Różnice i podobieństwa pomiędzy parą wodną a dwutlenkiem węgla w atmosferze Ziemi

Na Ziemi jest tak, że wszelkie pierwiastki i związki chemiczne są w takiej ilości aby mogły funkcjonować wszystkie sfery naszej planety (zbiorniki), takie jak atmosfera, hydrosfera, biosfera, litosfera. Abyśmy mogli bez zakłóceń żyć, nie może być ich ani za dużo ani za mało.

Co z tego, że pary wodnej na Ziemi tuż przy powierzchni Ziemi potrafi być nawet 100 razy więcej niż dwutlenku węgla, skoro to właśnie ten drugi gaz w pewnym sensie steruje procesami klimatycznymi na naszym globie. Obecnie koncentracja CO2 przekroczyła 400 ppm. W połowie XXI w. będzie to już 450 ppm, a pod koniec naszego wieku będzie to już 560 ppm, podwojenie stężenia CO2 od 1750 r, przy założeniu oczywiście scenariusza emisji antropogenicznych, business-as-usual (8.5 RCP – Representative Concentration Pathway). 300 lat temu, przed rozpoczęciem industrializacji, koncentracja CO2 wyniosła 280 ppm, zapewne do takiego poziomu też doszła 12,5 tysiąca lat temu na początku holocenu. Ale 20 tysięcy lat temu, podczas Ostatniego Maksimum Glacjalnego obniżyło się stężenie CO2 w atmosferze Ziemi do 180 ppm (Daniel Sigman i in., 2010). Spadek koncentracji dwutlenku węgla o 120 ppm doprowadziłby Ziemię do ponownego nasuwania się pokrywy lodowej na północną część Europy (może nawet Eurazję), na Półwysep Tajmyr i na Alaskę i całą Kanadę. Tak czuły jest to gaz, który odgrywa niebagatelną rolę w ochładzaniu lub ocieplaniu Ziemi. Podwojenie koncentracji CO2 względem 1750 r. (Syukuro Manabe i Richard T. Wetherald, 1975) będzie zwiastowało zatopieniem wielu nisko położonych terenów leżących tuż nad poziomem oceanów i mórz. Zniknie wiele wysp oceanicznych na długie tysiąclecia.

Para wodna nie odgrywa tak zasadniczej roli jak dwutlenek węgla. Na wyższych szerokościach geograficznych i wysoko w atmosferze ochładza się i skrapla do postaci kropel deszczu lub jeszcze wyżej w atmosferze i na wyższych szerokościach geograficznych oraz wysoko w górach krystalizuje do płatków śniegu i kryształków lodu. Koncentracja tego gazu cieplarnianego nie wzrasta w atmosferze i w oceanach Ziemi w tak gwałtowny sposób jak koncentracja dwutlenku węgla. W ciągu 40 lat jego ilość urosła aż o 4 %. A ma to związek z ociepleniem globu ziemskiego przez naszą ludzką działalność.

Poziom nasycenia powietrza parą wodną (na poziomie morza) w zależności od temperatury. Źródło.

Na wzrost koncentracji dwutlenku węgla nie wpływa wzrost temperatury w takim stopniu jak na wzrost stężenia pary wodnej. Przy minimalnym ochłodzeniu, jak np. w latach 1950-80 (John Cook, 2015), gdy były duże emisje siarczanów do atmosfery schładzających Ziemię poprzez masowe odbijanie promieni słonecznych z powrotem w kosmos, pary wodnej w atmosferze było znacznie mniej. A jeszcze mniej było na początku XVII w. gdy Słońce było wręcz pozbawione plam na swej powierzchni i nastała Mała Epoka Lodowa (były to pierwsze pomiary plam słonecznych) (Judith Lean i in., 1995). Gdy było zapewne dużo plam na Słońcu w średniowieczu  1000-1200 lat temu (nikt nie przeprowadzał badań) czy też w I połowie XX w. (przeprowadzano badania), stężenie pary wodnej w atmosferze Ziemi musiało też ponownie wzrosnąć.

Dziś jest inaczej. Plam słonecznych jest znikoma ilość na powierzchni Słońca, które od lat 60 XX w. obniża wciąż swoją aktywność, ale pary wodnej od lat 70 w dużym stopniu przybyło. Ilość tego gazu w atmosferze jest silnie uzależniona od temperatury. Inaczej jest z dwutlenkiem węgla. Na nieznaczny wzrost temperatury nie reaguje jak para wodna. Ponadto jest to gaz jednorodnie wymieszany w troposferze Ziemi (w jej najniższej warstwie). A więc, zarówno tuż przy powierzchni Ziemi, gdzie jest cieplej, jak i wysoko tuż pod tropopauzą, gdzie jest chłodniej, jest taka sama ilość dwutlenku węgla (Syukuro Manabe i Richard T. Wetherald, 1975).

Rysunek. Stężenie dwutlenku węgla w ziemskiej atmosferze gwałtownie wzrosło, odkąd pomiary rozpoczęły się prawie 60 lat temu, wzrastając z 316 części na milion (ppm) w 1958 r. do ponad 400 ppm dzisiaj. SCRIPPS INSTITUTION OCEANOGRAPHY (źródło)

Z parą wodną jest inaczej. Gdzie jest najcieplej tuż nad powierzchnią Ziemi, jest jej najwięcej, od 1 do 5 % (w zależności od stopnia uwilgocenia atmosfery), a tam gdzie jest najchłodniej tuż pod tropopauzą (na wysokości 6-8 km nad biegunami, 12-14 km nad średnimi szerokościami geograficznymi, 18-20 km nad równikiem), jest jej najmniej, nawet poniżej 0,0001 % (Isaac Held i Brian Soden, 2000).

Koncentracja pary wodnej oscyluje pomiędzy 10 a 50 000 ppm, i to w atmosferze uwilgoconej. A więc, jak widać jest duża zmienność zależna od przyrostu temperatury. Ludzie nie wpływają na wzrost antropogenicznych emisji pary wodnej, ale dwutlenku węgla tak. Oba gazy są dla siebie ściśle uzależnione. Nawzajem się wzmacniają. Jeden bez drugiego nie mógłby istnieć. Oba dają taki efekt cieplarniany jaki mamy obecnie. Gdyby zabrakło któregoś w atmosferze Ziemi, życie by przestało istnieć. Wszystkie złożone, wielokomórkowe organizmy przestałyby istnieć.

Wyolbrzymianie jednego gazu nad drugi jest bezcelowe, bezsensowne i nielogiczne. Świadczy to o niewiedzy i ignorancji naukowej, a w szczególności podważaniu tez naukowych u negacjonistów klimatycznych.

https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide

https://en.wikipedia.org/wiki/Water_vapor

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *