Thường thì khi nhiệt độ xuống dưới mức đóng băng, thay vì mưa thì băng tuyết sẽ rơi. Tuy nhiên, lần đầu tiên ở Nam Cực, các nhà khoa học đã ghi nhận được mưa phùn dai dẳng ở nhiệt độ dưới mức đóng băng.
Sử dụng cả các phép đo trên mặt đất và vệ tinh, các nhà nghiên cứu đã ghi lại tình trạng mưa phùn dưới âm 13 độ F (tức âm 25 độ C) kéo dài hơn 7,5 tiếng đồng hồ tại ga McMurdo, Nam Cực.
Thiết bị di động đo lường bức xạ khí quyển (ARM) được triển khai tại Trạm McMurdo, Nam Cực.
Các nhà nghiên cứu đã công bố phát hiện của họ trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý: Khí quyển. Các báo cáo trước đây đã ghi nhận mưa phùn siêu lạnh ở những nhiệt độ này, nhưng chỉ trong thời gian ngắn. Hiện tượng mưa phùn trong vài giờ ở Nam Cực có thể có một số tác động đối với các dự đoán mô hình khí hậu.
Trợ lý giáo sư nghiên cứu Israel Silber, Khoa Khí tượng và Khí quyển, bang Pennsylvania, Mỹ, đồng thời là tác giả chính của nghiên cứu cho biết: "Mưa phùn thường xảy ra trong nhiệt độ ấm áp. Ở nhiệt độ thấp hơn, các quá trình hình thành và tăng trưởng băng làm cho xác suất sản xuất mưa phùn thấp hơn đáng kể".
Dữ liệu thu thập được từ các phép đo laser cho thấy sự hiện diện của các hạt nước hình cầu, có thể chỉ ra đó là những giọt mưa phùn. Phân tích các dữ liệu này kết hợp với các phép đo trên mặt đất và vệ tinh khác đã xác nhận rằng các hạt này thực sự là những giọt mưa phùn.
Các nhà khí tượng học định nghĩa mưa phùn là những giọt nước có đường kính nhỏ hơn 0,5 mm, hoặc khoảng 1/5 inch. Theo trợ lý giáo sư Silber, mưa phùn và mưa thay thế cho nhau trong các mô hình khí hậu do cả hai đều ở trong pha lỏng, so với các dạng mưa khác, như tuyết và mưa đá. Sự hiện diện của mưa phùn kéo dài ở một vùng rất lạnh như Nam Cực có ý nghĩa cải thiện độ chính xác của các mô hình khí hậu ở các vùng cực.
Máy đo độ phân giải laser đo lượng mưa khi nó đi qua nhằm thu thập dữ liệu tại Trạm McMurdo. (Ảnh: Bộ đo lường bức xạ khí quyển (ARM) của Bộ năng lượng Mỹ).
"Mưa phùn loại bỏ nước khỏi tầng mây khi các giọt nước kết hợp với nhau và cuối cùng rơi xuống", ông Silber nói. "Điều đó có nghĩa là mưa phùn sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của đám mây và ảnh hưởng đến lượng nhiệt chạm tới bề mặt Trái đất".
Dữ liệu thu thập được trong các quan sát này được sử dụng trong các mô phỏng mô hình độ phân giải cao của khí quyển cực. Bằng cách mô phỏng hầu như các điều kiện cho phép đám mây hình thành, các nhà nghiên cứu có thể xác định các tham số ảnh hưởng đến việc tạo ra mưa phùn bằng cách điều chỉnh các biến khác trong mô phỏng.
Sử dụng các mô phỏng, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng, nồng độ thấp của một số loại hạt lơ lửng trong bầu khí quyển của trái đất, như muối biển và bụi, rất có lợi cho sự hình thành mưa phùn.
"Ở Nam Cực, không khí rất sạch sẽ", Silber nói. "Có ít chất gây ô nhiễm hơn và do đó ít hạt trong không khí hơn".
Nồng độ thấp của các hạt này cho phép mưa phùn ở dạng lỏng, mặc dù nhiệt độ không khí ở dưới mức đóng băng, nhà khoa học giải thích.