新的研究解释了南极洲最冷的温度

新的研究解释了南极洲最冷的温度

本周发表在AGU杂志《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)上的一项新研究显示，靠近南极冰盖顶部的微小山谷的温度达到了近100摄氏度。研究人员称，这一发现可能会改变科学家对地球表面低温的理解，以及它是如何发生的。

在对几颗地球观测卫星的数据进行筛选后，科学家们在2013年宣布，他们在东南极高原的几个地点发现了零下93摄氏度(零下135华氏度)的地表温度。新的数据显示，最冷的地方实际上达到了零下98摄氏度(零下144华氏度)。在南半球的夜晚，气温被观察到，大部分在7月和8月。

五年前，当研究人员首次宣布他们发现了地球上最冷的温度时，他们确定，要使温度降到如此低的水平，需要持续的晴朗的天空和微风。但这项新的研究给这个故事增加了一个转折:不仅需要晴朗的天空，而且空气也必须非常干燥，因为水蒸气阻止了积雪表面的热量损失。

研究人员观察了南极冰盖的超低温度和浅洼地，那里有寒冷、密集、下降的空气池，并能持续数天。这使得地表和上面的空气能够进一步冷却，直到清澈、平静和干燥的环境被破坏，空气与大气中较温暖的空气混合。

“在这个领域,我们看到一段极其干燥的空气,这允许雪表面的热量辐射到空间更容易,”说,Ted Scambos高级研究科学家在国家冰雪数据中心在博尔德的科罗拉多大学的该研究的主要作者。

据研究人员称，零下98摄氏度的记录是地球表面最冷的温度。要使气温下降到如此低的水平，晴朗的天空和干燥的空气需要持续几天。斯坎博斯说，如果这种情况持续数周，气温可能会下降一点点，但这种可能性极小。

找到最冷的地方

南极东部高原的高海拔及其靠近南极的地方，使它成为地球上最冷的地区。1983年7月，俄罗斯沃斯托克气象站记录了一个气象站有史以来最低的气温——零下89摄氏度(零下128华氏度)。

但是气象站不能测量所有地方的温度。所以在2013年，Scambos和他的同事们决定分析几个地球观测卫星的数据，看看他们是否能发现高原上的温度甚至比Vostok记录的还要低。

在这项新研究中，他们分析了2004年至2016年南半球冬季收集的卫星数据。他们使用了NASA的Terra和Aqua卫星上的MODIS仪器的数据，以及NOAA极地操作环境卫星上的仪器的数据。

研究人员观察到，在青藏高原的广大地区，积雪表面的温度几乎每年冬天都在零下90摄氏度(零下130华氏度)以下，海拔超过3500米(1.1万英尺)。在这个广阔的地区，他们发现有几十个地点的温度要低得多。近100个地点的地表温度达到-98摄氏度。

该地区的大气有时在地表以上的总可精确水量不到0.2毫米。但即使是在如此干燥和寒冷的天气，空气也会吸收一些热量，并将其送回地表。这意味着当表面温度接近记录值时，冷却速率非常缓慢。条件持续的时间不够长——可能需要数周时间——温度才会降到观测记录以下。然而，卫星测量的温度是雪表面的温度，而不是雪上面的空气。因此，这项研究还利用附近的自动气象站和卫星数据估算了气温。

有趣的是，即使最冷的地点分布在几百公里以外，最低的温度几乎都是一样的。这让他们想知道:高原上的寒冷有什么限制吗?

真的有多冷?

使用卫星测量的区别雪面温度最低的Vostok和三个自动站,在同一个地方,空气的温度和时间,研究人员推断,气温很冷的网站(不存在站)可能是大约-94摄氏度,-137华氏度左右。

研究小组还开发了一套仪器，用于在最寒冷的地方过冬和操作，并测量冰雪和空气的温度。他们计划在未来一两年内部署这些仪器，在南极的夏季，那里的气温相对温和，只有零下30摄氏度(零下22华氏度)。