Vodní pára je dominantní skleníkový plyn. Skleníkový efekt neboli radiační tok vody je 75 W/m2, zatímco u oxidu uhličitého je to 32 W/m2. (Kiehl 1997) Tyto údaje potvrzují měření infračerveného záření, které se vrací na zemský povrch. (Evans 2006). Vodní pára je také dominantní zesilující zpětnou vazbou v našem klimateickém systému a hlavním důvodem, proč je teplota tak citlivá na změny koncentrace CO₂.

Narozdíl od vnějších vlivů, jako je CO₂, který může být do atmosféry prostě přidán, množství vodních par je záležitostí teploty. Vodní pára se do atmosféry dostává vypařováním – míra závisí na teplotě oceánu a vzduchu na základě Clausius-Clapeyronova vztahu. Je-li do ovzduší přidána další pára, tak ta kondenzuje a během týdne nebo dvou padá na zem ve formě deště či sněhu. Stejně tak když vlhkosti ve vzduchu ubývá, odpařováním se v krátkém čase opět ustalují její „normální“ hodnoty.

Vodní pára a pozitivní zpětná vazba

Vedle přímé závislosti na teplotě hovoříme ve spojitosti s vodní párou také o pozitivní zpětné vazbě – v klimatickém systému o té nejsilnější. (Soden 2005) Jak teplota roste, větší odpar v atmosféře hromadí více vodní páry. Ta jako skleníkový plyn hromadí více tepla, dále ohřívá vzduch a způsobuje o to vyšší míru evaporace. Dodání CO₂ do atmosféry také přispívá k oteplení, tím k většímu odpařování, takže ohřívání s CO₂ má zesílený efekt.

Jak moc zesiluje vodní pára CO₂ oteplování? Bez žádných zpětných vazeb by dvojnásobek CO₂ ohřál planetu asi o 1°C. Zpětná vazba samotné vodní páry zhruba zdvojnásobuje míru oteplování. Pokud zahrneme další vlivy (např. ztrátu albeda kvůli tání ledové pokrývky), celkové oteplení dosahuje 3°C. (Held 2000)

Empirická pozorování zpětné vazby vodní páry a citlivosti klimatu

Zesilující efekt vodní páry byl pozorován během globálního ochlazení po výbuchu sopky Pinatubo. (Soden 2001) Ochlazení vedlo k vysušování atmosféry, což zesílilo pokles teplot. Senzitivita klimatu kolem 3°C byla také potvrzena množstvím empirických studií zkoumajících, jak na různé vlivy v minulosti klima reagovalo. (Knutti & Hegerl 2008)

Satelitně pozorován byl nárůst množství atmosférické vodní páry od roku 1988 okolo 0,41 kg/m² za každé desetiletí. Byla použita identifikační studie (fingerprinting), která měla určit příčiny růstu hladin vodní páry. (Santer 2007) Fingerprinting zahrnuje důsledné statistické testy různých množných vysvětlení změn nějaké vlastnosti klimatického systému. Byly shromážděny výsledky 22 různých klimatických modelů (prakticky všech předních světových modelů) a zjistilo se, že současný nárůst vlhkosti nad světovým oceánem není způsoben silnějším slunečním zářením ani postupným zotavováním po erupci Pinatuba z roku 1991. Jako primární působitel „vlhnutí atmosféry“ byl určen nárůst CO₂ způsobený spalováním fosilních paliv.

Teorie, pozorování i klimatické modely ukazují na zvýšení množství vodní páry o 6 až 7,5 % na každý stupeň Celsia, o nějž se ohřeje spodní atmosféra. Pozorované změny teplot, vlhkosti a atmosférické cirkulace do sebe zapadají a tvoří konzistentní celek. Když skeptici hovoří o vodní páře jako o nejvýznamnějším skleníkovém plynu, tak se vlastně odvolávají na pozitivní zpětnou vazbu, kvůli níž je klima tak závislé na CO₂ a která což potvrzuje antropogenní původ globálního oteplování.