Atmosferă încinsă. Efectul de seră, amplificat de vaporii de apă din atmosferă
Creșterea concentrației gazelor cu efect de seră în atmosfera Terrei a dus la creșterea temperaturilor globale. Aceasta la rândul său a dus la creșterea concentrației vaporilor de apă în atmosferă (creșterea cu un 1 C duce la o creștere cu 7% a concentrației vaporilor de apă în atmosferă), aceștia acționând ca un gaz cu efect de seră și fiind responsabili de jumătate a încălzirii climatice la nivel global.
Vaporii de apă sunt responsabili pentru aproximativ jumătate din efectul de seră produs la suprafața Pământului. Efectul de seră menține planeta noastră locuibilă pentru că permite captarea și menținerea energiei solare sub formă de căldură. Fără acest efect, temperatura pe suprafața Pământului ar fi cu 33 de grade mai mică. Vaporii de apă sunt de asemenea o parte integrală a ciclului apei în natură, respectiv rolul acestora este extrem de important pentru bunăstarea ecologică a planetei.
Începând cu finalul secolului 19, temperatura medie globală a crescut cu circa 1.1 C. Datele satelitare, baloanele meteorologice și măsurătorile terestre confirmă o creștere a volumului de vapori de apă odată cu încălzirea climei. Cel de-al 6 raport IPCC confirmă indică o creștere a vaporilor de apă cu circa 2% per decadă. Legile termodinamicii ne permit să deduce că o creștere de 1 C duce la o creștere cu 7% a vaporilor de apă din atmosferă, respectiv în scenariul pesimist de creștere a temperaturilor medii globale cu 3 C vom asista la o creștere cu 21% a cantității de aburi din atmosferă.
Unii oameni consideră eronat că vaporii de apă sunt principala cauză a încălzirii globale. Totuși vaporii de apă nu sunt cauza ce a dus la încălzirea globală, dimpotrivă, concentrația crescută a acestor vapori este rezultatul încălzirii atmosferice ca urmare a creșterii concentrației gazelor precum dioxidul de carbon sau metanul. Vaporii de apă acționează ca un catalizator pentru încălzirea declanșată de celelalte gaze cu efect de seră.
Sursa Foto – NASA
Buclă de feedback pozitiv
Procesul e următorul: odată cu creșterea concentrațiilor gazelor cu efect de seră precum dioxidul de carbon sau metanul are loc și o creștere a temperaturilor globale. Această creștere duce la o evaporare mai mare atât de pe spațiile acvatice cât și de pe cele terestre. Pentru că aerul cald poate menține o umiditate crescută, concentrația de vapori de apă devine mai mare, precizează Infoclima.
Acest lucru se întâmplă deoarece vaporii de apă nu se condensează și nu cad sub formă de precipitații la fel de ușor la temperaturi ridicate precum la cele joase. Vaporii de apă din atmosferă captează la rândul lor căldura terestră iradiată, prevenind disiparea acesteia în spațiu. Aceasta duce la o încălzire și mai mare a atmosferei, care la rândul ei duce la o creștere a vaporilor de apă.
Acest proces este numit de cercetători “o buclă de feedback pozitiv (positive feedback loop)”. Cercetătorii estimează că acest efect este responsabil de jumătate din magnitudinea procesului de încălzire globală.
Această diagramă arată mecanismul din spatele buclei de feedback pozitiv al vaporilor de apă. Credit: NASA and NOAA Historic NWS Collection
O altă specie de gaz de seră
Gazele de seră în partea uscată a aerului din atmosfera pământului includ dioxidul de carbon, metanul, oxidul de azot, ozonul și clorofluorocarburi. Deși constituie doar 0,05% din totalul atmosferei planetar, aceste gaze joacă un rol esențial în captarea căldurii radiate de la soare și prevenirea disipării acesteia în spațiu. Însă fiecare din aceste gaze este susceptibil efectelor antropice.
Toate aceste 5 gaze de seră sunt non-condensabile, acest lucru însemnând că nu pot fi transmutate în lichide la temperaturile foarte scăzute ale nivelului superior al troposferei, unde se întâlnesc cu stratosfera. Pe măsură ce presiunea atmosferică se schimbă, concentrația de gaze non-condensabile rămâne aceeași.
Dacă vorbim despre vaporii de apă situația devine mai complicată, pentru că aceștia sunt condensabili și pot fi transformați din gaz în lichid. Concentrația acestora depinde de temperatura atmosferică iar acest fapt face ca vaporii de apă să fie singurul gaz de seră al cărui concentrație crește datorită faptului că atmosfera se încălzește constant, devenind concomitent un factor ce alimentează această creștere de temperatură. Dacă ponderea gazelor non-condensabile nu creștea, cantitatea vaporilor de apă atmosferici ar fi rămas neschimbată față de nivelul ce a precedat revoluția industrială.
Dioxidul de Carbon încă este gazul de seră predominant
Dioxidul de carbon este responsabil pentru aproximativ o treime a încălzirii climatice la nivel global, în mare parte datorită elementului antropic. Chiar și cele mai mici creșteri ale concentrației acestuia poate avea consecințe majore, un factor determinant fiind durata de timp în care dioxidul de carbon poate rămâne în atmosferă.
Metanul, dioxidul de carbon, clorofluorocarburile nu se condensează și sunt printre cele mai puțin reactive elemente chimice. De asemenea nu pot fi dezbinate ușor de lumina soarelui în troposferă. Datorită acestor factori ele pot rămâne în atmosferă vreme de ani (Metanul ~12.4 ani), secole (Oxidul de azot ~121 ani) sau chiar mai mult depinzând de natura gazului (unele gaze cu fluor pot rămâne mii de ani). Însă o moleculă a unui vapor de apă stă în atmosfera aproximativ 9 zile, urmând ca apoi să fie reciclată în forma ploii sau zăpezii. Sumele acestora nu sunt acumulate în ciuda cantităților relative mai mari.
“Dioxidul de carbon și alte gaze de seră non-condensabile acționează ca supape de control pentru climă” declara Andrew Dessler, profesor în științe atmosferice la Universitatea A&M Texas. Acesta mai preciza că “Pe măsură ce umanitatea adaugă din ce în ce mai mult dioxid de carbon în atmosferă, micile schimbări climatice sunt amplificate de schimbările vaporilor de apă atmosferici. Acest fapt face ca dioxidul de carbon să devină un gaz de seră și mai potent pe planeta noastră spre deosebire de un caz ipotetic în care același dioxidul de carbon ar fi pe o planetă fără vapori de apă în atmosferă.”
Consecințele nefaste asupra ciclului de apă global
Creșterile de vapori de apă în atmosferă amplifică efectele ciclului planetar al apei. Aceste creșteri exacerbează caracteristicile climatice locale, spre exemplu zonele umede devin și mai umede iar zonele uscate devin și mai uscate. Cu cât aerul atmosferic conține mai mult vapor de apă cu atât crește cantitatea de energie stocată. Această energie alimentează furtuni puternice mai ales în zona suprafețelor terestre. Astfel crește frecvența fenomenelor meteorologice extreme.
În același timp un grad de evaporare al suprafețelor terestre contribuie la aridizarea solurilor. Când cantități semnificative de apă ale marilor furtuni intră în contact cu un sol dur și arid acestea practic duc la inundații și viituri în loc să umezească solurile, astfel contribuind la acutizarea riscurilor de secetă.
Așadar când cantitatea vaporilor de apă atmosferici este influențată de creșterea nivelurilor gazelor de seră, impactul climatic asupra pământului este semnificativ.