Водяной пар является наиболее мощной обратной связью в климатической системе. Когда температура поверхности растет, это приводит к увеличению влажности воздуха. Поскольку водяной пар относится к числу парниковых газов, увеличение влажности приводит к дополнительному потеплению. Это положительная обратная связь имеет потенциал достаточный, чтобы удвоить начальное потепление поверхности. Поэтому, когда температура поднимается, мы ожидаем увеличения влажности. Однако, в одном исследовании с использованием измерений на метеозондах было найдено уменьшение влажности (Paltridge и др. 2009). Чтобы добраться до истины в этом вопросе был сделан обзор полного объема данных о влажности  в новом документе Trends in tropospheric humidity from reanalysis systems (Dessler & Davis 2010).

Чтобы дать обзор тенденций влажности, Десслер и Дэвид сравнили результаты из работы  Палтриджа 2009 года  и ряд других исследований влажности. Рис. 1 показывает тренд удельной влажности с 1973 по 2007 год в атмосфере над тропиками. Результаты Палтриджа (толстая черная линия) показывают значительное отличие в верхних слоях тропосферы, с сильной негативной тенденцией в то время как все другие работы дают согласующиеся результаты, как друг с другом, так и с теоретическими представлениями.

 

Рис. 1: Результаты исследований тренда удельной влажности с 1973 по 2007 год в тропиках (Десслер 2010 также рассматривает на северные и южные субтропики – здесь показаны только данные по тропикам, для простоты и поскольку так лучше виден контраст между работой Палтриджа 2009 и другими исследованиями).

Чтобы получить более глубокое представление о характере наблюдаемой обратной связи водяного пара, Десслер и Дэвис изучили связь между влажностью и температурой поверхности. Они сопоставили удельную влажность непосредственно с температурой поверхности - это дает меру величины обратной связи водяного пара. Они сравнили краткосрочный тренд обратной связи водяного пара (меньше 10 лет) и долгосрочный тренд (больше 10 лет) для 5 различных исследований:

Рис. 2: краткосрочный (а) и долгосрочный (б) графики коэффициента регрессии между удельной влажностью и температурой поверхности в тропиках. Тренды разделены на среднюю удельную влажность в течение всего периода времени, поэтому они выражаются в процентах на градус K.

Для краткосрочных тенденций, все пять исследований дают согласующиеся результаты, с потеплением поверхности, приводящим к увеличению влажности (положительная обратная связь водяного пара). Однако долгосрочные тенденции согласуются хуже. Результаты Палтриджа 2009 явно выделяются, с долгосрочной и краткосрочной тенденциями в противоположных направлениях, в отличие от результатов других исследований.

Это приводит к интересному вопросу: как может обратная связь водяного пара быть противоположной в кратко- и долгосрочных временных масштабах? Не существует теории, которая могла бы объяснить, как краткосрочная обратная связь может быть положительной, а долгосрочная - отрицательной. Ответ водяного пара на изменении климата с характерным временем в несколько лет (например, на Эль Ниньо – Южную осцилляцию) должен быть примерно таким же, как и на долгосрочное потепление.

Долгосрочная положительная обратная связь подтверждена несколькими независимыми источниками. Анализ долгосрочных измерений водяного пара в верхних слоях тропосферы показывает положительную обратную связь паров воды за 22 года спутниковых данных (Soden и др. 2005). Кроме того, анализ долгосрочных палеоклиматических данных также не согласуется с негативной долгосрочной обратной связью водяного пара (Köhler  и др. 2010).

Так почему же работа Paltridge и др. (2009)  показывает снижение влажности? Авторы сами указывают на хорошо документированные проблемы замеров влажности в верхней тропосфере с радиозондов. Сравнение их данных с результатами спутниковых измерений (атмосферный инфракрасный зонд НАСА  - AIRS) показывает большие погрешности в удельной влажности в верхних слоях тропосферы в тропиках. Кроме того, работа Paltridge и др. (2009)  не показывает значительное увеличение удельной влажности во время Эль-Ниньо 1998 года. Прямые измерения показывают, что тропическая атмосфера действительно была увлажненной в течение Эль-Ниньо, и это можно видеть в других анализах.

Два новых анализа на рисунке выше, MERRA и ECMWF-Interim, скорректированы с учетом хорошо документированных отклонений, вносимых изменениями в системе наблюдения. Эти новые анализы лучше согласуются с теорией, другими  анализами и независимыми наблюдениями.

Чтобы утверждать, что влажность уменьшается, нужно игнорировать множество независимых повторных анализов, в том числе новых, с улучшенными алгоритмами, все они показывают увеличение влажности. Это требует от вас также принять как достоверный анализ, относительно недостатков которого выражают озабоченность даже сами его авторы. Он не объясняет, каким образом мы можем иметь краткосрочный позитивный отклик при отрицательной обратной связи в долгосрочной перспективе. Одним словом, настаивать на том, что влажность уменьшается можно  только пренебрегая полным объемом данных.

Автор ответа John Cook. Последнее обновление 21 октября 2010 года.