*** Vapor de agua: retroalimentación radiativa

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Re: *** Vapor de agua: retroalimentación radiativa
« Respuesta #108 en: Miércoles 01 Abril 2009 12:36:07 pm »
Comparar emisión exterior de la Tierra versus emisión de capas bajas, de lal modo que la relación entre el aumento de ambos nos dará la respuesta.

PD: Más adelante calcularé todo eso, que ahora estoy muy liado, sorry.

Analicemos la diferencia:


Fuente:
http://wattsupwiththat.com/2009/03/30/lindzen-on-negative-climate-feedback/
http://eosweb.larc.nasa.gov/PRODOCS/erbe/table_erbe.html

Diferencia anual 1998-1985: 7 W/m2



Fuente:
http://www.cdc.noaa.gov/cgi-bin/data/timeseries/timeseries1.pl (ver análisis de metragirta)

1998-1985: Máximo de 2'5ºC (en la troposfera)

Según la teoría de Stephan-Boltzmann, para las cpas bajas de la Tierra encontamos que:

Por lo tanto, la emisión anual de las capas bajas de la troposfera ha aumentado en algunos casos, como máximo unos 13W/m2, casi el doble del aumento de emisión que se mide en el exterior de la Tierra. Eso significa que en los últimos años de ese intervalo se ha producido un aumento en la reabsorción+reemisión de la troposfera alta hacia abajo, de unos 6W/m2, y puesto que ese aumento de la reemisión hacia abajo (efecto invernadero) se debe al aumento de vapor de agua (niño 1998), eso significa que la retroalimentación del vapor de agua es POSITIVA. Más claro agua.

Y más todavía, puesto que unos 6W/m2 se devuelven hacia abajo, podemos decir que casi la mitad del incremento de forzamiento en capas bajas se debe probablemente a la retroalimentación radiativa del vapor de agua, ya que esos 6W/m2, contribuyen en el total de los 13. Y todo esto está en consonancia con que, en órdenes de magnitud, el efecto retroalimentativo del vapor de agua provoca que el forzamiento radiativo final sea casi el doble.

Saludos ;)

Edito: Para redondear a la alza, ya que los datos de las gráficas los cojo a ojímetro. Disculpen las molestias.
« Última modificación: Miércoles 01 Abril 2009 12:55:10 pm por vigilant »

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Re: *** Vapor de agua: retroalimentación radiativa
« Respuesta #109 en: Miércoles 01 Abril 2009 23:54:14 pm »
Hmmm ... el tiempo, y a estas horas ya ... ¡el sueño!

Veamos.

Citar
Vigilant:
No estoy de acuerdo.
1) Si el modelo se cumpliera significa que es bueno, si no se cumple significa que no es bueno.
2) Si el modelo no se cumple no significa que la retroaliemntación positiva sea falsa, sino simplemente significa que no se está modelizando bien.
3) Para saber si hay retroalimentación positiva, lo que habría que compararse no es "modelo vs realidad" para la emisión exterior, sino lo que habría que hacer es:

Comparar emisión exterior de la Tierra versus emisión de capas bajas, de lal modo que la relación entre el aumento de ambos nos dará la respuesta.

Este torpe no lo pone en duda, pero con el sueño se la escapado la explicación de por qué ese sistema es mejor que el de Lindzen, o en todo caso por qué el de Lindzen no vale. Me he quedado con el lo que habría que hacer es ..., pero sin el por qué. Y sobre todo, sin el "por qué no" a lo de Lindzen, que da una explicación tan elegante.

Pero lo que me importa es esto:

Citar
Vigilant:
Si el modelo no se cumple no significa que la retroaliementación positiva sea falsa, sino simplemente significa que no se está modelizando bien.

Pues eso. ¿Si no se estuviera modelizando bien, deberíamos estar aterrados ante lo que dicen los modelos? Quiero decir que lo que importa es juzgar los modelos, porque solo de los modelos viene el miedo. Y si nos estás proponiendo un modelo diferente, no soy yo quien para juzgarlo. Pero doctores tiene la iglesia.

Y con lo de Paltridge, tengo la sensación de que nos has dado una explicación muy buena de lo que debería de pasar. Eso te lo debemos (también). Otros dicen que no está tan claro que debería de pasar eso (aunque es verdad que meten más factores que el puro vapor de agua). Y después de todo lo de Dalton es de 1801. Espero que no haya muchos a los que les pille de sorpresa.

La cuestión es, ¿si las mediciones de Patridge (que él mismo pone en duda) fueran buenas, la retroalimentación del vapor de agua sería no positiva? Aparentemente, según el IPCC sí.

Citar
IPCC Fourth Assessment Report (Chapter 8 page 632):

    The radiative effect of absorption by water vapour is roughly proportional to the logarithm of its concentration, so it is the fractional change in water vapour concentration, not the absolute change, that governs its strength as a feedback mechanism. Calculations with GCMs suggest that water vapour remains at an approximately constant fraction of its saturated value (close to unchanged relative humidity (RH)) under global-scale warming (see Section 8.6.3.1). Under such a response, for uniform warming, the largest fractional change in water vapour, and thus the largest contribution to the feedback, occurs in the upper troposphere.

¿Podemos deducir de esto que sería muy complicado (para los modelos) un feedback positivo  de vapor de agua, con una humedad decreciente en la media y alta troposfera? Eso parece, ¿no?

Paltridge dice que según unas mediciones bastante problemáticas (globos), hay ese descenso de humedad, pero que según otras mediciones igualmente delicadas (satélites), sí pasa (más o menos) lo que debería de pasar (según los modelos). Y que urge por lo tanto tomarse muy en serio aumentar la calidad de esas mediciones para salir del charco. A mi me suena de lo más razonable. Y principalmente porque hay que controlar la calidad de esos modelos. Esa es la única manera de saber si están en lo cierto

Citar
Paltridge:
The paper did two things:
(1) It pointed out that, according to the NCEP data, the zonal-average tropical and mid-latitude humidities have decreased over the last 35 years at altitudes above the 850mb pressure level - that is, in the middle and upper troposphere, roughly above the top of the convective boundary layer. NCEP humidity information derives ultimately from the international network of balloon-borne radiosondes. And one must say immediately that radiosonde humidity data have more than their fair share of problems. So does the NCEP process of using an operational weather forecasting model to integrate the actual measurements into a meteorologically coherent set of data presented on a regular grid.

Si se confirmara esa problemática medición, ¿refutaría eso los modelos del peligroso calentamiento global antropogénico? Esa me parece la cuestión. Porque me parece que, como con cualquier hipótesis, es imprescindible establecer un esquema de falsación. Pero que al contrario de la norma, los proponentes de esta hipótesis no hacen más que escaquearse de ese deber elemental. Mi impresión.

Y gracias, Vigilant, por el esfuerzo y la tabarra.

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Re: *** Vapor de agua: retroalimentación radiativa
« Respuesta #110 en: Jueves 02 Abril 2009 15:03:52 pm »
No paro de darle vueltas a esa discrepancia entre el aumento de temperatura en todos los niveles de la troposfera y la tendencia totalmente opuesta en la humedad, con aumento en superficie y hasta 900mb y descenso en el resto y más acusado cuanto más ascendemos.

El aumento de temperaturas podría indicar el efecto de AMO+PDO+GEIs.

Pero, ¿cual es la causa de que no se refleje en altura en la humedad?

¿Rayos cósmicos? Cada vez estoy más convencido de su influencia en la formación de nubes bajas.

Arrancamos la serie de globos sonda en los 50 y 60 con la máxima actividad solar recibida, una menor entrada de rayos cósmicos y resgistros máximos de humedad. Al tener un perfil vertical de humedad continuo las precipitaciones son elevadas.

Posteriormente disminuye la actividad solar, aumenta la entrada de rayos cósmicos y aumenta la humedad en los niveles bajos, pero las precipitaciones se deben más a nubes bajas, ya que en altura no se dan registros elevados de humedad. Eso explicaría también el descenso de HR, más acusado cuanto más ascendemos.

También corroboraría es que las perturbaciones sean menos profundas que en los 50 y 60.

Es una mera hipótesis...   

 
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Re: *** Vapor de agua: retroalimentación radiativa
« Respuesta #111 en: Jueves 02 Abril 2009 15:51:27 pm »
Cita de: vigilant
Por lo tanto, la emisión anual de las capas bajas de la troposfera ha aumentado en algunos casos, como máximo unos 13W/m2, casi el doble del aumento de emisión que se mide en el exterior de la Tierra. Eso significa que en los últimos años de ese intervalo se ha producido un aumento en la reabsorción+reemisión de la troposfera alta hacia abajo, de unos 6W/m2, y puesto que ese aumento de la reemisión hacia abajo (efecto invernadero) se debe al aumento de vapor de agua (niño 1998), eso significa que la retroalimentación del vapor de agua es POSITIVA. Más claro agua.


Pues el agua esta un tanto turbia.

De entrada si definieras las variables y pusieras unidades no nos seria imposible seguir tus ecuaciones.

P de presion, P de emision, P de patata....

Lo que los señores Stephan y Boltzman decian es que la radiacion emitida por un cuerpo negro es proporcinal a la cuarta potencia de la temperatura multiplicada por su constante (la de Stephan-Boltzman),

Ahora bien la atmosfera no es un cuerpo negro, por lo que normalmente se incluye una variable llamada emisividad que falta en la ecuacion de arriba.  Que se pueda anular solo es valido si la emisividad de gases de diferente composicion es la misma en este caso (delta H2O).  Y me temo que no es asi porque hay una clara variabilidad de la emisividad de H20 con la temperatura y la banda espectral (Journal of Applied Meteorology,3:365–372), y ademas no se han tenido en cuenta variaciones adicionales debido a cambios de fase (condensacion, nubes, hielo)

Si despejamos T (temperatura) seria T= (Lw/sigma*epsilon)^(-4) y
Delta T seria (Lw_1/sigma*epsilon_1)^(-4)-(LW_0/sigma*epsilon_0)^(-4)

donde T temperatura (K),   LW radiacion (W/m^2), sigma la constante de Stephan Boltzman (W/m^2K^4) y epsilon emisividad (dimensionless).  Notacion de operaciones indices y superindices de acuerdo a notacion LaTeX

No entiendo como hay una T tanto a la derecha como a la izda en la primera ecuacion...

y luego si me pones una i subindice , este como se modifica? faltará un sumatorio o una integral.  Y por favor no me mandes al post cuatrocientos veinticinco, coma siete, porque asi no se puede seguir una conversacion.

Salud,

P


editado para añadir .... P de Patagón ?

 ;)


« Última modificación: Jueves 02 Abril 2009 15:54:05 pm por Patagon »

Desconectado vigilant

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Re: *** Vapor de agua: retroalimentación radiativa
« Respuesta #112 en: Jueves 02 Abril 2009 16:28:50 pm »
Metragirta, Peter me comentó que los datos de radiosondeos fallan un poco en la humedad en altura... No sé hasta que punto. Lo que si me parece lógico es pensar que antes de 1970 los radiosondeos no eran fiables ya que eran muy pocos, ¿no?

Pero en cualquer caso, si te fijas bien, a partir de 1970 la humedad específica aumenta en todos los niveles. Es probable que lo de antes de 1970 sea "un error".

HR se ha mantenido prácticamente constante en los últimos 20 años, lo cual está en concordancia con los modelos. Tal vez lo anterior a 1970 está magnificado por algún error, ya que esas variaciones de HR son demasiado bruscas para ser reales, bajo mi opinón (no pueden marcar una tendencia real, porque no sería sostenible ni si quiera de forma natural).

En cualquier caso, a mí me sale que HR debería disminuir muy muy ligeramente para ser consistente con todo lo demás. Lo cuál sí parece compatible con la "aparente constancia o ligera disminución" observada con los radiosondeos los últimos 30 años.

Citar
[...]
3) Para saber si hay retroalimentación positiva, lo que habría que compararse no es "modelo vs realidad" para la emisión exterior, sino lo que habría que hacer es:

Comparar emisión exterior de la Tierra versus emisión de capas bajas, de lal modo que la relación entre el aumento de ambos nos dará la respuesta.

Este torpe no lo pone en duda, pero con el sueño se la escapado la explicación de por qué ese sistema es mejor que el de Lindzen, o en todo caso por qué el de Lindzen no vale. Me he quedado con el lo que habría que hacer es ..., pero sin el por qué. Y sobre todo, sin el "por qué no" a lo de Lindzen, que da una explicación tan elegante.

El porqué lo había obviado porque creía que ya lo conociáis. Os comento:
Se debe comparar la variación de la la emisión de capas bajas con la variación de la emisión terrestre al exterior para comprobar sí ha habido un aumento del efecto invernadero ya que, por definición, el efecto invernadero consiste en la devolución (reemisión) de parte de la radiación de onda larga hacia abajo, de tal modo que la energía emitida en capas bajas siempre es mayor que la energía emitida al espacio exterior. De esa forma, un aumento del efecto invernadero se traduciría con un aumento de esa diferencia (exterior y capas bajas), y eso es lo que se debería medir para comprobar si ha habido un aumento positivo.

En relación con el agua, lo que se debería medir es si ese presunto aumento de la emisión en onda larga (LW) está directamente correlacionado con las fases positivas de vapor de agua (por ejemplo niño). Si es así, la conclusión sería que el vapor produce una retroalimentación positiva del efecto invernadero.

Y efectivamente, lo he comprobado y la diferencia es mayor cuanto mayor es el vapor de agua, tal y como cabía esperar ya que sino sería completamente inexplicable la temperatura actual de la Tierra (sin entrar en el tema del cambio climático), según he podido entender de lo que he leído.


Citar
Pero lo que me importa es esto:

Citar
Vigilant:
Si el modelo no se cumple no significa que la retroaliementación positiva sea falsa, sino simplemente significa que no se está modelizando bien.

Pues eso. ¿Si no se estuviera modelizando bien, deberíamos estar aterrados ante lo que dicen los modelos? Quiero decir que lo que importa es juzgar los modelos, porque solo de los modelos viene el miedo. Y si nos estás proponiendo un modelo diferente, no soy yo quien para juzgarlo. Pero doctores tiene la iglesia.

A ver si logro explicarme.

Modelos hay muchos, tantos como querramos. Un modelo no es más que un patrón matemático, basado en leyes físicas, en muchas aproximaciones y a menudo basado también en datos empíricos que lo limenta para ajustarlo, calibrarlo y validarlo (se valida con datos diferentes de los que se alimenta el modelo).

Los modelos en general son totalmente independientes. Es decir, si falla un modelo concreto, no significa que fallen todos. Además, los modelos son parciales, es decir, no son capaces (por definición) de explicarlo todo con la misma precisión.

Qué quiere decir eso, pues que, por ejemplo, un mismo modelo puede afinar muy bien la temperatura a 1000hPa y puede fallar en la precipitación, pero eso no signifia que el modelo sea "malo" o "erróneo". Eso sólo significa eso, que el modelo es bueno para una cosa y no tan bueno para otra.

Pues lo mismo sucede con la circulación general. Habrá unos modelos que afinen muy bien la temperatura media, pero fallen en las oscilaciones (amplitud térmica), otros que afinan bien la dirección del viento de las circulaciones, pero fallan en la temperatura media.... etc. Y eso no significa que los modelos sean malos, sino que significa que hay que tener cuidado y ver para que casos concretos sirven, pues es completamente imposible hacer un modelo que sirva para todo, ya que un modelo es, por definición, una aproximación parcial a la realidad, para pertender explicar y proyectar un fenómeno muy concreto. Pero será válido para lo que se hizo, si se calibra, validad y si se cumple la estacionariedad de ciertas condiciones.

En el caso concreto que nos ocupa, por un lado a mi no me preocupa excesivamente que los modelos fallen en los niveles altos de la atmósfera... en el sentido de que me quedo tranquilo porque explican bien las capas bajas de la troposfera, que son las que más nos afcetan, y dichos modelos fueron "hechos" para poder explicar dichas capas. De eso se trata la modelización: capacidad de explicar y predecir algo en concreto, no todo. Por otro lado sí me preocupa y mucho que no se modelice bien la humedad, y no porque eso signifique dudas en la teoría, sino porque eso dificulta enormemente el intentar acotar el intervalo de error de predicción (el cual sí se ha medido perfectamente, ya que se puede medir cuanto falla un modelo mediante el período de validación, que es diferente de el de alimentación).

No sé si he logrado resolver tus dudas. Ante cualquier duda, aquí me tenéis.

Citar
Y con lo de Paltridge, tengo la sensación de que nos has dado una explicación muy buena de lo que debería de pasar. Eso te lo debemos (también). Otros dicen que no está tan claro que debería de pasar eso (aunque es verdad que meten más factores que el puro vapor de agua). Y después de todo lo de Dalton es de 1801. Espero que no haya muchos a los que les pille de sorpresa.

En lo que respecta al vapor, he usado Dalton porque entiendo que es muy ilustrativo para explicar los conceptos de humedad y evaporación. No es necesario entrar en detalles técnicos modelísticos para tartar conceptualmente una variable, o incluso para estimar grosso modo alguna evolución de la misma. En ese sentido, en física siempr etrabajamos de lo más simple  alo más complejo.

Siempre pongo el ejemplo de la Tierra puntual. El modelo puntual de la Tierra con atmósfera ya es capaz de predecir bien ciertos cambios de la temperatura media global de la superficie... y eso sin introducir nada de latitudes, longitudes, ni alturas... Luego podemos ir complicando el modelo añadiendo más variables, pero siempre de lo más sencillo a lo más complicado, aumentando la capacidad predictiva, pero nunca contradiciendo aquella que se predecía con los órdenes de magnitud anteriores (mayores).

Citar
Paltridge dice que según unas mediciones bastante problemáticas (globos), hay ese descenso de humedad, pero que según otras mediciones igualmente delicadas (satélites), sí pasa (más o menos) lo que debería de pasar (según los modelos). Y que urge por lo tanto tomarse muy en serio aumentar la calidad de esas mediciones para salir del charco. A mi me suena de lo más razonable. Y principalmente porque hay que controlar la calidad de esos modelos. Esa es la única manera de saber si están en lo cierto

Citar
Paltridge:
The paper did two things:
(1) It pointed out that, according to the NCEP data, the zonal-average tropical and mid-latitude humidities have decreased over the last 35 years at altitudes above the 850mb pressure level - that is, in the middle and upper troposphere, roughly above the top of the convective boundary layer. NCEP humidity information derives ultimately from the international network of balloon-borne radiosondes. And one must say immediately that radiosonde humidity data have more than their fair share of problems. So does the NCEP process of using an operational weather forecasting model to integrate the actual measurements into a meteorologically coherent set of data presented on a regular grid.

Si se confirmara esa problemática medición, ¿refutaría eso los modelos del peligroso calentamiento global antropogénico? Esa me parece la cuestión. Porque me parece que, como con cualquier hipótesis, es imprescindible establecer un esquema de falsación. Pero que al contrario de la norma, los proponentes de esta hipótesis no hacen más que escaquearse de ese deber elemental. Mi impresión.

Y gracias, Vigilant, por el esfuerzo y la tabarra.

Efectivamente, habría que mejorar la precisión de los satélites, pero más en lo que se refiere a disminuir la fuente de errores. En cualquier caso, conceptualmente a mi me parece que está claro, lo que falta es afinar bien los números, es decir, se sabe que el vapor "calienta" pero no se sabe conc erteza cuanto. A mi grosso modo me sale que provoca un factor de orden 2 sobre el aumento del forzamiento neto sin vapor de agua.

En cuanto al esquema de falsación, sí se aplica. Lo que ocurre es que hay que distinguir entre falsar un modelo concreto y falsar una teoría. Es decir, que un modelo A basado en una teoría B sea erróneo no significa que la teoría sea falsa, ya que la misma teoría B es capaz de proponer muchísimos otros modelos.

En este caso, la teoría B está basada en otras teorías ampliamente constrastadas, por ejemplo la cuántica. Lo que ocurre es que la teoría en sí es tan inmensamente potente (la cuántica es la teoría por excelencia) que es imposible explorar todos los caminos, por lo que se debe escoger y simplificar. Por ejemplo, las ecuaciones meteorológicas de Navier-Stokes basadas en física clásica Newtoniana, son imposibles de resolver por lo que se debe aproximar (ecuación geostrófica, ciclostrófica, etc.), pero si las aproximaciones fallan no significa que Navier-Stokes falle, de hecho ésta se apoya con Newton, que es totalmente válida para escalas no cuánticas ni relativistas. Pues lo mismo ocurre con la teoría energética del clima, que se basa en cuántica, por lo que es casi imposible que falle, lo que fallarán serán las aproximaciones o interpretaciones, pero no la teoría en sí del clima.

Saludos ;)
« Última modificación: Jueves 02 Abril 2009 16:41:34 pm por vigilant »

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Re: *** Vapor de agua: retroalimentación radiativa
« Respuesta #113 en: Jueves 02 Abril 2009 16:35:02 pm »
Cita de: vigilant
Por lo tanto, la emisión anual de las capas bajas de la troposfera ha aumentado en algunos casos, como máximo unos 13W/m2, casi el doble del aumento de emisión que se mide en el exterior de la Tierra. Eso significa que en los últimos años de ese intervalo se ha producido un aumento en la reabsorción+reemisión de la troposfera alta hacia abajo, de unos 6W/m2, y puesto que ese aumento de la reemisión hacia abajo (efecto invernadero) se debe al aumento de vapor de agua (niño 1998), eso significa que la retroalimentación del vapor de agua es POSITIVA. Más claro agua.


Pues el agua esta un tanto turbia.

De entrada si definieras las variables y pusieras unidades no nos seria imposible seguir tus ecuaciones.

P de presion, P de emision, P de patata....

Lo que los señores Stephan y Boltzman decian es que la radiacion emitida por un cuerpo negro es proporcinal a la cuarta potencia de la temperatura multiplicada por su constante (la de Stephan-Boltzman),

Ahora bien la atmosfera no es un cuerpo negro, por lo que normalmente se incluye una variable llamada emisividad que falta en la ecuacion de arriba.  Que se pueda anular solo es valido si la emisividad de gases de diferente composicion es la misma en este caso (delta H2O).  Y me temo que no es asi porque hay una clara variabilidad de la emisividad de H20 con la temperatura y la banda espectral (Journal of Applied Meteorology,3:365–372), y ademas no se han tenido en cuenta variaciones adicionales debido a cambios de fase (condensacion, nubes, hielo)

Si despejamos T (temperatura) seria T= (Lw/sigma*epsilon)^(-4) y
Delta T seria (Lw_1/sigma*epsilon_1)^(-4)-(LW_0/sigma*epsilon_0)^(-4)

donde T temperatura (K),   LW radiacion (W/m^2), sigma la constante de Stephan Boltzman (W/m^2K^4) y epsilon emisividad (dimensionless).  Notacion de operaciones indices y superindices de acuerdo a notacion LaTeX

No entiendo como hay una T tanto a la derecha como a la izda en la primera ecuacion...

y luego si me pones una i subindice , este como se modifica? faltará un sumatorio o una integral.  Y por favor no me mandes al post cuatrocientos veinticinco, coma siete, porque asi no se puede seguir una conversacion.

Salud,

P


editado para añadir .... P de Patagón ?

 ;)


Si pinchas en las palabras Stefan-Boltzmann se te abre una ventana justo en el post donde esta todo explicado, incluida la demostración de la que dudas:

Según la teoría de Stephan-Boltzmann, para las cpas bajas de la Tierra encontamos que:

Saludos ;)

Desconectado Lois

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Re: *** Vapor de agua: retroalimentación radiativa
« Respuesta #114 en: Viernes 03 Abril 2009 02:23:55 am »
Gracias, Vigilant.

No voy a insistir con la discusión de lo anterior. Sería atascarse, y los puntos están más o menos claros. No digo que estén de acuerdo las diversas posturas, digo que se entienden más o menos las bases, y cada cual puede apreciar su solidez.

Por meterle aire fresco al asunto, después de rastrear un poco la blogosfera en busca de discusiones sobre el comentario de Lindzen, lo que pone hoy Luboš Motl en su sitio me parece muy buen resumen:


Citar
Luboš Motl:

Chris Colose, an AGW advocate, attempted to criticize Richard Lindzen's demonstration that positive feedbacks cannot dominate. Well, the best thing he could do was to use some alternative graphs to argue that the current models underestimate the negative feedbacks by a factor of 2-3 rather than 5-7. This factor of 2-3 corresponds to no feedbacks. Well, a multiplicative discrepancy by a factor of 2-3 is still a pretty bad rating for the models, isn't it?

And let me tell you something else, too. So far, I can't reproduce some of Richard Lindzen's numbers. For example, Richard says that we have already realized 70% of the warming resulting from the CO2 doubling. I can imagine that a more complete calculation (involving overlapping spectral lines with other gases?) gives this result. But the simple logarithmic calculation I can do gives me a different result:

    Log[385/280] / Log[560/280] = 0.46

In other words, we have made about 46% of the warming expected from doubling so far. It's almost 50%. So because it has led to something like 0.6 °C so far, assuming that we generously attribute the whole 20th century change of the global mean temperature to the CO2 enhanced greenhouse effect, we may expect that the rest of the doubling will lead to additional an 0.6 °C of warming: the total sensitivity is thus 1.2 °C per CO2 doubling, just like expected from the bare greenhouse effect. There are other, independent calculations leading to a similar value, including the calculation by Stephen Schwartz and pretty good reconstructions by Svensmark et al. who describe the 20th century temperature in terms of galactic cosmic rays, ENSO phenomena, volcanos, and a 1+ °C per century linear trend.

Note that the doubled value, 560 ppm, will be reached in 100 years from now (2109) because

    560-385 ppm = 175 ppm = 1.75 ppm x 100

and the rate around 1.75 ppm of added CO2 per year seems to be pretty constant for quite some time. In the next 100 years (2009-2109), I expect 0.6 °C warming from the increased CO2 concentrations, assuming business-as-usual for 100 more years. This contribution will be lost in the noise of many other contributions of both signs. And it makes no sense to extrapolate the calculation beyond 2109 because people in 2109 will surely make their own decisions. Moreover, it is likely that their dependence on fossil fuels may already be reduced and new technologies to produce energy (or manipulate the climate) may be available.

Richard Lindzen says that the net climate sensitivity is only 1/2 of my "neutral" value (or less) and I don't quite understand his calculation. But let's admit that it would be extremely difficult to distinguish the two figures by measurements in the 21st century because those 0.3 °C of difference are hidden in the noise of dozens of other effects.

More importantly, I think that even my "neutral" answer, 0.6 °C of warming per century, clearly poses no threat to us or other life forms on Earth. After all, we have seen the very same warming in the 20th century (our CO2 output has increased, but the effect of each CO2 molecule has dropped, because of the logarithmic law) and there have been no detectable negative consequences of it for the Earth whatsoever. It is therefore extremely awkward to expect something dramatic to happen from the same small increment repeated once again.

I may expand this text later.

Original

Por cierto, y esto ya es fuera del tema, también me ha gustado el artículo de Roy Spencer con el aparentemente sorprendente título de ... In Defense of the Greenhouse Effect, que también refleja Luboš. Pero en realidad el título solo es sorprendente en apariencia.
« Última modificación: Viernes 03 Abril 2009 02:26:26 am por Lois »

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Re: *** Vapor de agua: retroalimentación radiativa
« Respuesta #115 en: Viernes 03 Abril 2009 22:28:36 pm »
Citar
Luboš Motl:

Chris Colose, an AGW advocate, attempted to criticize Richard Lindzen's demonstration that positive feedbacks cannot dominate. Well, the best thing he could do was to use some alternative graphs to argue that the current models underestimate the negative feedbacks by a factor of 2-3 rather than 5-7. This factor of 2-3 corresponds to no feedbacks. Well, a multiplicative discrepancy by a factor of 2-3 is still a pretty bad rating for the models, isn't it?

Salvo en el fuerte Niño de 1.998 y la erupción del Pinatubo, la radiación saliente está dentro del margen previsto por los modelos, no hay ninguna infraestimación.

El resto del artículo de Lubos prescinde de las retroalimentaciones, que sabemos que existen. Aunque estoy de acuerdo en que un calentamiento adicional de 0,6ºC no sería preocupante, lo estoy por los estudios de impactos, no por la justificación que da Lubos, que es una falacia (como ya hemos subido 0,6 y no ha pasado nada, con otros 0,6 tampoco pasará nada... como he acelerado de 100 Km/h a 150 Km/h y no ha pasado nada, por pasar de 150 a 200 tampoco pasará nada...). Sin embargo, no se puede hacer una proyección climática prescindiendo de las retroalimentaciones.

Volviendo al vapor de agua, el feedback positivo se da porque la concentración de vapor es una función de la temperatura (cuando aumenta la temperatura, aumenta la presión de equilibrio entre la fase líquida y la gaseosa). Un aumento de T aumenta la energía cinética de las moléculas, de modo que se dificultan los enlaces requeridos para la condensación del gas (Clausius-Clapeyron) y, al mismo tiempo, aumentan las "colisiones" que producen la evaporación del líquido. De modo que hay un desequilibrio en el que más moléculas líquidas entran en el gas de las que se condensan hacia el agua. Por tanto, la concentración de la sustancia en forma de gas aumenta hasta que las moléculas están tan juntas que el proceso de condensación es de nuevo tan rápido como el de evaporación y se alcanza un nuevo equilibrio con una mayor concentración de la sustancia en forma de gas. Lo que calculan los modelos es que el aumento de la presión parcial (vía mayor evaporación) se produce de manera más o menos proporcional al aumento de la presión de saturación derivado del calentamiento (de modo que el resultado es una HR más o menos constante, pero los modelos no están predeterminados para fijar ninguna HR constante).

Un aumento del vapor de agua calienta a cualquier altura, el feedback es positivo en todo caso, pero se presta atención a la media-alta troposfera porque es donde más impacto radiativo tiene (donde más calienta) porque ahí prácticamente no hay vapor de agua. La única manera de que el vapor de agua fuese un feedback negativo sería un descenso del vapor total ante un aumento de temperatura, lo cual va contra la física teórica, es inconsistente con multitud de observaciones y con cualquier explicación de las variaciones climáticas históricas y contemporáneas.

Como expone Vigilant, el vapor de agua puede aumentar y sin embargo descender la HR cuando la capacidad de contención (presión de saturación) aumenta más rápido que la concentración de vapor de agua (presión parcial), estando ambas aumentando. Es decir, ante un aumento de temperatura, primero aumenta la capacidad de contención del aire según Clauisius-Clapeyron (disminuye HR, puesto que aumenta el denominador en HR=vapor real/vapor que cabe), y ese déficit higrométrico es el que hace que aumente la evaporación, según la ley de Dalton (aumenta el numerdador en HR=vapor real/vapor que cabe, volviendo HR hacia su estado inicial). Es decir, con el calentamiento, primero aumentaría el vapor que cabe (disminuye HR) y a continuación se iría llenando ese "hueco" con un aumento de vapor efectivo (aumenta HR) hasta recuperar el equilibrio dinámico.

El clima del pasado no puede explicarse por forzamiento radiativo directo del H2O, porque la concentración de agua en forma de vapor es (en primera aproximación) una función de la temperatura. Sin cambios de temperatura, cualquier perturbación externa de la cantidad de vapor se reequilibra en cuestión de días (si se evapora de más, en breve aumenta la precipitación, y si se evapora de menos, en breve aumenta la evaporación para recuperar el equilibrio entre fases). O lo que es lo mismo: en cuanto al clima, el vapor de agua no es un forzamiento, sino una retroalimentación (varía en función de la temperatura).

Soden 2005 tomó los datos de satélites porque estimó que eran más fiables que las sondas (al menos así lo comentaba expresamente en el documento). Es donde se halló ese aumento de vapor a 200-500 hPa.

La erupción del Pinatubo también permitió observar el feedback positivo del vapor de agua y su magnitud: a raíz del descenso inicial de temperaturas provocado por el mayor albedo de los aerosoles, disminuyó la concentración del vapor de agua provocando un mayor enfriamiento.

Saludos.
« Última modificación: Viernes 03 Abril 2009 22:39:43 pm por PeterPan »

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Re: *** Vapor de agua: retroalimentación radiativa
« Respuesta #116 en: Viernes 03 Abril 2009 23:35:42 pm »
Vigilant, tal y como quedamos, te dejo aquí los artículos ISI en abierto que conozco sobre este tema por si quires añadir alguno en tu primer mensaje del topic:

The Radiative Signature of Upper Tropospheric Moistening (2005)
http://www.gfdl.noaa.gov/bibliography/related_files/bjs0501.pdf

Identification of human-induced changes in atmospheric moisture content (2007)
http://www.pnas.org/cgi/reprint/0702872104v1.pdf

An analysis of satellite, radiosonde, and lidar observations of upper tropospheric water vapor from the Atmospheric Radiation Measurement Program (2004)
http://www.gfdl.noaa.gov/bibliography/related_files/bjs0401.pdf

Robust Responses of the Hydrological Cycle to Global Warming (2006)
http://www.gfdl.noaa.gov/bibliography/related_files/ih0601.pdf

Water Vapor Feedback in the Tropical Upper Troposphere:
Model Results and Observations (2003)
http://mls.jpl.nasa.gov/joe/Minschwaner_2004.pdf

Water-vapor climate feedback inferred from climate fluctuations, 2003–2008 (2008)
http://geotest.tamu.edu/userfiles/216/Dessler2008b.pdf

A Matter of Humidity (2009)
http://geotest.tamu.edu/userfiles/216/dessler09.pdf

On the Robustness of the Water Vapor Feedback: GCM Vertical Resolution and Formulation (2001)
http://ams.allenpress.com/perlserv/?request=get-document&doi=10.1175%2F1520-0442(2002)015%3C0917%3AOTROTW%3E2.0.CO%3B2

Saludos!
« Última modificación: Viernes 03 Abril 2009 23:46:08 pm por PeterPan »

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Re: *** Vapor de agua: retroalimentación radiativa
« Respuesta #117 en: Sábado 04 Abril 2009 05:37:06 am »
¿Por que el clima del pasado no puede explicarse por el forzamiento de directo del H2O?
Entiendo que la Tª fue estable historicamente y por lo tanto el clima fue inmune a retroalimentaciones tanto positivas como negativas. En el momento que las condiciones iniciales cambian independientemente de la causa deberian ser parecidos. Un aumento de la temperatura global historica aumentaria tambien la HR desencadenandose un feedback positivo ¿no?. Gracias.
« Última modificación: Sábado 04 Abril 2009 05:50:35 am por INUIT »
Sant Feliu del Raco. Barcelona. 580 msnm.Viva la tripa llena.

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Re: *** Vapor de agua: retroalimentación radiativa
« Respuesta #118 en: Sábado 04 Abril 2009 11:09:06 am »
La Tª no fue estable históricamente, sino que fluctuó a causa de variaciones orbitales, cambios de actividad solar, modificaciones en el albedo... Esos forzamientos son muy pequeños para explicar los cambios climáticos del pasado por sí mismos. Sí se explican si existe una retroalimentación positiva del sistema climático. El hecho de que el planeta no haya hervido ni se haya convertido en una bola de hielo permanente lo que implica es que la retroalimentación no es sostenida (factor de ganancia menor que 1). Se va acumulando una retroalimentación positiva cada vez menor, hasta que se alcanza un nuevo equilibrio (mayor del que hubiera correspondido al impuslo inicial por sí solo).

En el caso del vapor de agua, en principio no varía por sí mismo, así que no puede provocar un cambio climático por sí mismo. Sí que contribuye como retroalimentación a una variación inicial de temperatura (aumenta T, aumenta un poquito el vapor, aumenta otro poquito T, aumenta otro poquito el vapor, el aumento es cada vez menor en cada paso, hasta alcanzar un equilibrio). Añado: en cuanto a la HR, se supone que más o menos permanece constante, porque HR es un ratio vapor efectivo / vapor que cabe, y con un aumento de T, ambos (numerador y denominador) aumentan, se supone que proporcinalmente.

Saludos.
« Última modificación: Sábado 04 Abril 2009 11:58:02 am por PeterPan »

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Re: *** Vapor de agua: retroalimentación radiativa
« Respuesta #119 en: Sábado 04 Abril 2009 16:41:38 pm »
a ver si me da tiempo esta semana  ;D, y preparo un tema sobre osciladores caóticos e islas de estabilidad, que ya tengo ganas (aplicable a todo proceso)