Öflugasta gróðurhúsalofttegundin

Endurbirting mýtu sem upprunalega birtist á skeptical science og var þýdd yfir á loftslag.is síðasta vetur.

Röksemdir efasemdamanna…

Vatnsgufa er mikilvægasta gróðurhúsalofttegundin. Hún veldur um 90 % allra gróðurhúsaáhrifanna. Þar sem vatnsgufan er miklu mikilvægari gróðurhúsalofttegund en t.d. CO2 er þá ekki rökrétt að segja að hún sé mengun og óæskileg?

Það sem vísindin segja…

Vatnsgufa er mikilvægasta gróðurhúsalofttegundin. Vatnsgufa er einnig ráðandi við svokallaða magnandi svörun í loftslaginu og magnar upp þá hlýnun sem að breyting í styrk CO2 í andrúmsloftinu veldur. Út af þessari magnandi svörun, þá er loftslag mjög viðkvæmt fyrir hlýnun af völdum CO2.

Vatnsgufa er ráðandi gróðurhúsalofttegund. Gróðurhúsaáhrif (eða geislunarálag) fyrir vatn er um 75 W/m² á meðan CO2 veldur um 32 W/m² (Kiehl 1997). Þessi hlutföll hafa verið staðfest með mælingum á innrauðum geislum sem endurvarpast niður til jarðar (Evans 2006). Vatnsgufa er einnig ráðandi í magnandi svörun í loftslagskerfi jarðar og aðal ástæðan fyrir því hvers vegna hitastig er svo viðkvæmt fyrir breytingum í CO2.

Ólíkt utanaðkomandi geislunarálagi líkt og CO2 sem hægt er að bæta við í andrúmsloftið, þá er magn vatnsgufu í andrúmsloftinu fall af hitastigi. Vatnsgufa kemur í andrúmsloftið með uppgufun og ræðst magn hennar af hitastigi sjávar og andrúmsloftsins, sem aftur ræðst af svokölluðu Clausius-Clapeyron sambandi. Ef meira vatn bætist við andrúmsloftið, þá þéttist það og fellur sem regn eða snjór á næstu einni eða tveimur vikum. Á sama hátt – ef á einhvern óskiljanlegan hátt öll vatnsgufan yrði tekin skyndilega úr andrúmsloftinu, þá myndi uppgufun jafna það út og raki andrúmsloftsins ná fyrri styrk á stuttum tíma.

Vatnsgufa sem magnandi svörun

Eins og útskýrt var hér fyrir ofan, þá hefur vatnsgufa bein tengsl við hitastig, en hún er einnig partur af magnandi svörun loftslags og í raun stærsti þátturinn í magnandi svörun loftslagsins (Soden 2005). Þegar hiti eykst, þá eykst uppgufun og meiri vatnsgufa safnast fyrir í andrúmsloftinu. Sem gróðurhúsalofttegund, þá tekur vatnið til sín meiri hita og hitar andrúmsloftið meir og leiðir af sér meiri uppgufun. Þegar styrkur CO2 eykst í andrúmsloftinu, þá hefur það sem gróðurhúsalofttegund þau áhrif að það hlýnar. Það veldur því að meiri uppgufun verður og lofthiti eykst upp í nýtt stöðugt gildi. Þannig að við hlýnun af völdum CO2 þá magnast upp hlýnunin.

En hveru mikið magnar vatngsgufa upp hlýnun af völdum CO2? Án magnandi svörunar, þá veldur tvöföldun á styrk CO2, hnattræna aukningu í hita í kringum 1°C. Magnandi svörun af völdum vatnsgufu, tvöfaldar hlýnunina af völdum CO2. Þegar aðrir þættir magnandi svörunar eru teknir með (t.d. minna endurkast vegna bráðnunar hafíss), þá er heildarhlýnun af völdum tvöföldunar á styrk CO2 í andrúmsloftinu um það bil 3°C (Held 2000).

Beinar mælingar á magnandi svörun vatnsgufu og jafnvægissvörun loftslags

Magnandi svörun vatnsgufu hefur verið mæld miðað við þá hnattrænu kólnun sem varð eftir eldgosið í Mount Pinatubo (Soden 2001). Kólnunin varð til þess að andrúmsloftið varð þurrara, sem um leið magnaði upp hnattræna kólnunina. Jafnvægissvörun loftslags upp á sirka 3°C hefur verið staðfest með ýmsum greiningum á beinum mælingum þar sem kannað hefur verið hvernig loftslag hefur brugðist við mismunandi geislunarálagi fortíðar (Knutti & Hegerl 2008).

Gervihnettir hafa mælt aukningu í vatnsgufu loftshjúpsins upp á sirka 0,41 kg/m² á áratug, frá 1988. Mælingar- og eiginleikarannsókn, einnig þekkt sem ”fingraförun” var notuð til að auðkenna ástæður aukningar í styrk vatnsgufu (Santer 2007). Fingraförun er mjög ítarleg tölfræðileg könnun á mismunandi skýringum á breytingum í loftslagskerfum Jarðar. Niðurstaða úr 22 mismunandi loftslagslíkönum (nánast öll loftslagslíkön Jarðarinnar) voru tekin saman og útkoman var að nýleg aukning í rakainnihaldi yfir yfirborði sjávar er ekki vegna geislunarálags frá sólu, né vegna þess að lofthjúpurinn hefur verið að jafna sig eftir eldgosið í Mount Pinatubo. Aðalástæða þess að styrkur vatnsgufu er að aukast, er vegna aukningar á CO2 vegna bruna jarðefnaeldsneytis.

Kenningar, mælingar og loftslagslíkön sýna öll að aukning í vatnsgufu er um 6-7,5% á hverja °C hlýnun andrúmsloftsins. Mældar breytingar á hita, raka og vindakerfum passa saman innbyrðis og á eðlisfræðilega samræmdan hátt. Þegar efasemdamenn benda á að vatnsgufa er áhrifaríkasta gróðurhúsalofttegundin, þá eru þeir í raun að benda á þá magnandi svörun sem gerir loftslag okkar svo viðkvæmt fyrir aukningu á styrk CO2 í lofthjúpnum og um leið benda þeir á enn eina vísbendinguna fyrir hlýnun jarðar af mannavöldum.

Tengt efni á loftslag.is

• Áhrif CO2 uppgötvað
• Hvernig CO2 stjórnar hitastigi Jarðar
• Áhrif CO2 uppgötvað
• Metan og metanstrókar
• Sveiflur í vatnsgufu í heiðhvolfinu