Bol prekonaný rekord najnižšej teploty na Zemi?

Americkí vedci z Národného centra pre výskum snehu a ľadu (NSIDC) v Boulderi oznámili na začiatku tohto týždňa, že v jednej z najvyššie položených a najodľahlejších oblastí Antarktídy zaregistrovali v priebehu zimy 2010 a 2013 doteraz najnižšiu teplotu na Zemi, a to mínus 93,2 °C (Obr. 1 a 2). Medzi predstaviteľmi Svetovej meteorologickej organizácie (WMO) však táto senzácia žiadne veľké vzrušenie nevyvolala, rozhodne nie dostatočné na to, aby sa okamžite rozbehli prepisovať tabuľku s doteraz platným a oficiálnym rekordom, ktorý bol zaznamenaný v takmer identickej oblasti bieleho kontinentu pred viac ako 30 rokmi (mínus 89,2 °C; ruská polárna stanica Vostok, 21. júla 1983; Obr. 3).

Obr. 1: Oblasť, v ktorej bola v priebehu zím 2010 a 2013 zaznamenaná dištančnými meraniami extrémne nízka povrchová teplota, pripomína rozsiahlu plochú tabuľu, s minimálnymi terénnymi nerovnosťami (Zdroj) 

Zdržanlivý postoj WMO je celkom právom na mieste – „nové“ teplotné minimum bolo totiž zmerané odlišným spôsobom ako to v roku 1983, a to dištančným satelitným odhadom pomocou družíc AQUA a novšieho Landsatu 8, ktorý bol vypustený len tento rok. WMO, riadiaca sa všeobecne platnými a záväznými normami, v prípade rekordných teplôt „uznáva“ len teploty registrované klasickými staničnými prístrojmi (teplomermi), ktoré sú umiestnené v štandardnej dvojmetrovej výške nad zemským povrchom. Aby nie, veď pri prekonávaní teplotných rekordov ide niekedy len o desatinky stupňa Celzia, a takúto presnosť možno očakávať len od klasických teplomeroch, ku ktorej sa družicové odhady zatiaľ ani zďaleka nepriblížili.

Obr. 2: (hore) Obrázok z družice AQUA, zobrazujúci termálny profil Antarktídy, bol vykonaný pomocou spektrometra MODIS v období 2003-2013 - tmavšia sivá farba reprezentuje nižšie povrchové teploty. Detailnejšie snímkovanie uskutočnené satelitom Landsat 8 v júli a auguste 2013 (purpurové štvorce) prinieslo presnejšiu lokalizáciu dvoch regiónov s výskytom teploty nižšej ako mínus 93 °C - červené body. Na obrázku je aj lokalizácia výskumnej stanice Vostok s doteraz platným rekordom minimálnej teploty vzduchu (Zdroj); (dole) fyzicko-geografická mapa Antarktídy s označením hlavných regiónov a významných orientačných bodov (Zdroj: Wikipedia)  

Satelitné merania povrchovej teploty, aj keď prinášajú v porovnaní s bodovými meraniami „in situ“ nesporné výhody (globálny rozsah merania, a to hlavne v odľahlých častiam Zeme – Antarktída, oceány, atď.), nemožno zatiaľ v žiadnom prípade považovať za úplne rovnocenné s meraniami v meteorologických búdkach (upresňujú len priestorový obraz priemerných teplotných pomerov). Dôvodov je hneď niekoľko. Detektory snímajúce unikajúce dlhovlnné žiarenie zemského povrchu, a to najmä v pásmach atmosférického „okna“ 10-12 μm, sú nielen že umiestnené vysoko na zemskej orbite vo výške okolo 700 km, ale okrem toho merajú buď to len teplotu samotného povrchu alebo len určitej, pomernej hrubej vrstvy vzduchu nad ním (1-3 km), a to ku všetkému ešte nepriamo. To znamená, že teplota nie je priamym výstupom meraní, ale musí sa stanoviť pomocou prevodného algoritmu z hodnôt intenzity IR žiarenia (dlhovlnné žiarenie). Veľkosť chyby nakoniec zvyšuje aj pomerne malé priestorové rozlíšenie družicového snímania povrchu, ktoré je v prípade satelitu AQUA 1000 metrov a Landsatu(8) 100 metrov. Konečná chyba merania teploty tak môže v konkrétnych termínoch presiahnuť aj viac ako 3 °C.

Obr. 3: Ruská výskumná stanica Vostok, nachádzajúca vo Východnej Antarktíde v nadmorskej výške 3 488 metrov, bola v prevádzke v rokoch 1957 až 1994 (Zdroj) 

Ako sme uviedli aj vyššie, problémom je aj to, že družice nedokážu priamo merať teplotu vo výške 2 metre nad povrchom – v opačnom prípade by bola teplota ľahko porovnateľná z meraniami na stanici Vostok. Keďže ide „len“ o teplotu zemského povrchu, je porovnanie nemysliteľné, pretože v podstate ide o odlišnú fyzikálnu veličinu, nevzťahujúcu sa k teplote vzduchu. Porovnávali by sme tak hrušky s jablkami, a to sa v meteorológii nevypláca. Okrem toho, hodnoty teploty, ktoré zaznamenal Landsat a AQUA sú v lepšom prípade až o 5 °C nižšie ako teplota samotného vzduchu (v tom horšom môže byť tento rozdiel aj väčší; rozdiel vyplýva z fyzikálnej podstaty ochladzovania zemského povrchu a vzduchu v období so zápornou bilanciou žiarenia - povrch sa ochladzuje rýchlejšie ako vzduch, v noci je preto povrch chladnejší). Niet teda pochýb o tom, že družice zaregistrovali skôr teploty, ktoré boli minimálne tak nízke ako v roku 1983, no veľmi pravdepodobne nie nižšie.

Obr. 4: Antarktída je najchladnejším a najsuchším kontinentom na Zemi - 98 % jeho povrchu pokrýva ľadovec s hrúbkou minimálnej 1,6 kilometra (Zdroj: Wikipedia)

Nakoniec, ako uvádzajú aj samotní predstavitelia výskumného tímu, družicové merania povrchovej teploty sú zatiaľ len predbežnými odhadmi, ktoré pomohli presnejšie lokalizovať regióny s pravdepodobným výskytom veľmi nízkych teplôt na povrchu antarktického ľadovca. Do týchto oblastí budú následne umiestnené klasické staničné prístroje, ktoré minimálnu teplotu v najbližších rokoch viacej spresnia. Na prekonanie oficiálneho rekordu si preto budeme musieť ešte niekoľko rokov počkať. Či k tomu nakoniec aj skutočne dôjde je otázne, no nie nemožné, keďže oblasť, do ktorej a výskumný tím vydá, sa nachádza, v porovnaní s výskumnou stanicou Vostok (3488 m n.m.), predsa len o niekoľko stoviek metrov vyššie. Nie je nakoniec ani vylúčené, že staničné merania namerajú v oblasti ešte nižšie teploty, ako družice.

V každom prípade je ale predpoklad amerických vedcov o nájdení jednej z najchladnejších oblastí sveta celkom určite správny. Ide totiž o región, ktorý sa nielenže nachádza takpovediac na samotnej streche Antarktídy vo výške okolo 4000 m n.m., ale oplýva aj zaujímavými terénnymi prvkami – ľadovcovými úvalinami (niekoľko desiatok metrov širokými, niekoľko kilometrov dlhými a max. 5 metrov hlbokými dolinami, vyhĺbených erozívnym pôsobením silného vetra) – v ktorých sa za jasného počasia v priebehu polárnej noci hromadí veľmi studený a suchý vzduch. V dôsledku stáleho anticyklonálneho počasia, suchého vzduchu s malým množstvom vodnej pary a dokonca aj oxidu uhličitého, neexistuje nič, čo by teplo pri zemskom povrchu zadržiavalo. Pokles teploty v týchto meteorologických podmienkach je preto nevyhnutný a extrémny.

Niet sa preto čomu čudovať, že o možnostiach poklesu teploty v Antarktíde počas polárnej noci pod mínus 90 °C sa medzi odborníkmi diskutuje už celé desaťročia – je teda len otázkou času, kedy takto nízka teplota bude aj reálne zaregistrovaná a oficiálne uznaná WMO. V minulosti tomu bránilo len jedno – malý počet meteorologických staníc vo vnútrozemí ľadového kontinentu.

Zdroje 

Press Release: Landsat 8 helps unveil the coldest place on Earth 

http://nsidc.org/news/press/2013_ColdestPlace_PR.html

Brrrr! -135.8°F Measured at Earth's New Coldest Spot
http://www.wunderground.com/blog/JeffMasters/comment.html?entrynum=2596
Climate Variability and Extremes (WMO)
https://www.wmo.int/pages/themes/climate/climate_variability_extremes.php 
Station Vostok

http://www.aari.nw.ru/projects/Antarctic/stations/vostok/vostok_en.html