Troposfeer wordt vochtiger

Satellieten meten een steeds hoger vochtgehalte in de troposfeer. Daarmee lijkt het broeikaseffect versterkt te worden.

Het watergehalte van de hoogste troposfeer-laag is de laatste twintig jaar gestegen. Dat concluderen Amerikaanse onderzoekers, aangevoerd door Brian J. Soden van de universiteit van Miami, in de online-versie van Science (6 oktober). De door satellieten waargenomen stijging van het watergehalte stemt overeen met de reconstructies van klimaatmodellen. Als hij ook door anderen wordt bevestigd zou het betekenen dat het huidige antropogene broeikaseffect de versterking kan ondergaan die allang gevreesd wordt.

De troposfeer is de dampkringlaag die zich uitstrekt van het aardoppervlak tot zo'n 11 à 12 kilometer hoog. Het is de laag waarin zich `het weer' afspeelt. Via de tropopauze gaat hij over in de kurkdroge stratosfeer die maar minimaal gas uitwisselt met de lagere lagen. Passagiersvliegtuigen verlaten de troposfeer niet.

Van alle sporengassen in de atmosfeer draagt waterdamp het meeste bij aan het – natuurlijke – broeikaseffect. Al meer dan een eeuw bestaat het besef dat waterdamp een opwarming van de aarde enorm zou kunnen versterken doordat warme lucht meer waterdamp kan bevatten. Wordt de aarde warmer dan stijgt het vochtgehalte van de atmosfeer en wordt de aarde nòg warmer, enzovoort. Dit is de `positive water vapor feedback'. Daarbij blijkt het watergehalte van de top van de troposfeer een doorslaggevende rol te spelen.

De meeste klimaatmodellen voorspellen dat het vochtgehalte van de troposfeer deze eeuw zal stijgen, en waarschijnlijk volgens het constante RV-model. In dat model blijft de relatieve vochtigheid (RV), dat is de mate van waterdampverzadiging, ruwweg op het niveau dat nu op diverse hoogten bestaat. Maar juist aan die aanname wordt door critici getwijfeld. Zij menen dat de modellen niet kunnen voorzien hoe wolkvorming en convectie (opstijging van warme luchtmassa's) zich in een opwarmende aarde gaan ontwikkelen. Het kan best droger worden in de hoge troposfeer, menen zij.

Vast staat dat de aarde al lang opwarmt en dat dit de laatste dertig jaar heel snel gaat. Vast staat ook dat op heel veel plaatsen het watergehalte van de troposfeer (per lokatie al het water in een vertikale kolom bijeengenomen) is toegenomen. Dat laatste is aangetoond door radiosondes die met weerballonnen omhoog gingen. Probleem is dat de totale watermassa in een troposfeer-kolom bijna volledig wordt bepaald door de onderste kilometers. Die zijn warm en wisselen goed uit met oceanen. Wat er in de hoogste troposferische laag gebeurt hebben radiosondes nog niet kunnen achterhalen.

Soden c.s. hebben nu de waarnemingen van zogenoemde HIRS-meters uit verschillende satellieten verzameld en gecombineerd. HIRS-meters zijn radiometers die de geringen warmtestraling analyseren die de de aarde omhoogwerpt. Bij een bepaalde golflenget (6,7 m) geven de HIRS-meters een goede indicatie van het waterdampgehalte van de bovenste troposfeer (ruwweg van 5,5 tot 11,5 km). Door hun aard meten de radiometers vooral de relatieve vochtigheid, de RV.

De onderzoekers stelden vast dat de RV sinds 1982 praktisch constant is gebleven. Tegelijk werd met ondersteuning van radiometers (MSU-apparatuur) uit ander satellieten bevestigd dat de temperatuur van die laag gestegen is. Dan moet dus ook in absolute zin het watergehalte zijn gestegen.