Vapor de agua como GEI

Estimados todos.

¿Por qué se menciona tan pocas veces el vapor de agua como GEI, cuando parece que este vapor absorbe más energía infrarroja que el CO2, aunque no sea tanto por su “afición” a la energía infrarroja como por su abundancia en la atmósfera?

Me da la sensación de que esto de “no hablar del vapor de agua” como GEI es mucho más frecuente entre los convencidos de la existencia de un importante calentamiento global originado por el hombre, que entre los no convencidos, o convencidos de lo contrario.
 
Me pregunto si no será porque el vapor de agua, a la vez que recoge radiación infrarroja emitida por la Tierra y produce efecto invernadero, también da lugar a las nubes, que reflejan la radiación del Sol antes de que ésta caliente la atmósfera o la propia Tierra.

Si el vapor de agua es una espada de doble filo a efectos del calentamiento global, ¿cuál de los dos filos es el que más corta?

Saludos,

Juan Mendos

Estimados todos.

¿Por qué se menciona tan pocas veces el vapor de agua como GEI, cuando parece que este vapor absorbe más energía infrarroja que el CO2, aunque no sea tanto por su “afición” a la energía infrarroja como por su abundancia en la atmósfera?

Me da la sensación de que esto de “no hablar del vapor de agua” como GEI es mucho más frecuente entre los convencidos de la existencia de un importante calentamiento global originado por el hombre, que entre los no convencidos, o convencidos de lo contrario.
 
Me pregunto si no será porque el vapor de agua, a la vez que recoge radiación infrarroja emitida por la Tierra y produce efecto invernadero, también da lugar a las nubes, que reflejan la radiación del Sol antes de que ésta caliente la atmósfera o la propia Tierra.

Si el vapor de agua es una espada de doble filo a efectos del calentamiento global, ¿cuál de los dos filos es el que más corta?

Saludos,

Juan Mendos

El vapor de agua por concentración y poder radiativo es uno de los gases de efecto invernadero más potentes. Sin embargo, a diferencia de otros como el CO2, su vida media en la atmósfera es efímera, de aproximadamente sólo 10 días, porque su concentración atmosférica depende directamente de la temperatura según la función de Clausius–Clapeyron. Es decir, que en una atmósfera en equilibrio y temperatura constante, si se libera una cierta cantidad de vapor de agua, será eliminada al cabo de unos días vía condensación y precipitación. De igual forma, si se extrae una cierta cantidad de vapor de agua de esa atmósfera, la concentración se restablecerá en unos días por medio de evaporación. Por esta razón, el vapor de agua no se considera un forzamiento radiativo (por si mismo no puede variar a largo plazo la temperatura global), pero si está considerado como uno de los feedbacks (realimentaciones) más importantes del sistema. Si la temperatura de la atmósfera aumenta, la concentración de vapor de agua será mayor, amplificando a su vez el calentamiento inicial. De hecho, el feedback del vapor de agua es responsable de entorno a 1/3 del calentamiento neto resultante de duplicar la concentración de CO2, y su efecto particular es equivalente al calentamiento provocado por el aumento de CO2 en ausencia de feedbacks.

Así que el vapor de agua si se considera en modelos, cálculos y predicciones climáticas, pero no como forzamiento sino como feedback secundario.

Más y mejor en:
https://skepticalscience.com/water-vapor-greenhouse-gas-intermediate.htm
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2008GL035333

Muchas gracias de nuevo, Muri.

Déjame algo de tiempo para entender bien tu contestación e identificar con precisión qué no entiendo, pero te prometo que te contestaré.

Un saludo afectuoso,

Juan Mendos

P.S. ¿Eres asturiano? Yo sí.

Estimado Muri:

Entiendo que la función temperatura de la atmósfera tiene solamente un grado de libertad, que es la concentración de CO2, ya que la humedad y la temperatura, gracias a la presencia del mar, que aporta toda el agua que falte y recibe toda la que sobre, tenderán siempre a situarse en un punto de la curva de Clausius-Clapeyron.
También entiendo a qué responde lo de “forzamiento radiativo”, y lo de “realimentación” o “feedback” (variable independiente, variable no independiente).
¿Podrías, no obstante, ser un poco más preciso en lo de que “…el feedback del vapor de agua es responsable de en torno a 1/3 del calentamiento neto resultante de duplicar la concentración de CO2…”?

Gracias y saludos,
Juan Mendos

Estimado Muri:

Entiendo que la función temperatura de la atmósfera tiene solamente un grado de libertad, que es la concentración de CO2, ya que la humedad y la temperatura, gracias a la presencia del mar, que aporta toda el agua que falte y recibe toda la que sobre, tenderán siempre a situarse en un punto de la curva de Clausius-Clapeyron.
También entiendo a qué responde lo de “forzamiento radiativo”, y lo de “realimentación” o “feedback” (variable independiente, variable no independiente).
¿Podrías, no obstante, ser un poco más preciso en lo de que “…el feedback del vapor de agua es responsable de en torno a 1/3 del calentamiento neto resultante de duplicar la concentración de CO2…”?

Gracias y saludos,
Juan Mendos

La presión de vapor de un líquido como el agua se puede expresar como función de la temperatura según la ecuación de Clausius-Clapeyron. Básicamente lo que nos dice es que la presión (contenido) de vapor de agua en la atmósfera es directamente proporcional a la temperatura de forma exponencial:



Representa la presión de vapor de de equilibrio entre vapor de agua a la derecha de la línea y el agua líquida a la izquierda en función de la temperatura (K). Cuanto mayor es la temperatura mayor es la presión de agua en forma de vapor y menor en forma líquida. Por tanto, todo factor "externo" al sistema capaz de variar la temperatura del mismo provocará una variación en el contenido de vapor de agua que a su vez influirá en la temperatura del sistema por su capacidad de re-radiar radiación infrarroja procedente de la superficie terrestre. Si la cantidad de energía en el sistema aumenta por un incremento en la actividad solar o se ralentiza la evacuación de energía infrarroja por aumento de algún gas de efecto invernadero, la temperatura aumentará y con ella el contenido atmosférico de vapor de agua que amplificará el aumento inicial.   

En cuanto a lo de "…el feedback del vapor de agua es responsable de en torno a 1/3 del calentamiento neto resultante de duplicar la concentración de CO2…”, quería decir que si la duplicación de la concentración atmosférica de CO2 provoca un aumento directo de +1ºC en la temperatura media global por su efecto invernadero, la amplificación por el feedback del vapor de agua supone un aumento extra de +1ºC y el resto de feedbacks asociacdos (e.g. reducción del albedo por reducción de la banquisa ártica) suman otro +1ºC. Por tanto, el feedback del agua supondrá 1/3 del incremento neto en equilibrio de la temperatura debida a la duplicación del CO2.

La ciencia (y por ende todos nosotros) está a cien años de distancia de entender realmente  los efectos del vapor de agua en el cambio climático.

Sólo sentimos que ayuda a moderar el clima de alguna manera.

En Las Vegas, con atmósfera seca, las noches son heladas (y hay que pasarlas en el calorcete de los casinos), mientras en Miami (territorio húmedo) las noches son de clima agradable, para estar con la novia en la playa.

Soy científico de profesión, lo suficiente para conocer los límites de la ciencia y para apreciar la realidad corporal.

Insistir en este momento en que se pueden hacer ecuaciones o modelos de la influencia del vapor de agua atmosférico en el cambio climático, es digno del bandolero científico-climático Michael Mann.
 

Soy científico de profesión, lo suficiente para conocer los límites de la ciencia y para apreciar la realidad corporal.

Permítame que lo dude fuertemente.

Estimado AlejandroGP:
Muchas gracias por tu interés en mis mensajes (y los de Muri).
Yo no llegué a científico. Sólo a Ingeniero de Caminos Canales y Puertos por la Escuela de Madrid, con especialidad de Hidráulica y Energética, Promoción de 197X.
Por tanto, con la debida humildad, opino que si nadie se atreve a plantear ecuaciones y modelos de fenómenos físicos que desconocemos, para luego someterlos al juicio inapelable de la realidad, no avanzaremos ni un milímetro.
Reconozco que mis conocimientos acerca de los fenómenos que influyen o pueden influir en el llamado "cambio climático" son muy escasos. Lo que no he hecho todavía es recibir el bautismo de la Supersantísima Iglesia Católica del Cambio Climático, por lo que no profeso la fe correspondiente, aún a riesgo de ser tildado de casi todo lo malo del mundo, pero tampoco profeso la fe contraria. Estoy en la posición de intentar comprender mejor la cuestión antes de inclinarme a un lado o al otro sin estar completamente seguro. Dada la complejidad del problema, es muy posible que no llegue nunca a una certeza.
Un saludo,
Juan Mendos

Estimado Muri:
Gracias por tu nueva aportación. Ya había entendido lo de la ley de Clausius-Clapeyron. Ahora comprendo también lo que querías decir con lo del 1/3 del calentamiento...
Ahora me gustaría pasar al CO2, pero si piensas que soy un pelmazo y un abusón, y no quieres seguir con el asunto, por favor mándame a paseo y me iré inmediatamente.

El mar y la ley de Clausius-Clapeyron dejan en manos del CO2 la determinación de la temperatura de la atmósfera.
Parece que no hay forma de que el CO2 aportado antropogénicamente a la atmósfera tenga un contrapeso que lo haga desaparecer, salvo que sea cierto lo siguiente:

El mar tiene un pH alcalino, lo cual significa que contiene aniones OH—en cantidades inmensas.

El mar también contiene cationes cálcicos Ca++ (y otros, por ejemplo, magnésicos) en cantidades también inmensas.

El mar disuelve CO2 de la atmósfera, y tanto más cuanto mayor sea la concentración de CO2 en ella.

Se produce la siguiente reacción:

CO2 + Ca++ 2(OH) — = CO3Ca + H2O

El carbonato cálcico, insoluble, precipitará. Nuestro CO2 ha acabado en el fondo del mar.

¿Cuándo acabará este proceso de “sumergir” CO2?

Pues cuando se acabe el CO2 de la atmósfera o el mar pierda todos los cationes cuyos carbonatos sean insolubles, o por otras razones que, de momento, no se me ocurren.

Los cationes cálcicos y magnésicos llegan al mar arrastrados por los ríos que, a su vez, los obtienen directamente de las rocas calcáreas, con lo que podemos dar por inagotable la provisión de dichos cationes en el mar.

Pero, ¿y el CO2? ¿Qué pasaría si dejamos de producir CO2 antropogénico y se nos acaba el no antropogénico? ¿Hay algún productor no antropogénico de CO2? ¿Tiene un freno natural la reacción anterior?

¿Qué pasa con la temperatura si empieza a disminuir la concentración de CO2? Pues que empezará a bajar por menor efecto invernadero. Dado que la reacción anterior es endotérmica, la bajada de temperatura la frenará, añadiendo tal efecto al freno que también supone la disminución de la concentración de CO2 en la atmósfera, lo que significa que la reacción se irá deteniendo asintóticamente a determinada temperatura y dejará de desaparecer CO2 de la atmósfera.

Racibe un afectuoso saludo,
Juan Mendos

Estimado Muri:
¿Puedo esperar que contestes a mi último comentario?
Gracias y saludos,
Juan Mendos

Estimado Muri:
Gracias por tu nueva aportación. Ya había entendido lo de la ley de Clausius-Clapeyron. Ahora comprendo también lo que querías decir con lo del 1/3 del calentamiento...
Ahora me gustaría pasar al CO2, pero si piensas que soy un pelmazo y un abusón, y no quieres seguir con el asunto, por favor mándame a paseo y me iré inmediatamente.

El mar y la ley de Clausius-Clapeyron dejan en manos del CO2 la determinación de la temperatura de la atmósfera.
Parece que no hay forma de que el CO2 aportado antropogénicamente a la atmósfera tenga un contrapeso que lo haga desaparecer, salvo que sea cierto lo siguiente:

El mar tiene un pH alcalino, lo cual significa que contiene aniones OH—en cantidades inmensas.

El mar también contiene cationes cálcicos Ca++ (y otros, por ejemplo, magnésicos) en cantidades también inmensas.

El mar disuelve CO2 de la atmósfera, y tanto más cuanto mayor sea la concentración de CO2 en ella.

Se produce la siguiente reacción:

CO2 + Ca++ 2(OH) — = CO3Ca + H2O

El carbonato cálcico, insoluble, precipitará. Nuestro CO2 ha acabado en el fondo del mar.

¿Cuándo acabará este proceso de “sumergir” CO2?

Pues cuando se acabe el CO2 de la atmósfera o el mar pierda todos los cationes cuyos carbonatos sean insolubles, o por otras razones que, de momento, no se me ocurren.

Los cationes cálcicos y magnésicos llegan al mar arrastrados por los ríos que, a su vez, los obtienen directamente de las rocas calcáreas, con lo que podemos dar por inagotable la provisión de dichos cationes en el mar.

Pero, ¿y el CO2? ¿Qué pasaría si dejamos de producir CO2 antropogénico y se nos acaba el no antropogénico? ¿Hay algún productor no antropogénico de CO2? ¿Tiene un freno natural la reacción anterior?

¿Qué pasa con la temperatura si empieza a disminuir la concentración de CO2? Pues que empezará a bajar por menor efecto invernadero. Dado que la reacción anterior es endotérmica, la bajada de temperatura la frenará, añadiendo tal efecto al freno que también supone la disminución de la concentración de CO2 en la atmósfera, lo que significa que la reacción se irá deteniendo asintóticamente a determinada temperatura y dejará de desaparecer CO2 de la atmósfera.

Racibe un afectuoso saludo,
Juan Mendos

 

Pedazo de clase magistral de química. Así si da gusto leer. Hacia falta alguien con cierto grado de formación académica.

Gracias por tu esfuerzo. Un saludo.

Pero, ¿y el CO2? ¿Qué pasaría si dejamos de producir CO2 antropogénico y se nos acaba el no antropogénico? ¿Hay algún productor no antropogénico de CO2? ¿Tiene un freno natural la reacción anterior?

¿Qué pasa con la temperatura si empieza a disminuir la concentración de CO2? Pues que empezará a bajar por menor efecto invernadero. Dado que la reacción anterior es endotérmica, la bajada de temperatura la frenará, añadiendo tal efecto al freno que también supone la disminución de la concentración de CO2 en la atmósfera, lo que significa que la reacción se irá deteniendo asintóticamente a determinada temperatura y dejará de desaparecer CO2 de la atmósfera.

La emisión de CO₂ antropogénico, en tiempo geológico, es prácticamente nada. Y sin embargo, en la atmósfera terrestre ha habido concentraciones de CO₂ en cantidades que han permitido la vida (incluso exuberante en ciertos periodos geológicos). Y, simultáneamente se han producido ambas reacciones. Es decir, la de precipitación del carbonato de calcio y el de la disolución del carbonato de calcio. Son reacciones reversibles.

A lo que apuntan las predicciones de incremento de CO₂ es que se formarán iones bicarbonato acidificando el agua del mar.

Entiendo que debe haber una situación de equilibrio en los procesos de precipitación y disolución de carbonatos para cada temperatura media global y concentraciones de CO₂. Es decir, el mar no secuestrará todo el CO₂ atmosférico. No lo ha hecho antes, y no lo hará ahora porque están las situaciones de equilibrio (retroalimentaciones).

También hay que tener en cuenta que los volcanes, seres vivos, y otras reacciones químicas (de origen orgánico e inorgánico, siguen emitiendo CO₂ a la atmósfera.