Volgens conventionele kennis stijgt warme lucht terwijl koude lucht daalt. Maar een studie van de Universiteit van Californië, Davis, ontdekte dat in de tropische atmosfeer, koude lucht stijgt op vanwege een over het hoofd gezien effect - de lichtheid van waterdamp. Dit effect helpt om tropische klimaten te stabiliseren en een deel van de effecten van een opwarmend klimaat te bufferen.

De studie, vandaag gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang , is een van de eersten die de ingrijpende gevolgen laat zien van het drijfvermogen van waterdamp op het klimaat en de energiebalans van de aarde.

"Het is bekend dat waterdamp een belangrijk broeikasgas is dat de planeet opwarmt, " zei senior auteur Da Yang, een assistent-professor atmosferische wetenschappen aan UC Davis en een gezamenlijke faculteitswetenschapper met het Lawrence Berkeley National Laboratory. "Maar aan de andere kant, waterdamp heeft een opdrijvend effect dat helpt om de warmte van de atmosfeer naar de ruimte af te geven en de mate van opwarming te verminderen. Zonder deze lichtheid van waterdamp, de klimaatopwarming zou nog erger zijn."

Vochtige lucht is lichter dan droge lucht onder dezelfde temperatuur- en drukomstandigheden. Dit wordt het dampdrijfeffect genoemd. Deze studie ontdekte dat dit effect koude, vochtige lucht stijgt, wolken en onweersbuien vormen in de tropen van de aarde. In de tussentijd, warm, droge lucht zakt naar een heldere hemel. De atmosfeer van de aarde straalt dan meer energie uit naar de ruimte dan anders het geval zou zijn zonder het drijfvermogen van de damp.

Uit het onderzoek bleek dat de lichtheid van waterdamp de thermische emissie van de aarde in de tropen met ongeveer 1-3 watt per vierkante meter verhoogt. Die waarde is te vergelijken met de hoeveelheid energie die wordt opgevangen door een verdubbeling van de koolstofdioxide in de atmosfeer. De berekeningen van de auteurs suggereren verder dat de stralingseffecten van het drijfvermogen van dampen exponentieel toenemen met de klimaatopwarming.

Een beter begrip van het dampdrijfvermogen en de stabiliserende rol ervan in de tropen kan ook de simulaties van wolken en onweer verbeteren, evenals klimaatmodellen, aldus de studie.

"Nu we begrijpen hoe de lichtheid van water het tropische klimaat reguleert, we zijn van plan te onderzoeken of wereldwijde klimaatmodellen dit effect nauwkeurig weergeven, " zei de hoofdauteur van de studie, Seth Seidel, een afgestudeerde student-onderzoeker aan UC Davis.