È vero che il vapore acqueo è il maggior contributore all’effetto serra della Terra. In media, probabilmente rappresenta circa il 60% dell’effetto di riscaldamento. Tuttavia, il vapore acqueo non controlla la temperatura della Terra, ma è invece controllato dalla temperatura. Questo perché la temperatura dell’atmosfera circostante limita la quantità massima di vapore acqueo che l’atmosfera può contenere. Se un volume d’aria contiene la sua quantità massima di vapore acqueo e la temperatura diminuisce, parte del vapore acqueo si condensa per formare acqua liquida. Questo è il motivo per cui le nuvole si formano quando l’aria calda contenente vapore acqueo sale e si raffredda ad altitudini più elevate, dove l’acqua si condensa nelle minuscole goccioline che compongono le nuvole.
L’effetto serra che ha mantenuto la temperatura della Terra ad un livello abbastanza caldo da permettere lo sviluppo della civiltà umana negli ultimi millenni è controllato da gas non condensabili, principalmente anidride carbonica, CO2, con piccoli contributi di metano, CH4, ossido di azoto, N2O, e ozono, O3. Dalla metà del 20° secolo, piccole quantità di gas prodotti dall’uomo, soprattutto solventi e refrigeranti contenenti cloro e fluoro, sono stati aggiunti al mix. Poiché questi gas non sono condensabili a temperature e pressioni atmosferiche, l’atmosfera può impacchettare molto di più di questi gas. Così, il CO2 (così come il CH4, l’N2O e l’O3) si è accumulato nell’atmosfera a partire dalla rivoluzione industriale, quando abbiamo iniziato a bruciare grandi quantità di combustibili fossili.
Se non ci fosse stato un aumento delle quantità di gas serra non condensabili, la quantità di vapore acqueo nell’atmosfera non sarebbe cambiata con tutte le altre variabili rimaste uguali. L’aggiunta dei gas non condensabili fa aumentare la temperatura e questo porta ad un aumento del vapore acqueo che aumenta ulteriormente la temperatura. Questo è un esempio di effetto di feedback positivo. Il riscaldamento dovuto all’aumento dei gas non condensabili fa entrare più vapore acqueo nell’atmosfera, che si aggiunge all’effetto dei gas non condensabili.
C’è anche la possibilità che l’aggiunta di più vapore acqueo all’atmosfera possa produrre un effetto di feedback negativo. Questo potrebbe accadere se più vapore acqueo portasse ad una maggiore formazione di nuvole. Le nuvole riflettono la luce del sole e riducono la quantità di energia che raggiunge la superficie terrestre per riscaldarla. Se la quantità di riscaldamento solare diminuisce, allora la temperatura della Terra diminuirebbe. In questo caso, l’effetto dell’aggiunta di più vapore acqueo sarebbe un raffreddamento piuttosto che un riscaldamento. Ma la copertura nuvolosa significa più acqua condensata nell’atmosfera, rendendo l’effetto serra più forte del solo vapore acqueo non condensato – fa più caldo in una giornata invernale nuvolosa che in una chiara. Così i possibili feedback positivi e negativi associati all’aumento del vapore acqueo e alla formazione di nuvole possono annullarsi a vicenda e complicare le cose. L’effettivo equilibrio tra di essi è un’area attiva della ricerca scientifica sul clima.