Para wodna to główny gaz cieplarniany. Efekt cieplarniany albo strumień promieniowania dla wody to około 75 W/m2, natomiast dwutlenek węgla dokłada 32 W/m2 (Kiehl 1997). Te proporcje potwierdzają pomiary promieniowania podczerwonego, które powraca do powierzchni Ziemi (Evans 2006). Para wodna to też główne dodatnie sprzężenie w systemie klimatycznym i kluczowy powód, dla którego temperatura jest tak wrażliwa na zmiany CO2.
W odróżnieniu od zewnętrznych wymuszeń, takich jak CO2, które można dodawać do atmosfery, poziom pary wodnej jest funkcją temperatury. Woda trafia do powietrza przez parowanie - tempo zależy od temperatury oceanu i powietrza, zgodnie z równaniem Clausiusa-Clapeyrona. Jeśli do atmosfery wprowadza się dodatkową wodę, skrapla się ona i spada w postaci deszczu lub śniegu w ciągu tygodnia albo dwóch. Podobnie, jeśli wilgoć zostaje w jakiś sposób wyciągnięta z atmosfery, parowanie w krótkim czasie przywraca jej poziom.
Para wodna jako dodatnie sprzężenie
Ponieważ para wodna ma bezpośredni związek z temperaturą, jest też dodatnim sprzężeniem - a dokładnie największym dodatnim sprzężeniem w systemie klimatycznym (Soden 2005). Gdy temperatura rośnie, zwiększa się parowanie i gromadzi się w atmosferze coraz więcej wody. Jako gaz cieplarniany, woda pochłania dodatkowe ciepło, co dalej ogrzewa powietrze i powoduje więcej parowania. Gdy dodaje się do atmosfery CO2, to jako gaz cieplarniany ma wpływ ocieplający. Z tego powodu więcej wody paruje i ogrzewa powietrze do wyższego, stabilnego poziomu. W ten sposób efekt CO2 jest wzmocniony.
Jak bardzo para wzmacnia wpływ CO2? Bez żadnego sprzężenia, podwojenie poziomu dwutlenku węgla ogrzeje Ziemię o około 1°C. Samo w sobie, sprzężenie pary wodnej w przybliżeniu podwaja ocieplenie przez CO2. Uwzględniając inne sprzężenia (takie jak zmniejszanie albedo przy topnieniu lodu), całkowite ocieplenie przy podwojeniu CO2 wynosi ok. 3°C (Held 2000).
Empiryczne pomiary sprzężenia pary wodnej i wrażliwości klimatu
Wzmacniający efekt pary wodnej zaobserwowano w globalnym ochłodzeniu po wybuchu Pinatubo (Soden 2001). Ochłodzenie spowodowało wysuszenie atmosfery, które wzmocniło spadek temperatury. Wrażliwość klimatu zbliżoną do 3°C potwierdziło też wiele badań rozpatrujących, jak klimat reagował na różne wymuszenia w przeszłości (Knutti & Hegerl 2008).
Od 1988 satelity obserwowały wzrost stężenia pary wodnej w atmosferze około 0,41 kg/m² na dekadę. Żeby rozpoznać przyczynę rosnących poziomów pary wodnej, przeprowadzono badanie znane jako "fingerprinting" (Santer 2007). Obejmuje ono rygorystyczne testy statystyczne różnych możliwych wyjaśnień zmian pewnej właściwości systemu klimatycznego. Wyniki 22 różnych modeli klimatu (praktycznie wszystkie najważniejsze na świecie) zebrano razem i stwierdzono, że ostatni wzrost wilgotności nad większością wód na świecie nie jest wynikiem wymuszenia słonecznego ani stopniowego powrotu do stanu sprzed wybuchu Pinatubo w 1991. Podstawowym powodem "wilgotnienia atmosfery" okazał się wzrost poziomu CO2 wywołany spalaniem paliw kopalnych.
Teoria, obserwacje i symulacje klimatu równocześnie wskazują, że przybywa pary wodnej o około 6 do 7,5% na ocieplenie dolnej części atmosfery o jeden stopień Celsjusza. Obserwowane zmiany temperatury, wilgotności i cyrkulacji atmosferycznej dobrze do siebie pasują fizycznie. Kiedy sceptycy nazywają wodę głównym gazem cieplarnianym, w rzeczywistości przywołują dodatnie sprzężenie, które czyni nasz klimat tak wrażliwym na CO2, jak również kolejny dowód na antropogeniczne globalne ocieplenie.
Arguments
Argument sceptyków...