Πώς οι ατμοσφαιρικοί υδρατμοί ενισχύουν το φαινόμενο του θερμοκηπίου της Γης
«Η φύση δεν πρόκειται να μας βοηθήσει να ξεφύγουμε από την κλιματική αλλαγή».
Πλημμύρες στο Ρωμαϊκό Δάσος του Τέξας, στις 19 Σεπτεμβρίου 2019, από την τροπική καταιγίδα Imelda. Φωτογραφία Jill Carlson. Κάτω ο κύκλος του νερού της Γης: NASA
Οι υδρατμοί είναι το πιο άφθονο αέριο θερμοκηπίου στη Γη. Είναι υπεύθυνο για περίπου το ήμισυ του φαινομένου του θερμοκηπίου της Γης - τη διαδικασία που συμβαίνει όταν αέρια στην ατμόσφαιρα της Γης παγιδεύουν τη θερμότητα του Ήλιου.
Ο πλανήτης έχει υποστεί εποχικές ανατροπές, τις γνωρίζουμε χάρη στη γεωλογία και τις επιστήμες της γης γενικότερα. Ωστόσο, αυτό που δεν πρέπει ποτέ να ξεχνάμε είναι η χρονική κλίμακα των γεγονότων, η τρέχουσα κλιματική αλλαγή είναι πολύ γρήγορη.
Τα αέρια του θερμοκηπίου διατηρούν τον πλανήτη μας βιώσιμο. Χωρίς αυτά, η θερμοκρασία της επιφάνειας της Γης θα ήταν περίπου 33 βαθμούς Κελσίου ψυχρότερη.
Οι υδρατμοί είναι επίσης ένα βασικό μέρος του κύκλου του νερού της Γης: η διαδρομή που ακολουθεί όλο το νερό καθώς κινείται γύρω από την ατμόσφαιρα της Γης, τη γη και τον ωκεανό ως υγρό νερό, στερεός πάγος και αέριος υδρατμός.
Από τα τέλη του 1800, οι μέσες παγκόσμιες επιφανειακές θερμοκρασίες έχουν αυξηθεί κατά περίπου 1,1 βαθμούς Κελσίου. Δεδομένα από δορυφόρους, μετεωρολογικά μπαλόνια και μετρήσεις εδάφους επιβεβαιώνουν ότι η ποσότητα των ατμοσφαιρικών υδρατμών αυξάνεται καθώς το κλίμα θερμαίνεται. (Η Έκτη Έκθεση Αξιολόγησης της Διακυβερνητικής Επιτροπής για την Κλιματική Αλλαγή των Ηνωμένων Εθνών αναφέρει ότι οι συνολικοί ατμοσφαιρικοί υδρατμοί αυξάνονται κατά 1 έως 2% ανά δεκαετία) .
Για κάθε βαθμό Κελσίου που αυξάνεται η ατμοσφαιρική θερμοκρασία της Γης, η ποσότητα των υδρατμών στην ατμόσφαιρα μπορεί να αυξηθεί κατά περίπου 7%, σύμφωνα με τους νόμους της θερμοδυναμικής.
Μερικοί άνθρωποι πιστεύουν λανθασμένα οι υδρατμοί είναι ο κύριος μοχλός της τρέχουσας θέρμανσης της Γης. Αλλά οι αυξημένοι υδρατμοί δεν προκαλούν υπερθέρμανση του πλανήτη. Αντίθετα, είναι συνέπεια αυτού. Οι αυξημένοι υδρατμοί στην ατμόσφαιρα ενισχύουν τη θέρμανση που προκαλείται από άλλα αέρια του θερμοκηπίου.
Λειτουργεί ως εξής: Καθώς τα αέρια του θερμοκηπίου όπως το διοξείδιο του άνθρακα και το μεθάνιο αυξάνονται, η θερμοκρασία της Γης αυξάνεται ως απόκριση. Αυτό αυξάνει την εξάτμιση τόσο από τις υδάτινες όσο και από τις χερσαίες περιοχές. Επειδή ο θερμότερος αέρας συγκρατεί περισσότερη υγρασία, η συγκέντρωσή του σε υδρατμούς αυξάνεται. Συγκεκριμένα, αυτό συμβαίνει επειδή οι υδρατμοί δεν συμπυκνώνονται και δεν καθιζάνουν από την ατμόσφαιρα τόσο εύκολα σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Στη συνέχεια, οι υδρατμοί απορροφούν τη θερμότητα που εκπέμπεται από τη Γη και την εμποδίζει να διαφύγει στο διάστημα. Αυτό θερμαίνει περαιτέρω την ατμόσφαιρα, με αποτέλεσμα ακόμη περισσότερους υδρατμούς στην ατμόσφαιρα. Αυτό είναι που οι επιστήμονες αποκαλούν «βρόχο θετικής ανάδρασης». Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι αυτή η επίδραση υπερδιπλασιάζει τη θέρμανση που θα συνέβαινε μόνο λόγω της αύξησης του διοξειδίου του άνθρακα.
Μια διαφορετική φυλή αερίων θερμοκηπίου
Τα αέρια του θερμοκηπίου στον ξηρό αέρα στην ατμόσφαιρα της Γης περιλαμβάνουν το διοξείδιο του άνθρακα, το μεθάνιο, το υποξείδιο του αζώτου, το όζον και τους χλωροφθοράνθρακες. Ενώ αποτελούν περίπου το 0,05% της συνολικής ατμόσφαιρας της Γης, παίζουν σημαντικό ρόλο στην παγίδευση της ακτινοβολούμενης θερμότητας της Γης από τον Ήλιο και στην αποτροπή της διαφυγής της στο διάστημα. Το καθένα καθοδηγείται άμεσα από ανθρώπινες δραστηριότητες.
Και τα πέντε από αυτά τα αέρια θερμοκηπίου είναι μη συμπυκνώσιμα . Τα μη συμπυκνώσιμα αέρια δεν μπορούν να μετατραπούν σε υγρό στις πολύ χαμηλές θερμοκρασίες που υπάρχουν στην κορυφή της τροπόσφαιρας της Γης, όπου συναντά τη στρατόσφαιρα. Καθώς οι ατμοσφαιρικές θερμοκρασίες αλλάζουν, η συγκέντρωση των μη συμπυκνώσιμων αερίων παραμένει σταθερή.
Αλλά οι υδρατμοί είναι ένα διαφορετικό «ζώο» .Είναι συμπυκνώσιμο – μπορεί να μετατραπεί από αέριο σε υγρό. Η συγκέντρωσή του εξαρτάται από τη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας. Αυτό καθιστά τους υδρατμούς το μόνο αέριο του θερμοκηπίου του οποίου η συγκέντρωση αυξάνεται επειδή η ατμόσφαιρα θερμαίνεται και προκαλεί τη θέρμανση του ακόμη περισσότερο.
Εάν τα μη συμπυκνώσιμα αέρια δεν αυξάνονταν, η ποσότητα των ατμοσφαιρικών υδρατμών θα παρέμενε αμετάβλητη από τα επίπεδα της προβιομηχανικής επανάστασης.
Το διοξείδιο του άνθρακα είναι ακόμα βασιλιάς
Το διοξείδιο του άνθρακα είναι υπεύθυνο για το ένα τρίτο της συνολικής θέρμανσης του κλίματος της Γης λόγω των αερίων του θερμοκηπίου που παράγονται από τον άνθρωπο. Μικρές αυξήσεις στη συγκέντρωσή του έχουν σημαντικά αποτελέσματα.
Ένας βασικός λόγος είναι το χρονικό διάστημα που το διοξείδιο του άνθρακα παραμένει στην ατμόσφαιρα. Το μεθάνιο, το διοξείδιο του άνθρακα και οι χλωροφθοράνθρακες δεν συμπυκνώνονται και δεν είναι ιδιαίτερα χημικά αντιδραστικά ή εύκολα διασπώνται από το φως στην τροπόσφαιρα. Για αυτούς τους λόγους, παραμένουν στην ατμόσφαιρα για οπουδήποτε από χρόνια έως αιώνες ή και περισσότερο, ανάλογα με το αέριο.
Αντίθετα, ένα μόριο υδρατμών παραμένει στην ατμόσφαιρα μόλις 9 ημέρες, κατά μέσο όρο. Στη συνέχεια ανακυκλώνεται ως βροχή ή χιόνι. Τα ποσά του δεν συσσωρεύονται, παρά τις πολύ μεγαλύτερες σχετικές του ποσότητες. «Το διοξείδιο του άνθρακα και άλλα μη συμπυκνώσιμα αέρια του θερμοκηπίου λειτουργούν ως κουμπιά ελέγχου για το κλίμα», δήλωσε ο Andrew Dessler, καθηγητής Ατμοσφαιρικών Επιστημών στο Texas A&M University στο College Station. «Καθώς οι άνθρωποι προσθέτουν διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, μικρές αλλαγές στο κλίμα ενισχύονται από τις αλλαγές στους υδρατμούς. Αυτό κάνει το διοξείδιο του άνθρακα πολύ πιο ισχυρό αέριο θερμοκηπίου από ό,τι θα ήταν σε έναν πλανήτη χωρίς υδρατμούς».
Προκαλώντας τον όλεθρο στον παγκόσμιο κύκλο του νερού
Οι αυξήσεις στους ατμοσφαιρικούς υδρατμούς ενισχύουν επίσης τον παγκόσμιο κύκλο του νερού. Συμβάλλουν στο να γίνουν οι υγρές περιοχές πιο υγρές και οι ξηρές περιοχές πιο ξηρές. Όσο περισσότερους υδρατμούς περιέχει ο αέρας, τόσο περισσότερη ενέργεια συγκρατεί. Αυτή η ενέργεια τροφοδοτεί έντονες καταιγίδες, ιδιαίτερα στην ξηρά. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα πιο ακραία καιρικά φαινόμενα. Αλλά η περισσότερη εξάτμιση από τη γη ξηραίνει επίσης τα εδάφη. Όταν το νερό από έντονες καταιγίδες πέφτει σε σκληρό, ξηρό έδαφος, τρέχει σε ποτάμια και ρυάκια αντί να υγράνει τα εδάφη. Αυτό αυξάνει τον κίνδυνο ξηρασίας.
Εν ολίγοις, όταν οι ατμοσφαιρικοί υδρατμοί συναντούν αυξημένα επίπεδα άλλων αερίων του θερμοκηπίου, οι επιπτώσεις τους στο κλίμα της Γης είναι σημαντικές.
Γεωδίφης
Πηγές -NASA,EOS
Tonga Eruption May Temporarily Push Earth Closer to 1.5°C of Warming
https://eos.org/articles/tonga-eruption-may-temporarily-push-earth-closer-to-1-5c-of-warming
Ο Σεπτέμβριος του 2023 είναι ο θερμότερος Σεπτέμβριος που έχει καταγραφεί ποτέ στην Ευρώπη. Οι εθνικές μέσες θερμοκρασίες είναι μεγαλύτερες από 3°C πάνω από τις "κανονικές" 1991-2020 σε τουλάχιστον 10 χώρες.