Σχετική σπουδαιότητα του διοξειδίου του άνθρακα και του νερού στο φαινόμενο θερμοκηπίου: Κουνάει η ουρά τον σκύλο;

Χρησιμοποιώντας ένα λεπτομερές ατμοσφαιρικό μοντέλο μεταφοράς ακτινοβολίας, εξάγουμε μακροσκοπικές σχέσεις της κατερχόμενης και της εξερχόμενης ακτινοβολίας μακρών κυμάτων, οι οποίες επιτρέπουν τον προσδιορισμό των μερικών παραγώγων τους ως προς τις επεξηγηματικές μεταβλητές που αντιπροσωπεύουν τα αέρια του θερμοκηπίου. Επικυρώνουμε αυτές τις μακροσκοπικές σχέσεις με τη χρήση εμπειρικών τύπων που βασίζονται σε δεδομένα κατερχόμενης ακτινοβολίας, τα οποία χρησιμοποιούνται συνήθως στην υδρολογία, και με τη χρήση δορυφορικών δεδομένων για την εξερχόμενη ακτινοβολία. Χρησιμοποιούμε τις σχέσεις και τις μερικές παραγώγους τους για να συμπεράνουμε τη σχετική σπουδαιότητα του διοξειδίου του άνθρακα και των υδρατμών στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η συμβολή του πρώτου είναι 4% - 5%, ενώ το νερό και τα σύννεφα κυριαρχούν με συμβολή 87% - 95%. Η μικρή επίδραση του διοξειδίου του άνθρακα επιβεβαιώνεται από τη μικρή, μη διακριτή επίδραση της πρόσφατης αύξησης της συγκέντρωσης του ατμοσφαιρικού CO₂ από 300 σε 420 ppm. Η επίδραση αυτή ποσοτικοποιείται σε 0,5% τόσο για την κατερχόμενη όσο και για την εξερχόμενη ακτινοβολία. Το νερό και τα σύννεφα επιτελούν επίσης άλλες σημαντικές λειτουργίες στο κλίμα, όπως η ρύθμιση της αποθήκευσης θερμότητας και του albedo, καθώς και η ψύξη της γήινης επιφάνειας μέσω της λανθάνουσας θερμότητας της εξάτμισης, συμβάλλοντας κατά 50%. Επιβεβαιώνοντας τον μείζονα ρόλο του νερού στο κλίμα, τα αποτελέσματα αυτά υποδηλώνουν ότι η υδρολογία θα πρέπει να έχει πιο σημαντικό και πιο ενεργό ρόλο στην έρευνα για το κλίμα.