Екологія
Екологія

Супутник зареєстрував рекордно низьку температуру хмар

За допомогою даних супутника NOAA‐20 дослідники зафіксували, що верхівка хмар, які формували бурю в тропічній західній частині Тихого океану у 2018 році, мала температуру мінус 111,2 градусів за Цельсієм. Це найнижча температура хмар, зафіксована супутниками. Стаття про це доступна у журналі Geophysical Research Letters.

Зафіксовані яскравісні температури. Simon Richard Proud et al.

Зафіксовані яскравісні температури. Simon Richard Proud et al.

Як формуються бурі?

Конвекція, тобто підняття теплого повітря у вищі шари атмосфери, є ключовим метеорологічним процесом і створює більшу частину небезпечних погодних явищ, таких як блискавки, град та екстремальні опади. У результаті конвекції штормові повітряні маси піднімаються наверх, досягають тропопаузи і формують хмари, які часто приймають характерну форму «ковадла» з рівною верхівкою. Якщо висхідний потік є досить сильним, частина хмари може поширитися далі, у стратосферу, на кілька кілометрів вище. Такі утворення прогнозують особливо сильні бурі, тож їх можна використовувати для передбачення небезпечної погоди. У міру зростання ця частина хмари охолоджується, і супутники фіксують, що її температура нижча, ніж у основної верхівки, а також у повітря стратосфери.

У регіональному масштабі такі системи конвекції можуть об’єднуватися, і якщо вони знаходяться над теплою відкритою водою, то хмари починають закручуватися, утворюючи тропічний циклон. Західна частина Тихого океану є ключовим місцем для розвитку потужних циклонів завдяки високим температурам поверхні моря, а також температурі атмосфери та вологості, які сприяють конвекції. Тропопауза в цьому регіоні також особливо висока та холодна, а отже, сприяє значному вертикальному розвитку штормів.

Що зафіксували супутники?

29 грудня 2018 року супутник NOAA‐20, що знаходився на низькій навколоземній орбіті, зафіксував для верхівки хмар над західним тропічним регіоном Тихого океану температуру 161,9 Кельвіни (мінус 111,2 градусів за Цельсієм). Це найнижчий рекорд серед усіх зафіксованих температур до цього часу. Щоб проаналізувати це явище, дослідники поєднали дані NOAA‐20 із даними супутників, які знаходяться на геостаціонарній орбіті. Геостаціонарний супутник забезпечує повне покриття тропіків, при цьому кожен такий супутник спостерігає до 30% поверхні Землі в певний момент часу. Ці супутники несуть датчики, які ведуть пасивне спостереження, вимірюючи відбите сонячне світло у видимому спектрі та випромінювання в інфрачервоному спектрі.

Чому хмара мала таку низьку температуру?

Проаналізувавши дані геостаціонарних супутників за 4 роки, вчені визначили, що штормова активність того дня була типовою для тієї пори року. Рекордно низька температура обумовлена не унікальними властивостями даної конвективної бурі, а надзвичайно холодною тропопаузою в той день. Дані за 15 років демонструють, що більшість таких хмар із холодними верхівками припадає на південно-західну частину Тихого океану. Ця частина є також регіоном з найнижчими температурами тропопаузи. Дані супутників вказують, що холодні верхівки хмар стали більш поширеними протягом періоду з 2004 по 2020 рік. Тому необхідні подальші дослідження, щоб визначити, чи є це стійкою тенденцією, і як це пов’язане із змінами в тропопаузі та підвищенням температури моря.

тропопаузи
Тонкий шар атмосфери над тропосферою, найнижчим шаром газової оболонки Землі
низькій навколоземній орбіті
Висота до 2 тисяч кілометрів над поверхнею
геостаціонарній орбіті
Супутник на цій орбіті, обертаючись у напрямку обертання Землі, постійно перебуває над однією й тією ж точкою земної поверхні