Luftfuktighetsparadoxen

Fysiken säger att för varje ökad grad i temperatur kommer luftens fukthalt att öka med ca 7% (Clausius-Clapeyron equation). Det är också vad som har observerats i mätningar av den absoluta luftfuktigheten vi jordytan:

Global time series of annual average specific humidity for the land (green line), ocean (blue) and global average (dark blue), relative to 1981-2010. The two-standard deviation ranges for uncertainty are shown combining the observation, sampling and coverage uncertainty. Credit: Met Office Climate Dashboard.

Även daggpunkten har ökat:

Absolut luftfuktighet är ett mått på hur många gram vatten det finns i luften. Det är nog ändå vanligare att höra uppgifter om den relativa luftfuktigheten (RH). RH är ett mått (%) på hur mycket fukt det finns i luften jämfört med hur mycket det skulle kunna vara. Vid RH=100% bildas dimma (som dock kan bildas även om RH är mindre 100%). För att ta en lite svajig liknelse: Den absoluta luftfuktigheten kan sägas motsvara vikten av det vatten som finns i ett badkar. Den relativa luftfuktigheten är ett mått på hur fullt badkaret är.

Enligt klimatmodellerna ska RH inte ändras när temperaturen ökar, men mätningar visar att den faktiskt minskar:

Kate Willet, klimatforskare på MetOffice, förklarar problematiken på Guest post: Investigating climate change’s ‘humidity paradox’ | Carbon Brief. Uppvärmningen över land har hittills varit nästan dubbelt så hög som över haven (beroende på vattnets värmekapacitivitet). Väldigt mycket av den luftfuktighet som finns över land härstammar från vatten som avdunstat från haven. När dessa inte har värmts upp i motsvarande grad som landområdena, finns det alltså inte tillräckligt med avdunstat vatten att hålla luften över land mättad (detta gäller inte alla landområden dock, och det finns andra faktorer – som markanvändning – som påverkar).

Men som synes i bilden ovan så har den relativa luftfuktigheten sjunkit något även över haven, något som forskarna har svårt att förklara. Willet förklarar dock att det finns osäkerheter i mätningarna, t ex är täckningen över haven på södra halvklotet bristfällig, och det behövs mer forskning.

Avdunstning av vatten från jordytan påverkar också hur mycket vatten som letar sig upp i troposfären (dvs atmosfären upp till ca 10 km) som påverkar molnbildning och hur stark vattnets växthuseffekt blir. Klimatmodellerna stämmer inte heller här helt överens med observationerna (och vi vet alla hur detta tolkas i konspirationsfabriken …).

Man hör ofta att det räcker med ett experiment för att motbevisa en hypotes. Det kan stämma i teorin men är en ganska naiv syn på verkligheten. I sådana här komplexa frågor tar det tid att bekräfta att det man observerar faktiskt skildrar verkligheten. Det behövs inte mycket läsning för att inse att det finns problem med dessa mätningar. Det är hårfina skillnader som ska mätas och det är extremt dyr forskning som krävs för att reda ut.

Problemen beskrivs i IPCC AR4 (2007). 3.4.2.2 Upper-Tropospheric Water Vapour – AR4 WGI Chapter 3: Observations: Surface and Atmospheric Climate Change (ipcc.ch) Till exempel:

”Comparisons of water vapour sensors during recent intensive field campaigns have produced a renewed appreciation of random and systematic errors in radiosonde measurements of upper-tropospheric water vapour and of the difficulty in developing accurate corrections for these measurements (Guichard et al., 2000; Revercombe et al., 2003; Turner et al., 2003; Wang et al., 2003; Miloshevich et al., 2004; Soden et al., 2004).”

Där beskrivs också en indirekt indikator från satellitmätningarna som tyder på att vattenhalten ökat i övre troposfären – även om det är svårt att se en tydlig trend i den relativa luftfuktigheten.

Problemen mörkas inte heller i IPCC AR5 kap 2.5.5. (2013) WG1AR5_Chapter02_FINAL.pdf (ipcc.ch):

”Significant trends in tropospheric relative humidity at large spatial scales have not been
observed, with the exception of near-surface air over land where relative humidity has decreased in recent years (Section 2.5.5)”

De utmaningar och de felmarginaler som finns vid dessa mätningar av vattenhalt i troposfären beskrivs till exempel här: ACP – Intercomparison of midlatitude tropospheric and lower-stratospheric water vapor measurements and comparison to ECMWF humidity data (copernicus.org)

Det finns många vetenskapliga utmaningar inom klimatvetenskapen man kan vara nyfiken på. Men som sagt, utgår man från att alla forskare är korrupta och ägnar all sin tid på hitta på data finns det också en outtömlig källa till konspirationsskapande här.

Den relativa fuktigheten över land påverkar även markförhållanden och växter. På många platser där en ökad temperatur inte åtföljs av en ökad luftfuktighet uppstår en ökad drivkraft för att vatten ska avdunsta. Ett mått på denna ”drivkraft” är Vapor Deficit Pressure. Ett större ”underskott” av vatten i luften gör att växter tvingas stänga sina klyvöppningar under längre perioder för att inte torka ut, och de kan därmed inte ta upp koldioxid som behövs till fotosyntesen.

Satelliter har uppmätt en ”förgröning” av världen, vilket lett till standardargumentet att CO2 är livets gas och att uppvärmningen bara är bra för världen. Nyare studier visar att det inte är så enkelt (surprise), ökningen verkade till största delen ha berott på mänskliga verksamheter i Kina och Indien, inte att skövlingen av regnskog och liknande skulle sakna betydelse. Human Activity in China and India Dominates the Greening of Earth | NASA.

En studie från förra året visade att Vapor Deficit Pressure har ökat globalt vilket i sin tur stoppat ”förgröningen”. Increased atmospheric vapor pressure deficit reduces global vegetation growth | Science Advances (sciencemag.org). Modeller spår att detta underskott kommer öka med en ökad global medeltemperatur.

En ökad Vapor Deficit Pressure innebär också att markerna tenderar att bli torrare, vilket ökar risken för skogsbränder. Här utvecklingen i Kalifornien: