysical Unionin lehti.
Miinus 98 celsiusasteen ennätys on tutkijoiden mukaan suunnilleen niin kylmä kuin maapallon pinnalla on mahdollista saavuttaa. Jotta lämpötila voi laskea näin alas, kirkkaan taivaan ja kuivan ilman täytyy säilyä useita päiviä. Lämpötila voisi laskea hieman alemmas, jos olosuhteet kestäisivät useita viikkoja, mutta se on erittäin epätodennäköistä, Scambos sanoi.
Puhaltavat lumiolosuhteet leirintäalueella Vostokin aseman lähellä Etelämantereen kesällä.
Credit: Ted Scambos, NSIDC/University of Colorado-Boulder.
Kylmimmän paikan löytäminen
Itä-Antarktiksen tasangon suuri korkeus ja sen läheisyys etelänavalle antavat sille kaikista maapallon alueista kylmimmän ilmaston. Alin koskaan sääasemalla mitattu ilman lämpötila, miinus 89 celsiusastetta (miinus 128 Fahrenheit-astetta), mitattiin siellä Venäjän Vostokin asemalla heinäkuussa 1983.
Mutta sääasemat eivät voi mitata lämpötiloja kaikkialla. Niinpä Scambos ja hänen kollegansa päättivät vuonna 2013 analysoida useiden maapalloa tarkkailevien satelliittien tietoja nähdäkseen, löytyisikö tasangolta jopa Vostokissa mitattuja lämpötiloja alhaisempia lämpötiloja.
Uudessa tutkimuksessa he analysoivat satelliittitietoja, jotka oli kerätty eteläisen pallonpuoliskon talven aikana vuosina 2004-2016. He käyttivät NASAn Terra- ja Aqua-satelliittien MODIS-instrumentin tietoja sekä NOAA:n polaaristen operatiivisten ympäristösatelliittien instrumenttien tietoja.
Tutkijat havaitsivat aluksi laajalla, yli 3 500 metriä merenpinnan yläpuolella sijaitsevalla ylätasangolla laajan alueen, jossa lämpötilat laskivat lumen pinnalla säännöllisesti alle miinus 90 celsiusasteen (miinus 130 celsiusasteen). Alin havaittu lämpötila oli miinus 93 celsiusastetta (miinus 135 Fahrenheit-astetta).
MODIS-instrumenttien tiedot on kalibroitu maassa sijaitsevien sääasemien lämpötilamittausten avulla. Vuonna 2016 NASA kalibroi MODIS-tiedot uudelleen ajantasaisemmilla sääasemien mittauksilla, ja tutkijat analysoivat lämpötilatiedot uudelleen. Sääolosuhteet tasangolla eivät muuttuneet, mutta oikaistut satelliittitiedot antoivat tutkijoille tarkemman kuvan siitä, mikä todellinen alin lämpötila oli.
He havaitsivat, että ennätyksellinen alin lämpötila oli noin 5 celsiusastetta (9 celsiusastetta) kylmempi kuin alun perin ilmoitettiin, noin miinus 98 celsiusastetta (miinus 144 celsiusastetta).
Jatkuvat tuulet muokkaavat Itä-Antarktiksen lumen pinnan pieniksi dyynimuodoiksi, joita kutsutaan ”sastrugiksi”.
Luotto: Ted Scambos, NSIDC/University of Colorado-Boulder.
Miten kylmäksi voi käydä?
Scambos ja hänen kollegansa analysoivat maastoa, jossa he näkivät näitä erittäin alhaisia lämpötiloja, ja havaitsivat, että ne esiintyivät pienissä, 2-3 metriä syvissä syvennyksissä jään pinnassa, jotka sijaitsivat ylätasangon korkeiden selänteiden eteläpuolella.
Mielenkiintoista oli, että tutkijat havaitsivat kokonaisen ryppään paikkoja, joissa lämpötilat laskivat lähes täsmälleen tuohon ennätyksellisen alhaiseen tasoon 14 vuoden aikana, vaikka ne sijaitsivat satojen kilometrien päässä toisistaan. Tämä sai heidät miettimään:
Lämpötilan lasku ennätysalas edellyttää, että taivas on kirkas ja ilman on oltava luukuivaa useiden päivien ajan. Kun lämpötila laskee tietyn pisteen alapuolelle, ilma jäähtyy tutkijoiden mukaan niin hitaasti, ettei se voi muuttua tuntuvasti kylmemmäksi ennen kuin sääolosuhteet muuttuvat. Miinus 98 celsiusastetta näyttäisi siis olevan raja sille, kuinka kylmäksi maapallon pinnalla voi tulla, Scambos sanoi.
”On olemassa raja sille, kuinka kauan olosuhteet säilyvät, jotta se voi jäähtyä näihin erittäin alhaisiin lämpötiloihin, ja raja sille, kuinka paljon lämpöä ilmakehän läpi voidaan saada, koska vesihöyryä ei saa olla juuri lainkaan, jotta se voi luovuttaa lämpöä pinnalta näissä lämpötiloissa”, Scambos sanoi.
Tutkimusryhmä on kehittänyt joukon välineitä, jotka on suunniteltu selviytymään ja toimimaan erittäin kylmissä paikoissa koko talven ajan ja mittaamaan sekä lumen että ilman lämpötiloja. He aikovat ottaa instrumentit käyttöön seuraavien kahden vuoden aikana.
###
American Geophysical Union on omistautunut edistämään maa- ja avaruustieteitä ihmiskunnan hyödyksi tieteellisten julkaisujensa, konferenssiensa ja tiedotusohjelmiensa avulla. AGU on voittoa tavoittelematon ammatillinen tieteellinen järjestö, joka edustaa 60 000 jäsentä 137 maassa. Osallistu keskusteluun Facebookissa, Twitterissä, YouTubessa ja muissa sosiaalisen median kanavissamme.