*** Vapor de agua: retroalimentación radiativa

Retroalimentación radiativa del vapor de agua

Todos sabemos la importancia que tiene el vapor de agua en el clima global. De hecho es el gas invernadero con más concentración en la atmósfera y por tanto el más importante de la Tierra, ya que provoca un efecto invernadero del órden de +(35±5)ºC, por lo que sin él, la Tierra estaría totalmente helada.

Por ello, el vapor de agua también es esencial para poder entender los procesos relativos al incremento de forzamiento radiativo del clima futuro, es decir, es necesario conocer el alcance de cómo afecta el vapor de agua al clima futuro, con los posibles ciclos retroalimentativos entre temperatura, vapor y temperatura.


Últimos datos del vapor

- http://www.osdpd.noaa.gov/ml/spp/sharedprocessing.html#WV
- http://www.osdpd.noaa.gov/PSB/IMAGES/tpwprd.html
- http://www.ssmi.com/ssmi/ssmi_data_daily.html?
- http://www.ssmi.com/ssmi/ssmi_data_monthly.html

Datos de vapor de agua

- RCEP Reanálisis
- NVAP Browse Images
- NVAP Data Sets
- NVAP: documentos sobre la base de datos
- http://eosweb.larc.nasa.gov/HPDOCS/access_data.html
- http://eosweb.larc.nasa.gov/PRODOCS/nvap/table_nvap.html
- http://eosweb.larc.nasa.gov/HBDOCS/langley_web_tool.html (data)
- http://www.nerc-essc.ac.uk/~rpa/DATA.html
- http://www.ssmi.com/ssmi/ssmi_description.html#ssmi (data)
- Ver comentarios de humedad (metragirta) (sobre la humedad relativa)


Enlaces de interés

- Cálculo de la retroalimentación del vapor de agua con la temperatura y el CO2 (pdf)
- Fórmulas sobre evapotranspiración (pdf)
- I. M. Held & B. J. Soden (2000): Water vapor feedback and global warming
- F. Rákóczi & Z. Iványi (1999): Water vapour and greenhouse effect (pdf)
- G. G. Amedu & P. Kumar (2005): NVAP and reanalysis-2 global precipitable water products... (pdf)
- K. E. Trenberth, J. Fasullo & L. Smith: Trends and variability in column-integrated atmospheric water vapor (pdf)
- Realclimate (2005): Water vapour: feedback or forcing?
- V. Ramanathan and A. Inamdar: The radiative forcing due to clouds and water vapor (pdf)
- The Role of Water Vapor Feedback in Unperturbed Climate Variability and Global Warming (pdf)
- NOAA: The NOAA annual greenhouse gas index (AGGI)

- Satellite Finds Warming “Relative” to Humidity
- Transferencia radiativa
- Water vapour and greenhouse effect (ver fórmula)
- Cálculo de vapor de agua
- Stéphane Hallegatte (2005): The influence of the water vapor feedback on the climate
response to the Pinatubo eruption.

- Calentamiento por efecto antropogénico + natural (con acceso a datos)
- Seguimiento de la temperatura global (con acceso a datos)
- Seguimiento de la precipitación global (con acceso a datos)
- Predictibilidad de los índices oceánicos (con acceso a datos)


Efecto invernadero del vapor de agua según F. Rákóczi & Z. Iványi


Fuente: F. Rákóczi & Z. Iványi (1999): Water vapour and greenhouse effect

Comparación de la fórmula de F. Rákóczi & Z. Iványi (1999) con la de R. Moncho (2008)

Fuente secundaria: Cálculo de la retroalimentación del vapor de agua con la temperatura y el CO2

Efecto retroalimentativo según I. M. Held & B. J. Soden (2000)

Fuente: I. M. Held & B. J. Soden (2000): Water vapor feedback and global warming

Medidas del vapor de agua


Fuente:
- G. G. Amedu & P. Kumar (2005): NVAP and reanalysis-2 global precipitable water products...

Supongo que eso estará relacionado con la corrección de los datos del NVAP


Fuente:
http://eosweb.larc.nasa.gov/GUIDE/dataset_documents/base_nvap_dataset.html

Tendencia zonal del vapor de agua:



Fuente:
- K. E. Trenberth, J. Fasullo & L. Smith: Trends and variability in column-integrated atmospheric water vapor

Reservado para información actualizada

Reservado para información actualizada

Puesto que necesito los posts para actualizar la información, quito los viejos cálculos para obtener espacio en los primeros posts.

Provisionalmente, os dejo en este pdf lo mismo que había escrito inicialmente, por si alguien quiere consultarlo, pero os comento que los cálculos actualizados son mucho más sencillos e incluso más correctos por lo que podemos prescindir totalmente de ese antiguo documento que realizamos casi sin datos.

Por cierto, hay algunos problemas con las imágenes antiguas. Disculpan las molestias.

Interesante, pero hay algo que no me termina de convencer...

En los cálculos se supone una temperatura media global que se aplicaría en todos los lugares, cuando no es así. Tampoco se ha considerado la distribución altitudinal de temperaturas. Todo esto es importante porque en el momento en el que el vapor de agua condense, ya tenemos un efecto albedo que nos puede desvirtuar todo el balance energético, vamos, creo yo...

Otra cosa que acabo de ver:

l CO2 produce un calentamiento medio de unos 0'3ºC cada 100 ppm, así pues, como primera aproximación:

∆T (x) = +0'003 · x       (ºC)

Se ha aplicado proporcionalidad lineal al efecto invernadero del CO2, cuando no creo que sea asi, me imagino..

tema apasionante vigilant, pena que uno sea de letras puras y en las fórmulas se pierda

Interesante, pero hay algo que no me termina de convencer...

En los cálculos se supone una temperatura media global que se aplicaría en todos los lugares, cuando no es así. Tampoco se ha considerado la distribución altitudinal de temperaturas. Todo esto es importante porque en el momento en el que el vapor de agua condense, ya tenemos un efecto albedo que nos puede desvirtuar todo el balance energético, vamos, creo yo...

Otra cosa que acabo de ver:

Citar

l CO2 produce un calentamiento medio de unos 0'3ºC cada 100 ppm, así pues, como primera aproximación:

∆T (x) = +0'003 · x       (ºC)

Se ha aplicado proporcionalidad lineal al efecto invernadero del CO2, cuando no creo que sea asi, me imagino..

Efectivamente, sería más correcto usar más variables (altura, latitud, etc.), así como usar la expresión logarítmica del forzamiento radiativo del CO2, pero era para no complicarlo de entrada.

Lo he comentado todo más arriba.

Vamos a realizar un cálculo muy sencillo para estimar el orden de magnitud de la humedad absoluta global y a poder ser, deducir alguna cifra significativa, orientativa. Uno de las aproximaciones más bastas que haremos es suponer que la Tierra es casi un punto, con atmósfera.

Nota: Sería mejor no suponer la tierra un punto, sino hacer el cálculo medio cogiendo los promedios en latitud, de temperatura y humedad relativa en primavera u otoño, y repetir todos los cálculos. Eso lo dejo voluntario para el lector, para que compruebe si el error que hemos cometido es importante o no. Gracias.

Además, el contenido en vapor de agua de la atmósfera será menor a más altura, no obstante, en primera aproximación, habrá una relación lineal entre el contenido de la baja troposfera y el de superficie, por lo que tendremos en cuenta esto más adelante. También hay que recordar que el mayor calentamiento se está produciendo a nivel de superficie, y por tanto el dato obtenido puede ser significativo y útil

Toda función matemática tiene un primer miembro de un desarrollo de Taylor tal que es lineal.

Es decir, en primera aproximación LN(1 + x/K) = x/K

Es decir, sí que puedo hacer una aproximación lineal para x/K << 0'1

Además, siempre hay que empezar por lo más sencilla e ir complicándolo, no se puede hacer física sin empezar con la simplificación elemental de Tierra=punto=lineal porque si se empieza a considerar todos los factores que intervienen realmente tardarás años en escribir la primera ecuación y no sería operatuva, la física es práctica porque permite simplificar mucho, legítimamente.

En cuanto a la correlación T-> CO2 la hemos puesto varias veces:

+10ºC -> +100 ppm
- 10ºC -> -100 ppm

¿Por qué no te callas Mor? 

Bromas aparte, quisiera comentar brevemente un aspecto importante respecto a la relación logarítmica entre el CO₂ y la temperatura.

Es cierto que es logaritmica -lineal en primera aproximación tal y como ha explicado Vigilant (gracias por el esfuerzo Roberto y por divulgar física como sólo tú sabes hacerlo)-, pero dicha circunstancia podría cambiar si la composición atmosférica terrestre cambiara de forma importante (está por ver...), ya que al aumentar la presión y la temperatura en una atmósfera como la terrestre, la banda de absorción del carbono (actualmente centrada en los 15 micrómetros-cito de memoria) necesariamente se expandiría a otras longitudes de onda cercanas y, en definitiva, se atraparía más calor.
Esta es la razón por la que en Venus tienen ese increible efecto invernadero, con temperaturas del orden de los 400 ºC en su superficie. Allí sí que puede considerarse lineal y no logarítmica la relación temperatura-CO₂.

No estoy diciendo, como también se oye por ahí, que si sigue aumentando el efecto invernadero la Tierra se convertirá en algo parecido a Venus, lo que digo es que la modificación significativa de la composición atmosférica (proporción de sus gases) invalidaría esa relación logarítmica que de forma tan vehemente defiende Mor.

De todas formas, siempre quedan los rayos cósmicos y los ciclos de corrientes oceánicas en el Ártico para seguir justificando las décadas que haga falta la subida global de las temperaturas y el deshielo en el Ártico que vayamos observando... 

Gracias spissatus 

Volviendo al tema que plantea Aegis.

Sería muy interesante repetir los cálculos pero ahora con modelos 1-dimensionales en vez de 0-dimensionales, para latitud y altitud.

También se podría hacer aquí pero sinceramente, después de ver como desprecian algunos el trabajo de muchas horas, no creo que valga la pena profundizar más en cálculos. Tengo cosas mejores que hacer 

Además, con esas estimaciones de 0'5ºC-1'0ºC de acoplamiento CO2-Vapor, quedan justificadas ya las aproximaciones adicionales que hemos realiado en el tópic sobre variables climáticas globales, y esa era mi intención (este tópic es un cálculo hijo y paralelo al otro)

Saludos 

Vigilant si yo te critico por tu bien no dudo de tus conocimientos fisicos, bueno solo a veces 

Lo que esta claro es que si intentas representar la realidad aunque sea con ecuaciones, se ha de hacer lo más simplemente posible, sí, Pero no más de lo necesario. En esencia todo buen ingeniero sabe que a veces no se puede simplificar ni aproximar. Es la base de modelizar sistemas, lo más simples posibles, pero nunca más de lo necesario o metes la pata hasta el fondo, os guste o no 

Y podeis mandarme callar cuantas veces querais   pero sabeis que tengo razón, y precisamente en este tema del CC, el error de modelización es de dimensiones cósmicas, y hasta que ese error se subsane pienso seguir dando la murga