Een nieuw artikel onder leiding van Dr. Simon Proud, research fellow bij het Department of Physics en het National Center for Earth Observation, beschrijft een ongekend koude temperatuur gemeten bovenop een zware onweerswolk in de Stille Oceaan door een satelliet in een baan om de aarde. Deze temperatuur van -111°C is meer dan 30°C kouder dan typische onweerswolken en is de koudste bekende meting van de temperatuur van onweerswolken.

In het laagste deel van de atmosfeer van de aarde, bekend als de troposfeer, de luchttemperatuur neemt af met de hoogte en kan in de tropen tot -90°C oplopen. Onweersbuien en tropische cyclonen kunnen tot grote hoogte groeien, tot 18 km (11 mijl), en daarom worden de toppen van deze onweerswolken extreem koud. Temperatuurmeetsensoren aan boord van in een baan om de aarde draaiende satellieten kunnen deze koude wolken detecteren:meteorologen in staat stellen dergelijke stormen te volgen en waarschuwingen voor zwaar weer te geven.

Op 29 december 2018, de VIIRS-sensor aan boord van de Amerikaanse NOAA-20-satelliet, overvloog een zware onweersbui in de Zuidwestelijke Stille Oceaan, ongeveer 400 km ten zuiden van Nauru. Deze storm was zo krachtig dat hij door de troposfeer de stratosfeer in drong; bleef afkoelen naarmate het hoger werd, ondanks dat de omringende lucht warmer was:een gebeurtenis die bekend staat als een overschietende top. Deze overschrijding leidde ertoe dat de stormwolk de koudste bekende stormwolktemperatuur werd die werd geregistreerd, -111°C, en de toppen van de wolken bereikten een hoogte van meer dan 20,5 km (12,8 mijl) boven zeeniveau.

"Deze storm bereikte een ongekende temperatuur die de grenzen verlegt van wat de huidige satellietsensoren kunnen meten", legt Dr. Proud uit. "We ontdekten dat deze echt koude temperaturen vaker voorkomen - met hetzelfde aantal extreem koude temperaturen in de laatste drie jaar als in de 13 jaar daarvoor. Dit is belangrijk, aangezien onweersbuien met koudere wolken vaak extremer zijn, en gevaarlijker voor mensen op de grond door hagel, bliksem en wind. We moeten nu begrijpen of deze toename te wijten is aan ons veranderende klimaat of dat het te wijten is aan een "perfecte storm" van weersomstandigheden die de afgelopen jaren extreme onweersbuien heeft veroorzaakt."

Het succes van VIIRS bij het identificeren van deze koude temperaturen is te danken aan zijn vermogen om te meten op uitzonderlijk gedetailleerde ruimtelijke schalen. Co-auteur Scott Bachmeier, een onderzoeksmeteoroloog bij het Coöperatief Instituut voor Meteorologische Satellietstudies/Space Science and Engineering Center, Universiteit van Wisconsin-Madison, legt uit dat "aangezien het koudste deel van een koude overschietende bovenste toren soms 1 km of minder kan zijn, de superieure ruimtelijke resolutie van polaire satellietinstrumenten (zoals VIIRS en MODIS) biedt een nauwkeurigere detectie van de thermische kenmerken van de overschietende top in vergelijking met instrumenten aan boord van geostationaire satellieten die vaker worden gebruikt voor weermonitoring. Aankomende satellietmissies, zoals EUMETSAT's MetOp-tweede generatie, zal een nog meer gedetailleerde analyse van toekomstige extreme stormgebeurtenissen mogelijk maken.

Het werk van NCEO-medewerkers om onzekerheid te begrijpen en toekomstige satellietmissies te ontwerpen, is van vitaal belang voor het bewaken van dergelijke koude wolken:sensoren zijn minder nauwkeurig bij lagere temperaturen en zonder nauwkeurige kennis van deze onzekerheid wordt ons vermogen om te controleren of extreme stormen frequenter worden, belemmerd.