Mit: parowanie zrównoważy wzrost poziomu morza

W związku z ostatnimi coraz bardziej ponurymi projekcjami wzrostu poziomu morza (czytaj na przykład: Wzrost poziomu morza znacznie szybszy niż prognozowano?, Tysiące lat zmian poziomu morza, Może być niedobrze. Ekstremalna prognoza Jamesa Hansena wchodzi do kanonu nauki), w internecie pojawiło się sporo dyskusji na temat obiegu wody w przyrodzie. Wiele osób uważa, że wzrost poziomu morza związany z topnieniem lodowców, lądolodów i rozszerzalnością termiczną wody zostanie w ocieplającym się klimacie zrównoważony nasilonym parowaniem. Niestety (lub na szczęście, biorąc pod uwagę, że więcej pary wodnej oznacza silniejszy efekt cieplarniany Mit: Para wodna jest najważniejszym gazem cieplarnianym), są to złudne nadzieje.

Spójrzmy na to jak fizycy. Wyobraźmy sobie, że Ziemia jest idealnie okrągłą kulą z gładką powierzchnią. Masa całej atmosfery odpowiadałaby masie zaledwie dziesięciometrowej warstwy wody umieszczonej na powierzchni planety. Gdyby skroplić całą wodę zawartą w atmosferze, utworzyłaby warstwę grubości ok. 2,5cm.

Przyjmijmy, że wzrost poziomu morza miałby w XXI wieku sięgnąć 1 m (wersja uznawana obecnie za optymistyczną). Aby zmieścić tę wodę w atmosferze, trzeba byłoby do obecnych 2,5cm dodać jeszcze ok. 70cm (ocean pokrywa ok. 70% Ziemi a atmosfera całą). Wody w atmosferze musiałoby zrobić się prawie 30 razy więcej. Realistyczne?

Nie bardzo. Stale parujący ocean pokrywa większość powierzchni Ziemi. Para wodna nie ucieka w kosmos, a praktycznie nawet nie przedostaje się do wyższych warstw atmosfery – pozostaje w troposferze. System klimatyczny można porównać do przykrytego szczelną pokrywką garnka wypełnionego częściowo wodą. W powietrzu nad wodą może znaleźć się tylko tyle pary wodnej, na ile pozwala temperatura tego powietrza. Więcej, gdy jest ciepłe, mniej gdy jest chłodne. Kiedy zdejmiemy garnek z fajerki i zacznie on stygnąć, pary wodnej w powietrzu nad wodą zrobi się po jakimś czasie za dużo i skropli się ona na ściankach i pokrywce garnka, a krople po jakimś czasie spłyną w dół. Analogicznie, kiedy pary wodnej robi się w atmosferze za dużo, skrapla się ona na cząstkach aerozolu atmosferycznego i powstają chmury, a po jakimś czasie spada z nich deszcz, który zwraca wodę do oceanu. Jeśli gdzieś robi się „miejsce” na więcej pary, w ciągu pojedynczych dni  „niedobór” jest uzupełniany napływem wilgoci znad oceanu. Biorąc pod uwagę globalną średnią, w atmosferze znajduje się właśnie tyle wody, ile może się w niej znaleźć.

O ile może wzrosnąć pojemność tego „rezerwuaru”? Wyobraźmy sobie, że temperatura całego globu byłaby taka jak w tropikach. Jak pokazuje rysunek 3, w atmosferze można by wtedy „upchnąć” ładunek wody odpowiadający odpowiadający po skropleniu warstwie o grubości ok. 6 cm. A co zresztą? Reszta po prostu by się tu nie zmieściła.

W miarę wzrostu średniej temperatury powierzchni Ziemi wzrost poziomu oceanu jest nieuchronny (choćby z powodu rozszerzalności termicznej wody) i trwa już dziś. Nasilone parowanie temu nie zaradzi.

Aleksandra Kardaś, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon P. Malinowski