Mit: Wilgotność powietrza spada, więc para wodna nie może wpływać na ocieplenie

„Zwrotne sprzężenie pary wodnej (WVF — water vapor feedback). To sprzężenie zwrotne jest podstawą hipotezy twierdzącej, że nie czynniki naturalne, lecz znikomy dodatek ludzkiego CO2 do naturalnego strumienia tego gazu do atmosfery (5% rocznie), poprzez niewielkie zwiększenie ilości pary wodnej w atmosferze, indukuje kaskadę zmian decydujących o ociepleniu klimatu. Przeczą temu następujące fakty:
1.wilgotność górnej troposfery malała a nie wzrastała w latach 1948-2008, wbrew modelom IPCC (Gregory, 2009).
2. satelitarne pomiary wskazują, że emisja podczerwieni z atmosfery do kosmosu nie zmalała, lecz wzrosła w latach 1985-1999 (Wielicki et al. 2002), 7-krotnie w porównaniu z emisją przyjmowaną w modelach IPCC (Lindzen, 2009). To wskazuje na NEGATYWNE SPRZĘŻENIE ZWROTNE, czyli na brak efektu cieplarnianego.” (Zbigniew Jaworowski)

Szereg niezależnych badań naukowych – między innymi liczne reanalizy – wskazuje, że wilgotność powietrza wzrasta. Sprzężenie zwrotne związane z parą wodną jest zdecydowanie dodatnie – zarówno krótko, jak długoterminowo. Nie ma żadnej teorii, która pozwalałaby wyjaśnić istnienie krótkoterminowego sprzężenia dodatniego, a jednocześnie długoterminowego sprzężenia ujemnego.

Badanie wilgotności powietrza

Naukowcy z NASA przygotowują do wykonania pomiarów wilgotności na powietrza na różnych wysokościach z użyciem balonu meteorologicznego. Źródło: NASA.

Para wodna odpowiada za najsilniejsze sprzężenie w systemie klimatycznym. Wzrost temperatury powierzchni Ziemi prowadzi do zwiększonego parowania i wzrostu wilgotności atmosfery. Ponieważ para wodna jest gazem cieplarnianym, wzrost wilgotności powoduje dodatkowe ocieplenie, które jeszcze mocniej wzmaga parowanie. To dodatnie sprzężenie zwrotne jest w stanie podwoić ocieplenie zapoczątkowane innymi czynnikami. Tak więc, gdy temperatura rośnie, możemy spodziewać się też wzrostu wilgotności.

Istnieje jedna praca wskazująca na możliwość spadku wilgotności (Paltridge 2009). Przeanalizowano w niej pomiary wykonane z wykorzystaniem balonów meteorologicznych w okresie 1973-2007. Analiza obejmuje warstwę atmosfery do wysokości odpowiadającej ciśnieniu 300 hPa w tropikach i do wysokości odpowiadającej ciśnieniu 500 hPa na szerokościach do 50°N i 50°S. Sposób w jaki te wyniki (Paltridge 2009) odnoszą się do innych i całości wiedzy w tym temacie, zostało podsumowane w artykule przeglądowym „Trendy wilgoci troposfery z systemów reanalizy” (Dessler & Davis 2010).

W swoim przeglądzie, Dessler i David zestawili rezultaty badania Paltridge’a z rezultatami innych reanaliz wilgotności z tropików z tego samego okresu. Rysunek 1 pokazuje trendy wilgotności właściwej w tropikach w okresie 1973-2007. Analiza Paltridge’a (czarna gruba linia) pokazuje znaczące ujemne odchylenie pomiarów w górnej troposferze (powyżej 500 hPa) od innych wyników. Poza wynikami Paltridge’a pozostałe pomiary są wzajemnie spójne i zgodne z teorią.

reanalizy pokazujące trend wilgotności właściwej

Rysunek 1: Różne reanalizy pokazujące trend wilgotności właściwej w okresie 1973-2007 w tropikach (Dessler 2010 analizuje także umiarkowane szerokości geograficzne – dla czytelności pokazane są tylko dane z tropików). (Dessler & Davis 2010)

W celu uzyskania głębszego wglądu w naturę obserwowanego sprzężenia zwrotnego pary wodnej, Dessler i Davis analizują zależność pomiędzy wilgotnością atmosfery, a temperaturą powierzchni Ziemi. Wykres wilgotności właściwej w zależności od temperatury bezpośrednio pokazuje działanie sprzężenia zwrotnego. W pracy porównano m.in. krótkoterminowy trend sprzężenia zwrotnego pary wodnej (poniżej 10 lat) ze sprzężeniem długoterminowym (ponad 10 lat) dla 5 różnych reanaliz:

Trend sprzężenia zwrotnego pary wodnej na różnych wysokościach

Rysunek 2: Krótko- (a) i długoterminowe (b) wykresy związku między wilgotnością właściwą, a temperaturą powierzchni w tropikach. Trendy są podzielone przez średnią wilgotność właściwą w analizowanym przedziale czasowym, są więc wyrażone w procentach na stopień Kelvina. (Dessler & Davis 2010)

Dla trendów krótkoterminowych, wszystkie pięć reanaliz daje zgodne rezultaty, pokazując wyraźny związek między ociepleniem powierzchni, a wzrostem wilgotności (czyli dodatnie sprzężenie zwrotne). Jednak dla trendów długoterminowych zgodność wyników jest znacznie słabsza – spójność zaburza seria pomiarowa Paltridge’a (czarna gruba kreska), w której trend długoterminowy w górnej troposferze jest przeciwny niż trend krótkoterminowy i trendy obliczone na podstawie pozostałych serii pomiarowych.

Prowadzi to do frapującego pytania: czy sprzężenie pary wodnej może mieć różny znak w krótkich i w długich skalach czasowych? Nie ma żadnej teorii, która wyjaśniałaby takie zjawisko. Odpowiedź pary wodnej na fluktuacje klimatyczne o skali czasowej kilku lat (na przykład oscylacja El Niño - La Niña) powinna być podobna do odpowiedzi na długoterminowe ocieplenie.

Istnienie długoterminowego dodatniego sprzężenia zwrotnego jest potwierdzone przez liczne niezależne źródła. Analiza długoterminowych pomiarów satelitarnych pary wodnej w górnej troposferze pokazuje dodatnie sprzężenie zwrotne w okresie 22 lat, dla których dysponujemy pomiarami satelitarnymi (Soden 2005). Dodatkowo, analiza długoterminowych zapisów paleoklimatycznych również wyklucza długoterminowe ujemne sprzężenie zwrotne pary wodnej (Köhler et al 2010).

Jak to więc możliwe, że analiza Paltridge’a z 2009 roku pokazuje spadek wilgotności? Autorzy pracy sami wskazują na dobrze znane problemy z obserwacjami wilgotności w górnej troposferze z pomocą radiosond. Porównanie analizy z pomiarami satelitarnymi (NASA’s Atmospheric Infrared Sounder - AIRS) pokazuje, że część wyników analizy Paltridge’a dotycząca górnej troposfery obarczona jest błędem systematycznym wynikającym z znanych problemów pomiaru wilgotności za pomocą radiosond. Pokazano, że analizowane dane nie wychwyciły np. znaczącego wzrostu wilgotności podczas silnego El Niño z 1998 roku, obserwowanego w licznych bezpośrednich pomiarach.

W dwóch z nowszych reanaliz pokazanych na wykresach, MERRA i ECMWF-Interim, dokonano odpowiednich poprawek na znane błędy systematyczne, które pojawiły się w wyniku zmian w systemach obserwacyjnych. Dzięki temu nowsze wyniki znacznie lepiej zgadzają się z teorią, innymi reanalizami i niezależnymi obserwacjami.

Marcin Popkiewicz na podstawie Skeptical Science, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon P. Malinowski

Opublikowano: 2014-01-27 16:09
Tagi

efekt cieplarniany mit o klimacie para wodna pomiary i obserwacje

Fundacja UW
Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.