Il vapore acqueo è tra i gas serra quello predominante. Il flusso radiativo del vapore acqueo causato dalla sua caratteristica di gas serra è circo 75 W/m² mentre la CO₂ apporta un contributo di 32 W/m² (Kiehl 1997). Questa proporzione è confermata dalle misure della radiazione infrarossa di ritorno verso la superficie terrestre (Evans 2006). Il vapore acqueo è anche quello che da il contributo prevalente  come feedback positivo  nei confronti del sistema climatico terrestre ed è anche la causa principale del perché la temperatura risente così tanto delle modificazioni della concentrazione di CO₂. A differenza di altri forcings esterni come la CO₂ che possono essere aggiunti nell’atmosfera, il livello del vapore acqueo è funzione della temperatura dell’aria. Il vapore acqueo viene trasportato in atmosfera attraverso il processo di evaporazione , la cui entità dipende dalla temperatura degli oceani e dell’aria, essendo governata dalla formula di Clausius-Clapeyron. Se una quantità eccedente di acqua viene introdotta in atmosfera questa condensa  e ritorna in basso come pioggia o neve entro una settimana o due. Analogamente se una certa quantità di umidità viene prelevata dall’atmosfera , la evaporazione provvederà a ripristinare il “livello normale”in breve tempo.
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Il vapore acqueo come meccanismo di feedback positivo

Il vapore acqueo, essendo direttamente legato alla temperatura, è anche un fattore di feedback positivo ed è in pratica il fattore di feedback positivo principale  del sistema climatico (Soden 2005). Con l’aumento della temperatura la evaporazione cresce ed una maggior quantitàdi vapore acqueo si accumula nella atmosfera. In qualità di gas serra il vapore acqueo assorbe calore e riscalda l’aria che a sua volta favorisce altra evaporazione. Quando la CO₂ viene aggiunta in atmosfera , essendo a sua volta un gas serra ha un effetto riscaldante, e quindi fa si che altra acqua evapori e riscaldi l’aria portandosi ad una soglia stabile più alta. Il riscaldamento dovuto alla CO₂ pertanto ha un effetto di amplificazione. Qual è l’entità di questa amplificazione? Senza altri feedback, un raddoppio della concentrazione di CO₂ provocherebbe un aumento della temperatura del pianeta di circa 1°C. Il feedback del vapore acqueo per parte sua causa circa il raddoppio del riscaldamento dovuto alla CO₂. Quando vi si comprendano gli altri feedback (per es. la riduzione dell’albedo dovuta allo scioglimento dei ghiacci) il riscaldamento complessivo a seguito di un raddoppio della CO₂ è attorno a 3°C (Held 2000).

Osservazioni sperimentali del feedback del vapore acqueo e risposta climatica

L’effetto di amplificazione del vapore acqueo è stato osservato sotto forma di raffreddamento globale a seguito della eruzione del Monte Pinatubo (Soden 2001). Il raffreddamento fece sì che l’atmosfera diventasse più secca ed a sua volta venne amplificata la diminuzione di temperatura. La citata risposta climatica di circa 3°C è anche confermata da numerosi studi sperimentali che hanno preso in esame come il Clima ha risposto a diversi forcings presentatisi in passato (Knutti & Hegerl 2008).
I satelliti hanno rilevato un aumento del vapore acqueo atmosferico di circa  0.41 kg/m² per decennio dal 1988. Una evidenza ed una attribuzione nota come “impronta digitale” , che è stata usata per identificare la causa dell’aumento dei livelli di vapore acqueo in atmosfera (Santer 2007). Impronta digitale perchè presuppone l’adozione di test statistici rigorosi per ricercare le possibili spiegazioni del cambiamento di talune proprietà del sistema climatico. I risultati di 22 differenti modelli climatici (virtualmente i maggiori modelli climatici mondiali) sono stati messi assieme ed hanno trovato che il recente aumento di vapore acqueo sull’intero ambiente oceanico del pianeta non è dovuto a forcing solare o ad un graduale recupero seguito alla eruzione del M.Pinatubo del 1991. La causa primaria della “umidificazione dell’atmosfera” è stata identificata con l’aumento della CO₂ prodotta dai combustibili fossili
Sia la teoria che le osservazioni sperimentali ed i modelli climatici nel loro insieme mostrano che l’aumento del vapore acqueo è attorno al 6-7.5% per grado Celsius di riscaldamento nella atmosfera più bassa. I cambiamenti osservati di temperatura, umidità e circolazione atmosferica si combinano in maniera fisicamente coerente. Quando gli scettici citano il vapore acqueo dicendo che è il gas serra prevalente, in realtà fanno riferimento allo stesso feedback positivo che rende  il Clima della Terra così sensibile anche alla CO₂ , e pertanto non fanno altro che confermare l’evidenza della origine antropica del riscaldamento globale.