Siehe zu dieser Thematik bitte auch unser Clim4Edu Handbuch (PDF Datei).
Wasserdampf ist ein wichtiges Treibhausgas, denn Wasserdampf trägt am stärksten zum natürlichen Treibhauseffekt bei. Wasserdampf kann durch positive Rückkopplung eine anfängliche Erwärmung verstärken. Erwärmung führt zu vermehrter Verdunstung und warme Luft kann mehr Wasserdampf enthalten als kalte Luft; und da Wasserdampf ein Treibhausgas ist, führt dies zu einer weiteren Erwärmung.
Es kann sich jedoch nicht beliebig viel Wasserdampf in der Atmosphäre aufhalten. Dies wird durch Kondensation mit Wolken- bzw. Regenbildung verhindert.
Abbildung 61: Globale Karten der atmosphärischen Wasserdampfverteilung in verschiedenen Monaten des Jahres 2019 basierend auf den Messungen des Sentinel-5-Precursor (S5P) Satelliten. Dargestellt ist die Gesamtmenge Wasserdampf in Kilogramm Wasserdampf pro Quadratmeter. Quelle: Küchler et al., 2022.
Wenn Wasserdampf so wichtig für das Klima ist, wieso wird dann im Rahmen der Klimaproblematik immer nur CO2 erwähnt und nie Wasserdampf?
Das liegt daran, dass die Wasserdampfmenge in der Atmosphäre nicht beliebig zunehmen kann. Mehr als 100% geht nicht. Bei 100% ist die Luft maximal mit Wasserdampf gesättigt und statt weiterer Zunahme kondensiert der Wasserdampf zum Beispiel zu Wolken oder Regen (und fällt damit aus der Atmosphäre heraus). Wieviel Kilogramm Wasserdampf die Luft pro Kubikmeter enthalten kann hängt von der Temperatur ab. Je wärmer die Luft ist, je mehr Wasserdampf kann sie enthalten. Siehe hierzu auch: https://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2015/2/13.html.
Relevant ist hier auch der folgende Link, welcher auf Lernmaterialien für Schulen zum Thema Wasserkreislauf verweist: https://climate.esa.int/de/educate/climate-for-schools/water-cycle/.
Der Copernicus C3S Service Climate Data Store (https://cds.climate.copernicus.eu) stellt eine Vielzahl von Wetter- und Klima-relevanten Daten bereit, u.a. den ERA5 Reanalyse-Datensatz (https://www.ecmwf.int/en/forecasts/datasets/reanalysis-datasets/era5).
Die in Abbildung 62 gezeigt eine Analyse basierend auf ERA5. Wie man sieht, gibt es einen abnehmenden Trend der relativen Luftfeuchte.
Eine wärmere Atmosphäre kann mehr Wasserdampf speichern, und zwar etwa 7% mehr pro Grad Celsius entsprechend der Clausius-Clapeyron-Gleichung, siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Clausius-Clapeyron-Gleichung und https://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Wasserdampf.
Warum gibt es dann einen abnehmenden Trend und keinen zunehmenden Trend? Aufgrund der Erwärmung gibt es einen zunehmenden Trend – aber nicht der relativen Luftfeuchte – sondern der absoluten Luftfeuchte. Siehe hierzu auch: https://www.weforum.org/agenda/2020/12/climate-change-humidity-paradox/.
Abbildung 62: Monatliche Anomalien der relativen Luftfeuchtigkeit in Prozent global (oben) und für Europa (unten) relativ zum Bezugszeitraum 1991-2020. Quelle: https://climate.copernicus.eu/precipitation-relative-humidity-and-soil-moisture-august-2021.
Relevante ESA CCI Webseite:
https://climate.esa.int/en/projects/water-vapour/