地球能有多冷?1983年7月南極洲的一個氣象站,測量出了地球史上的最低氣溫,大約是零下89℃。比火星的平均溫度還要低,但25年後,科學家分析衛星數據時發現,在南極洲東部高原之上的小片地區,其溫度會在定期降到零下94℃左右,成為地球上已知最冷的地方。但這些地區不止創造低溫記錄,還有助於我們了解地球表面能有多冷,以及什麼條件下會如此寒冷?
這些破記錄的溫度都是在地球極夜時,海拔3.5公裡以上的冰原小洞裡量出的。在晴朗無風的夜晚,當熱量輻射到太空時,雪面附近的空氣會變冷,比周圍溫度略高的空氣有更大的密度,於是他開始沿著冰原向下滑動沉到這些洞裡。如果風夠小,超級冷空氣就會困在那裡,就像一個冰袋兒,進一步降低了地表的溫度,當這種情況發生時,氣溫會降至歷史最低水平,直到受到天氣的幹擾。
但少風並非是導致低溫的唯一條件,還必須非常乾燥。因為水蒸氣可以防止熱量流失,熱量一詞聽起來可能感覺很抽象,但他只是紅外輻射波。所以當熱量從地面散發出去時,紅外波從地面輻射到太空中,當溫度下降時,來自地表的熱量就會減少,所以攜帶熱量的紅外波會失去能量,波長會變長,更長的電磁波更容易被空氣中的水蒸氣吸收,所以如果空氣中有水分,很多輻射不會進入太空,它會被水吸收,然後返還地面,增加地表溫度。
事實上要想溫度低於零下90℃,從地表到太空的整個大氣中降雨量要低於一毫米。換句話說,如果你從空氣中擰出所有的水,它甚至連雨量計上的一毫米都達不到。這些要求都十分嚴格,但對於研究人員來說,真正令人驚訝的事情不僅是這些地方的溫度變得很低,而是隨著時間的推移,溫度反覆下降。但與之前的記錄幾乎一致,比如歷經14年,在數百公裡的高原上,最冷地區的最低溫度在零下94℃左右上下徘徊,略高於歷史最低點零下98℃,因此科學家猜想溫度是否達到了某種閥值。是否達到了地球表面可能達到的最低溫度。
這件事情似乎正在發生,你看在乾燥平靜的夜晚,熱量永遠也不會散發出去,相反大量的紅外輻射會被二氧化碳捕獲。因為二氧化碳總是會吸收一些熱量,尤其擅長吸收較長的電磁波,所以在這一點上,空氣本身就在吸收熱量,然後把它送回地面。大氣就像一張毯子,熱量只能緩慢的從表面溢出,最終到零下98℃左右,溫度開始以一天不到半度的溫度下降,溫度降得太慢,以至於在天氣變化和有風乾擾之前還無法降下來。
理論上如果空氣可以連續幾天或幾周保持靜止,溫度可能會下降得更低。但在一個氣候多樣的星球上,零下98℃基本上是能達到的最冷溫度,這對你我來說倒無所謂,發現和揭開某些事物的神秘面紗對科學家們才是最重要的事情。
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