Kleine valleien nabij de top van de ijskap van Antarctica bereiken temperaturen van bijna -100 graden Celsius, volgens een nieuwe studie die deze week is gepubliceerd in het tijdschrift AGU Geofysische onderzoeksbrieven . De bevinding zou het begrip van wetenschappers kunnen veranderen over hoe lage temperaturen aan het aardoppervlak kunnen worden, en hoe het gebeurt, volgens de onderzoekers.

Na het doorzoeken van gegevens van verschillende aardobservatiesatellieten, wetenschappers kondigden in 2013 aan dat ze op verschillende plaatsen op het Oost-Antarctische plateau oppervlaktetemperaturen van -93 graden Celsius (-135 graden Fahrenheit) hebben gevonden, een hoog besneeuwd plateau in centraal Antarctica dat de Zuidpool omvat. Die voorlopige studie is herzien met nieuwe gegevens waaruit blijkt dat de koudste locaties zelfs -98 graden Celsius (-144 graden Fahrenheit) bereiken. De temperaturen worden waargenomen tijdens de zuidelijke poolnacht, meestal in juli en augustus.

Toen de onderzoekers voor het eerst aankondigden dat ze vijf jaar geleden de koudste temperaturen op aarde hadden gevonden, ze hebben vastgesteld dat aanhoudende heldere luchten en lichte wind nodig zijn om de temperatuur zo laag te laten worden. Maar de nieuwe studie voegt een draai aan het verhaal toe:niet alleen is een heldere hemel nodig, maar de lucht moet ook extreem droog zijn, omdat waterdamp het warmteverlies van het sneeuwoppervlak blokkeert.

De onderzoekers observeerden de ultralage temperaturen in kleine dalen of ondiepe holtes in de Antarctische ijskap, waar koude, gespannen, dalende luchtpoelen boven het oppervlak en kunnen enkele dagen blijven. Hierdoor kan het oppervlak, en de lucht erboven, nog verder afkoelen, tot het duidelijk is, kalm, en droge omstandigheden breken af ​​en de lucht vermengt zich met warmere lucht hoger in de atmosfeer.

"In dit gebied, we zien perioden van ongelooflijk droge lucht, en hierdoor kan de warmte van het sneeuwoppervlak gemakkelijker de ruimte instralen, " zei Ted Scambos, een senior onderzoeker bij het National Snow and Ice Data Center van de University of Colorado Boulder en de hoofdauteur van de studie.

Het record van -98 graden Celsius is ongeveer zo koud als mogelijk is aan het aardoppervlak, volgens de onderzoekers. Om de temperatuur zo laag te laten dalen, heldere luchten en droge lucht moeten enkele dagen aanhouden. De temperaturen kunnen iets lager worden als de omstandigheden enkele weken aanhouden, maar dat is zeer onwaarschijnlijk, aldus Scambos.

De koudste plek vinden

De hoge ligging van het Oost-Antarctische plateau en de nabijheid van de Zuidpool geven het het koudste klimaat van alle regio's op aarde. De laagste luchttemperatuur ooit gemeten door een weerstation, -89 graden Celsius (-128 graden Fahrenheit), werd daar opgenomen in het Russische Vostok Station in juli 1983.

Maar weerstations kunnen niet overal temperaturen meten. Dus anno 2013 Scambos en zijn collega's besloten om gegevens van verschillende aardobservatiesatellieten te analyseren om te zien of ze temperaturen op het plateau konden vinden die nog lager waren dan die van Vostok.

In de nieuwe studie ze analyseerden satellietgegevens die waren verzameld tijdens de winter van het zuidelijk halfrond tussen 2004 en 2016. Ze gebruikten gegevens van het MODIS-instrument aan boord van NASA's Terra- en Aqua-satellieten, evenals gegevens van instrumenten op NOAA's Polar Operational Environmental Satellites.

De onderzoekers observeerden dat de oppervlaktetemperaturen van de sneeuw regelmatig daalden tot onder -90 graden Celsius (-130 graden Fahrenheit) bijna elke winter in een breed gebied van het plateau, meer dan 3, 500 meter (11, 000 voet) boven zeeniveau. Binnen deze brede regio ze ontdekten dat tientallen locaties veel koudere temperaturen hadden. Bijna 100 locaties bereikten oppervlaktetemperaturen van -98 graden Celsius.

De atmosfeer in dit gebied kan soms minder dan 0,2 mm neerslag boven het oppervlak hebben. Maar zelfs als het zo droog en koud is, de lucht houdt een deel van de warmte vast en stuurt deze terug naar de oppervlakte. Dit betekent dat de afkoelsnelheden erg laag zijn naarmate de oppervlaktetemperaturen de recordwaarden naderen. De omstandigheden houden niet lang genoeg aan - het kan weken duren - voordat de temperaturen onder de waargenomen records dalen. Echter, de temperatuur gemeten door satellieten is de temperatuur van het sneeuwoppervlak, niet de lucht erboven. Dus de studie schatte ook de luchttemperaturen in met behulp van nabijgelegen automatische weerstations en de satellietgegevens.

interessant, ook al waren de koudste plekken verspreid over honderden kilometers, de laagste temperaturen waren allemaal bijna hetzelfde. Dat zette hen aan het denken:is er een grens aan hoe koud het op het plateau kan worden?

Hoe koud is het echt?

Gebruikmakend van het verschil tussen de satellietmetingen van de laagste oppervlaktesneeuwtemperaturen bij Vostok en drie geautomatiseerde stations, en de luchttemperaturen op dezelfde plaats en tijd, de onderzoekers concludeerden dat de luchttemperaturen op de koudste plaatsen (waar geen stations bestaan) waarschijnlijk rond de -94 graden Celsius liggen, of ongeveer -137 graden Fahrenheit.

Het onderzoeksteam heeft ook een set instrumenten ontwikkeld die zijn ontworpen om te overleven en te werken op de koudste plaatsen tijdens de winter en om zowel de sneeuw- als de luchttemperatuur te meten. Ze zijn van plan de instrumenten in de komende twee jaar in te zetten, tijdens de Antarctische zomer wanneer de temperaturen een relatief milde -30 graden Celsius (-22 graden Fahrenheit) zijn.