Il ruolo del vapore acqueo stratosferico è esaminato nell’articolo Contributions of Stratospheric Water Vapor to Decadal Changes in the Rate of Global Warming (Solomon 2010). La atmosfera è costituita da diversi strati. La troposfera è lo strato più basso e contiene la maggior parte del vapore acqueo atmosferico, prodotto prevalentemente dalla evaporazione delle superfici oceaniche. Nella troposfera la temperatura diminuisce con l’altezza, il confine tra troposfera e stratosfera è chiamato tropopausa. Questa zona è conosciuta come “punto freddo”, in quanto la temperatura raggiune i valori più bassi dell’atmosfera inferiore. Nella stratosfera invece la temperatura cresce con l’altezza, esattamente l’opposto che in troposfera.

 

Figura 1: gli strati dell’atmosfera: Troposfera, Stratosfera e Mesosfera

Solomon 2010 osserva l’andamento del vapore acqueo nella stratosfera. Prima del 1993 le sole misurazioni del vapore acqueo stratosferico erano fatte con i palloni sonda sopra Boulder, Co (linea nera nella figura 2). Si osserva un leggero incremento dal 1980 in poi. Dopo il 1993 anche diversi satelliti iniziarono a effettuare rilevamenti (quadratini e rombi colorati della fig.2). Tutte le differenti osservazioni trovarono una significativa riduzione del vapore acqueo stratosferico attorno al 2000.La maggior parte del cambiamento si registrò nella stratosfera inferiore, appena sopra la tropopausa. I cambiamenti maggiori si verificarono in corrispondenza delle zone tropicali e subtropicali.

Figura 2: Cambiamenti osservati del vapore acqueo stratosferico. Linea nera: misure da pallone vicino Boulder Co. Rombi blu: misure satellitari di UARS HALOE. Rombi rossi: misure della sonda SAGE II. Quadratini turchesi: misure satellitari di Aura MLS .Le incertezze delle misure sono rappresentate dalle barre verticali colorate (Solomon 2010).

Quale effetto dovrebbe avere questo cambiamento sul Clima? La figura 3 mostra il cambiamento del forcing radiativo conseguente alla modifica del contenuto di vapore acqueo in stratosfera. Le aree in grigio indicano il range possibile del contributo dovuto al cambiamento del vapore acqueo stratosferico.Poiche il vapore acqueo funziona come un gas serra, il suo aumento provoca un effetto di riscaldamento. Pertanto l’aumento continuo dal 1980 al 2000 avrà aggiunto una parte di riscaldamento all’esistente riscaldamento dovuto agli altri gas serra. La diminuzione dopo il 2000 deve aver avuto un effetto di raffreddamento.

Figura 3: effetto del cambiamento del vapore acqueo stratosferico sul forcing radiativo dal 1980 in poi dovuto alla presenza di gas serra ben rimescolati (WMGHG) ed  aerosol, ed al vapore acqueo stratosferico. L’area in grigio indica il contributo del vapore acqueo stratosferico (Solomon 2010).

 

Che cosa provoca questi cambiamenti? Il vapore acqueo in atmosfera ha due fonti principali. Una è il trasporto del vapore dalla troposfera più in basso che si verifica principalmente nei tropici dove l’aria sale maggiormente in alto. L’altra causa è da attribuire alla ossidazione del Metano che avviene principalmente nella stratosfera superiore. Il maggior cambiamento del vapore acqueo avviene nella stratosfera inferiore in prossimità delle regioni dove si verifica la ENSO (El Niño Southern Oscillation). Ciò fa ipotizzare che la convezione e la variabilità interna siano alla base del cambiamento. Un confronto tra vapore acqueo stratosferico e temperature superficiali del mare tropicale evidenzia una buona correlazione che supporta l’ipotesi El Niño. La correlazione comunque in certi periodi svanisce e si suppone che altri processi possano giocare un ruolo importante. Di conseguenza gli autori si mantengono prudenti nelle conclusioni sulla causa del fenomeno.
Ci sono almeno due cattive interpretazioni che sono derivate dalla lettura dell’articolo. La prima è che l’articolo dimostra che il vapore acqueo è il fattore principale che regola le temperature globali. In realtà l’articolo mostra solamente che il vapore acqueo stratosferico contribuisce per una frazione minore del cambiamento di temperatura dovuto ai gas serra di origine umana. Pur essendo il vapore acqueo non insignificante, difficilmente gli può essere attribuito il ruolo di dominante sul Clima come viene fatto in alcuni blog.

L’altra disinterpretazione consiste nell’affermare che questo articolo cancella il riscaldamento globale. Come si à detto sopra, la dimensione dell’effetto è piccola in confronto alla dimensione complessiva del riscaldamento globale. L’articolo non giunge ad alcuna conclusione definitiva circa le cause, spiegando che non è chiaro se il cambiamento del vapore acqueo è causato da un feedback climatico o se è legato a El Niño. I cambiamenti del forcing radiativo (figura 3 sopra ) indicano che l’effetto complessivo del vapore acqueo stratosferico corrisponde ad un riscaldamento. Il periodo di raffreddamento consiste in una caduta a forma di gradino attorno al 2000, seguita da un ripristino dell’effetto di riscaldamento. Ciò depone contro l’ipotesi di un feedback negativo.