Какова роль стратосферного водяного пара в глобальном потеплении?

Что говорит наука:
Эффект от стратосферного водяного пара вносит часть изменения температуры, вызванного антропогенными парниковыми газами. Кроме того, пока неясно, вызваны ли изменения в стратосферном водяном паре обратной связью с климатом или внутренней изменчивостью (например, связанной с Эль-Ниньо, Южным колебанием). Однако долгосрочная тенденция к потеплению, похоже, говорит против возможности отрицательной обратной связи.

Климатический миф: водяной пар в стратосфере остановил глобальное потепление
Новое исследование, проведенное Сьюзан Соломон, ведущим автором исследования и научным сотрудником Национального управления океанических и атмосферных исследований в Боулдере, штат Колорадо, может объяснить, почему атмосферный углерод не способствует значительному потеплению. Согласно исследованию, по мере повышения уровня углерода холодный воздух на больших высотах над тропиками фактически стал еще холоднее. Более низкие температуры в этой «самой холодной точке» привели к падению глобального уровня водяного пара, несмотря на повышение уровня углерода. Водяной пар помогает удерживать тепло и является самым сильным из основных парниковых газов, на его долю приходится 36–72 процента парникового эффекта. Однако большее количество атмосферного углерода фактически снизило уровень водяного пара. Таким образом, вместо цикла безудержного потепления «судного дня» Мать-Земля оказывается удивительно терпимой к углероду, снижая уровень водяного пара в атмосфере — более эффективного парникового газа — для компенсации. (Ежедневная техника)

Роль стратосферного водяного пара рассматривается в работе «Вклад стратосферного водяного пара в десятилетние изменения скорости глобального потепления» (Solomon 2010). Атмосфера делится на несколько слоев. Тропосфера – самая нижняя часть атмосферы. Он содержит большую часть водяного пара атмосферы, преимущественно поступающего за счет испарения с поверхности океана. Через тропосферу температура падает с увеличением высоты. Граница между тропосферой и стратосферой называется тропопаузой.Это известно как «холодная точка», самая холодная точка в нижних слоях атмосферы. В стратосфере температура действительно повышается с высотой. Она нагревается по мере того, как вы поднимаетесь выше — противоположность тропосфере.

Рисунок 1: Атмосферные слои: тропосфера, стратосфера и мезосфера.

Solomon 2010 рассматривает тенденцию водяного пара в стратосфере. До 1993 года единственные наблюдения водяного пара в стратосфере проводились с помощью метеозондов над Боулдером, штат Колорадо (черная линия на рис. 2). Они наблюдали небольшое увеличение по сравнению с 1980 г. После 1993 г. несколько разных спутников также проводили измерения (цветные кружки, квадраты и ромбы на рис. 2). Все различные наблюдения обнаружили значительное снижение содержания водяного пара в стратосфере примерно в 2000 году. Большая часть изменений водяного пара происходит в нижних слоях стратосферы, чуть выше тропопаузы. Наибольшие изменения происходят также в тропиках и субтропиках.

Рисунок 2: Наблюдаемые изменения водяного пара в стратосфере. Черная линия: аэростатные измерения водяного пара, сделанные недалеко от Боулдера, штат Колорадо. Голубые бриллианты: спутниковые измерения UARS HALOE. Красные ромбы: инструменты SAGE II. Бирюзовые квадраты: спутниковые измерения Aura MLS. Неопределенности показаны цветными столбиками (Соломон 2010).

Какое влияние это окажет на климат? На рис. 2 показано изменение радиационного воздействия, вызванное изменениями водяного пара в стратосфере. Пунктирная линия — радиационное воздействие без учета изменений водяного пара в стратосфере. Область, заштрихованная серым цветом, показывает возможный диапазон вклада изменения водяного пара в стратосфере. Поскольку это парниковый газ, увеличение количества водяного пара оказывает согревающий эффект. Следовательно, устойчивый рост с 1980 по 2000 год добавил некоторое потепление к существующему потеплению от парниковых газов. Падение водяного пара после 2000 г. имело охлаждающий эффект.

Рисунок 3: Влияние изменений в стратосферном водяном паре на радиационное воздействие с 1980 г. из-за хорошо перемешанных парниковых газов (WMGHG), аэрозолей и стратосферного водяного пара.Заштрихованная область показывает вклад стратосферных вод (Соломон 2010).

Чем вызваны эти изменения? Водяной пар в стратосфере имеет два основных источника. Одним из них является перенос водяного пара из тропосферы, который происходит в основном при подъеме воздуха в тропиках. Другой — окисление метана, которое происходит в основном в верхних слоях стратосферы. Большая часть изменения водяного пара происходит в нижних слоях стратосферы вблизи регионов, затронутых Эль-Ниньо-Южное колебание. Кажется, это указывает на конвекцию и внутреннюю изменчивость, вызывающую изменения. Сравнение водяного пара в стратосфере и температур поверхности моря в тропиках показывает хорошую корреляцию, которая подтверждает связь с Эль-Ниньо. Однако в некоторые периоды корреляция нарушается, что указывает на то, что могут быть важны и другие процессы. Следовательно, авторы осторожно подходят к твердому выводу о причине.

Кажется, что из этой статьи вытекают два основных заблуждения. Во-первых, эта статья демонстрирует, что водяной пар является основным фактором глобальной температуры. На самом деле, эта статья показывает, что эффект от стратосферного водяного пара вносит часть изменения температуры, вызванного антропогенными парниковыми газами. Хотя водяной пар в стратосфере не является чем-то незначительным, вряд ли он является доминирующим фактором климата, о котором пишут в некоторых блогах.

Другое неверное толкование заключается в том, что эта статья доказывает отрицательную обратную связь, которая компенсирует глобальное потепление. Как мы только что видели, величина эффекта невелика по сравнению с общей тенденцией глобального потепления. В документе не делается никаких выводов относительно причины, заявляя, что неясно, вызваны ли изменения водяного пара обратной связью климата или десятилетней изменчивостью (например, связанной с Эль-Ниньо, Южным колебанием). Изменения радиационного воздействия (рис. 3 выше) указывают на то, что общий эффект водяного пара в стратосфере заключается в потеплении.Период похолодания состоит из ступенчатого падения около 2000 г., за которым следует возобновление эффекта потепления. Кажется, это говорит против возможности отрицательной обратной связи.