Retroalimentación entre la temperatura y la humedad atmosférica

Sabemos calcular el efecto directo del aumento de la concentración de CO2 y la temperatura global. Este aumento es de menos de 1 ºC cada vez que dobla la concentración. Sin embargo, los modelos climáticos auguran un aumento mucho mayor de la temperatura con este aumento de la concentración de CO2. Esto se debe a que los modelos predicen que, al aumentar la temperatura, aumentará el contenido de vapor de agua en la atmósfera. Al ser el vapor de agua un gas con más efecto invernadero que el CO2, esto explica que el aumento de temperatura sea mayor.

El problema es que no hay certeza de que la relación entre la variación de temperatura y la variación de la humedad sea positiva. Por esto es muy importante cuantificar esta relación con datos reales.

Un artículo interesante publicado en octubre del 2008 en Geophyisical Research Letters, titulado Water-vapor climate feedback inferred from climate fluctuations, 2003–2008 (uno de cuyos autores es A.E. Dessler, de quien ya hemos hablado en una entrada anterior a propósito de una discusión con Roy Spencer), estudia la relación entre la variación de la humedad específica y de humedad relativa de la atmósfera terrestre y la temperatura global, tomando los datos del satélite de la NASA Atmospheric Infrared Sounder (AIRS), entre los años 2003 y 2008.

Recordemos antes unas definiciones:

- Definimos la humedad específica de la atmósfera, q, como la masa de vapor de agua contenida en una masa de aire. Se mide en gramos de vapor de agua por kg de aire.
- La humedad absoluta, AH, es la masa de vapor de agua contenida en un volumen de aire, y se mide en gramos de vapor de agua por metro cúbico de aire. La humedad absoluta es de 0 g/m3 en el aire seco y de 30 g/ m3 en el aire saturado a 30 ºC.
- La humedad relativa, RH, es la relación entre la presión parcial del vapor de agua en el aire y la presión de saturación a la misma temperatura. Se mide en %. Es la medida habitualmente usada en meteorología.

En el artículo se dice que, entre 2003 y 2008 la temperatura global promedio de la Tierra varió en 0,6 ºC. Como respuesta a esta variación de temperatura, la humedad específica de la atmósfera aumentó globalmente, aunque en determinadas regiones varió en sentido contrario. En cambio, la humedad relativa aumentó en unas zonas y disminuyó en otras, manteniéndose globalmente prácticamente constante a les diversas alturas de la atmósfera.

La figura muestra las temperaturas globales y el índice ENSO (El Niño). Este índice está decalado de 0,17 años para mejorar la correlación entre ambas variables.

Variaciones de la humedad específica (q), relativa (RH) y temperatura global a diveras alturas de la atmósfera, medidas por la presión en hPa (1000 hPa ~ superficie terrestre, 500 hPa ~ 5.500 m). En línea continua, media global (90ºN – 90ºS) y en línea de trazos, zona ecuatorial (30ºN – 30ºS). Para la humedad específica la variación es porcentual, mientras que para la humedad relativa, es absoluta, es decir, una diferencia entre 20 % y 22 % se toma como 2 %)

A partir de los datos, los autores calculan mensualmente la retroalimentación entre T y q (λq) y entre T y RH (λRH). Los resultados obtenidos para los meses de enero correspondientes son (en vatios por metro cuadrado y grado Kelvin):

La retroalimentación calculada según estos datos es fuertemente positiva, de 2,0 vatios por metro cuadrado y grado Kelvin. De confirmarse que este valor es correcto, la temperatura a finales del siglo XXI aumentaría mucho más de lo que lo haría con solamente el efecto directo debido al aumento del CO2, conforme a lo predicho por el último informe del IPCC.

Comentarios

Hasta aquí el resumen del artículo mencionado. No parece haber ninguna duda de que estos resultados confirman que hay una correlación entre el contenido en vapor de agua de la atmósfera y la temperatura, como es lógico, ya que a más vapor de agua, más efecto invernadero y mayor temperatura. Pero lo que no queda claro es cual es la causa y cual es el efecto. El artículo, implícitamente, afirma que a mayor temperatura, mayor humedad: si esto fuera cierto, la retroalimentación positiva quedaría demostrada. Sin embargo, esta dependencia no se puede deducir de una simple correlación estadística como la que se describe en el artículo.