Role stratosférické vodní páry je zkoumána v práci „Contributions of Statospheric Water Vapor to Decadal Changes in the Rate of Global Warming“ (Solomonová 2010). Atmosféra je rozdělena na několik vrstev. Troposféra je nejnižší částí atmosféry. Obsahuje valnou většinu atmosférické vodní páry, dodávané především vypařováním z povrchu oceánu. Uvnitř troposféry teplota klesá se vzrůstající výškou. Hranice mezi troposférou a stratosférou se nazývá tropopauza. Je známá jako „studený bod“, nejchladnější poloha v nižší atmosféře. Ve stratosféře naopak teplota s přibývající výškou roste. Čím výše, tím tepleji – opačně než v troposféře.

Obrázek 1: Atmosférické vrstvy: troposféra, stratosféra a mezosféra

Práce Solomonové 2010 se zaměřuje na trend množství vodní páry ve stratosféře. Před rokem 1993 byla jediná pozorování stratosférické vodní páry provedena pomocí balonů nad Boulderem v Coloradu (černá čára v obrázku 2). Od roku 1980 výzkumníci pozorovali nevelký vzrůst. Po roce 1993 se zúčastnilo pozorování i několik různých satelitů (barevné kruhy, čtverce a kosočtverce v obrázku 2). Různé observatoře zaznamenaly značný pokles množství stratosférické vodní páry kolem roku 2000. Většina změn v množství vodní páry se děje v nižší stratosféře, přímo nad tropopauzou. Největší změny se odehrály v tropické a subtropické oblasti.

Obrázek 2: pozorované změny v obsahu stratosférické vodní páry. Černá čára: balónová měření vodní páry nedaleko Boulderu v Coloradu. Modré kosočtverce: UARS HALOE satelitní měření. Červené kosočtverce: přístroje SAGE II. Tyrkysové kosočtverce: Aura MLS satelitní měření. Nejistoty jsou naznačeny barevnými úsečkami (Solomon 2010).

 Jaký vliv by to mělo mít na klima? Obrázek 2 ukazuje změnu v radiačním působení vlivem změn ve stratosférické vodní páře. Tečkovaná čára značí radiační působení bez efektu změny stratosférické vodní páry. Oblast obrázku vyplněná šedou barvou je možný stupeň příspěvku, který pochází z měnícího se množství stratosférické vodní páry. Jelikož je vodní pára skleníkový plyn, její vzrůstající množství má za následek oteplování. Rovnoměrný vzrůst množství vodní páry v období 1980 – 2000 trochu přidal k oteplování oteplování pocházejícímu z emitovaných skleníkových plynů. Pokles v množství vodní páry po roce 2000 měl vliv ochlazující.

Obrázek 3: Dopad změn množství stratosférické vodní páry na radiační působení od roku 1980 dané dobře promíchanými skleníkovými plyny (WMGHG: CO₂, CH₄, N₂O a halogenovanými uhlovodíky), aerosoly a stratosférickou párou. Šedé oblasti ukazují příspěvek vodní páry ve stratosféře (Solomon 2010).

 Co způsobilo změny obsahu páry ve stratosféře? Vodní pára tam má dva hlavní zdroje. Jedním z nich je transport vodní páry z troposféry, který se děje hlavně vzestupem vzduchu v oblasti tropů. Dalším je oxidace methanu, ke které dochází většinou ve vyšší stratosféře. Většina změn v množství vodní páry se děje v nižší stratosféře v blízkosti regionů ovlivněných jevem ENSO (El Niño – Southern Oscillation). To by mohlo znamenat, že změny jsou působeny konvekcí a vnitřní proměnlivostí klimatického systému. Srovnání mezi množství stratosférické vodní páry a tropickými mořskými povrchovými teplotami ukazuje dobrou korelaci, která mluví ve prospěch vlivu El Nina. Avšak korelace v určitých obdobích selhává a proto mohou být důležité i další procesy. Vzhledem k těmto zjištěním jsou autoři velice obezřetní přijmout nějaké konečné závěry týkající se této problematiky.

Vypadá to, že ze studie povstala dvě velká nedorozumění. První soudí, že článek ukazuj vodní pára je velkým hybatelem globálních teplot. Ve skutečnosi ale studie ukazuje, že stratosférická vodní pára se na teplotní změně zapřičiněné lidským zvýšením množství skleníkových plynů podílí jen malým zlomkem. I když není role páry ve stratosféře bezvýznamná, stěží je hlavním faktorem ovlivňujícím klima, jak ji líči některé blogy.

Dalším nesprávným výkladem je, že tato studie dokazuje negativní zpětnou vazbu, která ruší trend globálního oteplování. Jak jsme právě viděli, velikost takového efektu je ve srovnání s celkovým oteplujícím trendem malá. Studie nedochází k žádným závěrům ohledně příčiny změn a trvá na tom, že není jasné, zdali změna obsahu vodní páry je způsobena klimatickou zpětnou vazbou nebo desetiletou proměnlivostí (např. spojenou s jižní oscilací – El Niñem). Změny v radiačním působení naznačují, že celkový vliv stratosférické vodní páry je oteplující. Období, kdy byl ochlazující, spočívá v náhlém poklesu kolem roku 2000 a je následováno obnovu vlivu zesilujícího oteplování. To se zdá hovořit proti možnosti negativní zpětné vazby.

(Překlad Lenka Hudcová, úpravy a zveřejnění Jan Hollan.)