Landsat 8 помог обнаружить самые холодные места на Земле

Рекордные температуры на несколько градусов холоднее, чем предыдущий рекорд – -89,2 градуса по Цельсию

Недавно ученые зафиксировали самые низкие температуры на Земле на пустынном и отдаленном ледниковом плато в Восточной Антарктиде, которые превзошли рекорд, установленный в 1983 году, и открыли новую головоломку обледенелого континента.

Тед Скамбос, ведущий ученый Национального центра данных по исследованию снега и льда (NSIDC), и его команда зафиксировали температуры от -92 до -94 градусов по Цельсию (-134 до -137 градусов по Фаренгейту) в 1000-километровой полосе на самой высокой части ледникового хребта Восточной Антарктиды, сообщается в Science Daily.

Измерения проводились в период с 2003 по 2013 годы при помощи датчика сканирующего спектрорадиометра среднего разрешения MODIS, установленного на борту спутника NASA Aqua над Южным полушарием при помощи нового спутника Landsat 8, который был запущен в начале этого года Геологической службой США и NASA.

«Я никогда не был на таком холоде, и надеюсь, что никогда не буду, – говорит Тед Скамбос. – Мне сказали, что каждый вдох здесь очень мучителен и необходимо быть очень осторожным, чтобы не заморозить часть горла или легких при вдохе».

Эти рекордные температуры на несколько градусов холоднее, чем предыдущий рекорд – -89,2 градуса по Цельсию (-128,6 градуса по Фаренгейту), который был зарегистрирован в Восточной Антарктиде 21 июля 1983 года научно-исследовательской станцией «Восток».

Это гораздо холоднее, чем самая низкая зарегистрированная температура в Соединенных Штатах на Аляске – -62 градуса по Цельсию (-79,6 градуса по Фаренгейту) и в Северной Азии – -68 градусов по Цельсию (-90,4 градуса по Фаренгейту), или даже на куполе Гренландского ледового щита – -75 градусов по Цельсию (-103 градуса по Фаренгейту).

Это изображение показывает местоположение регистрации рекордно низких температур в Антарктиде. Красные точки показывают, где ранее фиксировались рекордно низкие температуры воздуха. Изображение с сайта nsidc.org

Скамбос рассказал, что рекордные температуры были обнаружены в пяти карманах на расстоянии 10 километров, где рельеф образует небольшие впадины глубиной от 2 до 4 метров. Эти впадины находятся в непосредственной близости от ледового хребта, который проходит между Куполом Аргуса и Куполом Фуджи – ледяных вершин на ледовом щите Восточной Антарктиды. Антарктические базы установлены на каждой из них, и, как правило, во время антарктических зим они не функционируют.

Холодный воздух образуется недалеко от снежной поверхности и остается внизу, потому что он плотнее того, что над ним. Воздух скапливается во впадинах и продолжает охлаждаться при благоприятных условиях.

«Рекордные температуры, кажется, можно зафиксировать, когда ветровой режим или градиент атмосферного давления выталкивает холодный воздух вверх, – поделился Скамбос. – Это позволяет воздуху в низких впадинах оставаться холодным и становиться прохладнее, даже когда небо ясное. Когда в этих карманах воздух остается очень холодным, средняя температура достигает сверхнизких значений».

«Каждый садовод знает, что при ясном небе и сухом воздухе весной или зимой в ночное время случаются очень низкие температуры, – добавил Скамбос. – Но там, где мы привыкли жить, нет ночей, длящихся три, четыре или шесть месяцев, когда даже в условиях ясного неба все постоянно охлаждается».

Многовековые трещины льда

Скамбос и его команда зафиксировали рекордно низкие температуры во время работы над исследованием необычных трещин на поверхности льда Восточной Антарктиды, которым, как предположили ученые, несколько сотен лет.

«Трещины, вероятно, являются термическими: температура зимой становится настолько низкой, что верхний слой снега сжимается до момента, при котором поверхность начинает трескаться, приспосабливаясь к холоду и уменьшению объема, – сказал Скамбос. – Это натолкнуло нас на вопрос, каким же был диапазон температур. Таким образом, мы начали охотиться на самые холодные места, используя данные датчиков трех спутников».

Более чем 30-летние данные датчика радиометра высокого разрешения AVHRR на полярно-орбитальном экологическом спутнике (POES) от NOAA предоставили перспективу возможности Скамбосу взглянуть на карту низких температур Антарктиды.

«Хотя Landsat 8 является новым датчиком, выполненная работа продемонстрировала его способность детально изучить холодовые карманы», – сказал Скамбос.

Скамбос и другие ученые собирались обнаружить очередную холодную область. Вместо этого они обнаружили широкую полосу на большой высоте, где в нескольких местах постоянно устанавливаются рекордно низкие температуры. Кроме того, множество таких экстремально холодных районов на протяжении многих лет имеют примерно те же низкие температуры – от -92 до -94 градусов по Цельсию (от -134 до -137 градусов по Фаренгейту).

Физический предел

Ученые предполагают, что слой в атмосфере над ледниковым плато имеет определенный минимум температуры и предотвращает охлаждение поверхности плато.

«Кажется, что на этой высокой области плато есть физический предел самой низкой температуры, как и уровня излучаемого тепла», – сказал Скамбос. Хотя это очень холодное место, поверхность Антарктиды излучает тепло и энергию в космос, особенно когда погода сухая и безоблачная.

Скамбос также отметил: «Уровни углекислого газа, оксида азота, следы водяного пара и других газов в воздухе могут привести к более-менее равномерному ограничению уровня тепла, излучаемого поверхностью».

Скамбос и его команда продолжат совершенствовать свою карту холодных мест Земли с помощью данных спутника Landsat 8. «Это замечательный спутник, и мы неоднократно удивлялись его хорошей работе не только при отображении температур, но и при оценке растительности, лесов и ледников по всему миру», – сказал Скамбос.

«Польза от данных спутника Landsat 8 огромная и разнообразная, – сказал Джеймс Утюги, ученый проекта Landsat 8 из Центра космических полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте (штат Мэриленд). – И работа Скамбоса является примером интригующего научного исследования, которое может проводиться при помощи Landsat 8».

В более долгосрочной перспективе Скамбос и его команда попробуют разработать метеорологические станции, которые будут установлены в районах с рекордными температурами для подтверждения данных датчиков Landsat 8 и MODIS. В настоящее время большинство автоматизированных метеорологических станций в разгар зимы не работают.

«На научно-исследовательских базах нет людей, которые бы оставались там на весь зимний период для измерения температур, – сказал Скамбос. – Нам нужно будет разрабатывать электронику, которая сможет работать при таких температурах».