Små dalar nära toppen av Antarktis inlandsis når temperaturer på nästan -100 grader Celsius, enligt en ny studie som publicerades i veckan i AGU -tidningen Geofysiska forskningsbrev . Fyndet kan förändra forskarnas förståelse för hur låga temperaturer kan komma på jordens yta, och hur det händer, enligt forskarna.

Efter att ha siktat igenom data från flera satelliter som observerar jorden, forskare meddelade 2013 att de hittade yttemperaturer på -93 grader Celsius (-135 grader Fahrenheit) på flera platser på östra Antarktisplatån, en hög snöig platå i centrala Antarktis som omfattar Sydpolen. Den förstudien har reviderats med nya data som visar att de kallaste platserna faktiskt når -98 grader Celsius (-144 grader Fahrenheit). Temperaturerna observeras under den södra polarnatten, mestadels under juli och augusti.

När forskarna först meddelade att de hade hittat de kallaste temperaturerna på jorden för fem år sedan, de bestämde att det krävs en beständig klar himmel och lätt vind för att temperaturen ska sjunka så lågt. Men den nya studien lägger till en twist till historien:Inte bara är klar himmel nödvändig, men luften måste också vara extremt torr, eftersom vattenånga blockerar värmeförlusten från snöytan.

Forskarna observerade de extremt låga temperaturerna i små nedgångar eller grunda gropar i Antarktis isark där det var kallt, tät, fallande luftpooler ovanför ytan och kan vara kvar i flera dagar. Detta gör att ytan, och luften ovanför den, att svalna ytterligare, tills det är klart, lugna, och torra förhållanden bryts ner och luften blandas med varmare luft högre i atmosfären.

"I detta område, vi ser perioder med otroligt torr luft, och detta gör att värmen från snöytan lättare kan stråla ut i rymden, "sa Ted Scambos, en senior forskare vid National Snow and Ice Data Center vid University of Colorado Boulder och studiens huvudförfattare.

Rekordet på -98 grader Celsius är ungefär lika kallt som det är möjligt att få vid jordens yta, enligt forskarna. För att temperaturen ska sjunka så lågt, klar himmel och torr luft måste bestå i flera dagar. Temperaturerna kan sjunka lite lägre om förhållandena varar i flera veckor, men det är ytterst osannolikt att det händer, Sa Scambos.

Att hitta den kallaste platsen

Den höga höjden av östra Antarktisplatån och dess närhet till sydpolen ger den det kallaste klimatet i någon region på jorden. Den lägsta lufttemperaturen någonsin uppmätt av en väderstation, -89 grader Celsius (-128 grader Fahrenheit), spelades in där på Rysslands Vostok -station i juli 1983.

Men väderstationer kan inte mäta temperaturer överallt. Så 2013, Scambos och hans kollegor bestämde sig för att analysera data från flera jordobservationssatelliter för att se om de kunde hitta temperaturer på platån ännu lägre än de som spelades in på Vostok.

I den nya studien, de analyserade satellitdata som samlats in under södra halvklotets vinter mellan 2004 och 2016. De använde data från MODIS -instrumentet ombord på NASA:s Terra- och Aqua -satelliter samt data från instrument på NOAA:s Polar Operational Environmental Satellites.

Forskarna observerade snöytemperaturer som regelbundet sjunker under -90 grader Celsius (-130 grader Fahrenheit) nästan varje vinter i ett brett område på platån, mer än 3, 500 meter (11, 000 fot) över havet. Inom denna breda region, de hittade dussintals webbplatser hade mycket kallare temperaturer. Nästan 100 platser nådde yttemperaturer på -98 grader Celsius.

Atmosfären i denna region kan ibland ha mindre än 0,2 mm totalt utfällbart vatten ovanför ytan. Men även när det är så torrt och kallt, luften fångar upp en del av värmen och skickar tillbaka den till ytan. Detta innebär att kylhastigheterna är mycket långsamma när yttemperaturerna närmar sig rekordvärdena. Förhållandena kvarstår inte tillräckligt länge - det kan ta veckor - innan temperaturen sjunker under de observerade posterna. Dock, temperaturen mätt från satelliter är temperaturen på snöytan, inte luften ovanför den. Så studien uppskattade också lufttemperaturerna med hjälp av närliggande automatiska väderstationer och satellitdata.

Intressant, även om de kallaste platserna var utspridda över hundratals kilometer, de lägsta temperaturerna var alla nästan desamma. Det fick dem att undra:Finns det en gräns för hur kallt det kan bli på platån?

Hur kallt är det egentligen?

Med skillnaden mellan satellitmätningarna av de lägsta yttemperaturerna vid Vostok och tre automatiserade stationer, och lufttemperaturerna på samma plats och tid, forskarna drog slutsatsen att lufttemperaturerna på de allra kallaste platserna (där inga stationer finns) förmodligen ligger runt -94 grader Celsius, eller cirka -137 grader Fahrenheit.

Forskargruppen har också utvecklat en uppsättning instrument som är utformade för att överleva och fungera på de allra kallaste platserna under vintern och mäta både snö och lufttemperaturer. De planerar att sätta in instrumenten under ett eller två år, under den antarktiska sommaren när temperaturen är relativt milt -30 grader Celsius (-22 grader Fahrenheit).