EFEK RUMAH KACA & AKIBATNYA

Ketika udara Jakarta semakin panas, banyak orang, komentator, pengamat, atau yang disebut pakar mengatakan bahwa hal ini akibat dari pemanasan global yang mengakibatkan terjadinya efek rumah kaca. Hal ini banyak benarnya. Hanya saja ketika para komentator tersebut memberi komentarnya, jarang atau hampir tidak ada yang memberi penjelasan tentang apa sebenarnya efek rumah kaca itu dan bagaimana terjadinya.

Efek rumah kaca atau dalam bahasa asingnya dikenal dengan istilah green house effect adalah suatu fenomena dimana gelombang pendek radiasi matahari menembus atmosfer dan berubah menjadi gelombang panjang ketika mencapai permukaan bumi. Setelah mencapai permukaan bumi, sebagian gelombang tersebut dipantulkan kembali ke atmosfer. Namun tidak seluruh gelombang yang dipantulkan itu dile­-pas­kan ke angkasa luar. Sebagian gelombang panjang dipantulkan kembali oleh lapisan gas rumah kaca di atmosfer ke permukaan bumi. Gas rumah kaca adalah gas-gas di atmosfer yang memiliki kemampuan untuk menyerap radiasi matahari yang dipantulkan oleh bumi sehingga bumi menjadi semakin panas.

Perubahan panjang gelombang ini terjadi karena radiasi sinar matahari yang datang ke bumi adalah gelombang pendek yang akan memanaskan bumi. Secara alami, agar tercapai keadaan setimbang dimana keadaan setimbang di permukaan bumi adalah sekitar 300 K, panas yang masuk tadi didinginkan. Untuk itu sinar matahari yang masuk tadi harus diradiasikan kembali. Dalam proses ini yang diradiasikan adalah gelombang panjang infra merah.

Proses ini dapat berlangsung berulang kali, sementara gelombang yang masuk juga terus menerus bertambah. Hal ini mengakibatkan terjadinya akumulasi panas di atmosfer, sehingga suhu permukaan bumi meningkat. Hasil penelitian menyebutkan bahwa energi yang masuk ke permukaan bumi: 25 % dipantulkan oleh awan atau partikel lain di atmosfir, 25 % diserap awan, 46 % diabsorpsi permukaan bumi, dan sisanya yang 4 % dipantulkan kembali oleh permukaan bumi (beberapa penelitian memberikan hasil yang berbeda).

Efek rumah kaca itu sendiri terjadi karena naiknya konsentrasi gas CO2 (karbondioksida) dan gas-gas lainnya seperti sulfur dioksida (SO2), nitrogen oksida (NO), nitrogen dioksida (NO2), gas metan (CH4), kloroflourokarbon (CFC) di atmosfir. Kenaikan konsentrasi CO2 itu sendiri disebabkan oleh kenaikan berbagai jenis pemba-karan di permukaan bumi seperti pembakaran bahan bakar minyak (BBM), batu bara, dan bahan-bahan organik lainnya yang melam-paui kemampuan permukaan bumi antuk mengabsorpsinya. Bahan-bahan di permukaan bumi yang berperan aktif untuk mengabsorpsi hasil pembakaran tadi ialah tumbuh-tumbuhan, hutan, dan laut. Jadi bisa dimengerti bila hutan semakin gundul, maka panas di permukaan bumi akan naik.

Energi yang diabsorpsi dipantulkan kembali dalam bentuk radiasi infra merah oleh awan dan permukaan bumi. Hanya saja sebagian sinar infra merah tersebut tertahan oleh awan, gas CO2, dan gas lainnya sehingga kembali ke permukaan bumi. Dengan meningkatnya konsentrasi gas CO2 dan gas-gas lain di atmosfer maka semakin banyak pula gelombang panas yang dipantulkan bumi diserap atmosfer. Dengan perkataan lain semakin banyak jumlah gas rumah kaca yang berada di atmosfer, maka semakin banyak pula panas matahari yang terperangkap di permukaan bumi. Akibatnya suhu permukaan bumi akan naik.

Dengan meningkatnya suhu permu-kaan bumi akan mengakibatkan perobahan iklim yang tidak biasa. Selain itu hutan dan ekosistem pun akan terganggu. Bahkan dapat mengakibatkan hancurnya gu-nung-gunung es di kutub yang pada akhirnya akan menga-kibatkan naiknya permukaan air laut sekaligus menaikkan suhu air laut.

Fenomena efek rumah kaca atau green house effect ini pertama kali ditemukan oleh fisikawan Perancis Joseph Fourier pada 1824 dan di-buktikan secara kuantitatif oleh Svante Arrhenius pada 1896. Penyebutan nama efek rumah kaca sebenarnya didasar-kan atas peristiwa alam yang mi-rip dengan yang terjadi di rumah kaca yang biasa digunakan untuk kegiatan pertanian dan perkebunan untuk menghangatkan tanaman di dalamnya. Panas yang masuk ke dalam rumah kaca akan sebagian terperangkap di dalamnya, tidak dapat menembus ke luar kaca, sehingga menghangatkan seisi rumah kaca tersebut.

Dalam bahasa yang sederhana, proses terjadinya efek rumah kaca adalah demikian: panas matahari merambat dan masuk ke permukaan bumi. Kemudian panas matahari tersebut akan dipantulkan kembali oleh permukaan bumi ke angkasa melalui atmosfer. Sebagian panas matahari yang dipantulkan tersebut akan diserap oleh gas rumah kaca yang berada di atmosfer. Panas matahari tersebut kemudian terperangkap di permukaan bumi, tidak bisa melalui atmosfer. Sehingga suhu bumi menjadi lebih panas.

Sudah disebutkan diatas bahwa efek rumah kaca terjadi karena emisi gas rumah kaca. Meningkatnya gas rumah kaca tersebut dikontribusi oleh hal-hal berikut:

Energi

Pemanfaatan berbagai macam bahan bakar fosil atau BBM (bahan bakar minyak) memberi kontribusi besar terhadap naiknya konsentrasi gas rumah kaca, terutama CO2. Kita lihat mayoritas kendaraan bermotor masih menggunakan BBM. Pabrik-pabrik pun juga. Selain BBM, yang paling banyak menghasilkan gas rumah kaca adalah batu bara yang melebihi BBM. Sebagai gambaran, untuk menghasilkan energi sebesar 1 KWh, pembangkit listrik yang meng-hasilkan batu bara mengemisi gas rumah kaca sekitar 940 gr CO2, sementara pembangkit listrik yang menggunakan minyak bumi untuk menghasilkan energi yang sama menghasilkan emisi gas rumah kaca sekitar 581 sampai dengan 798 gr CO2. Sedangkan pengemisi terbesar adalah industri dan transportasi.

Kehutanan

Salah satu fungsi hutan adalah sebagai penyerap emisi gas rumah kaca. Karena hutan dapat mengubah CO2 menjadi O2. Sehingga perusakan hutan akan memberi kontribusi terhadap naiknya emisi gas rumah kaca.

Pertanian dan Peternakan

Di sektor ini emisi gas rumah kaca dihasilkan dari pemanfaatan pupuk, pembusukan sisa-sisa pertanian dan pembusukan kotoran-kotoran ternak, dan pembakaran sabana. Di sektor pertanian, gas metan (CH4) yang paling banyak dihasilkan.

Sampah

Sampah adalah salah satu kontributor besar bagi ter-bentuknya gas metan (CH4), karena aktivitas manusia sehari-hari.

Sejauh ini kita masih melihat efek rumah kaca sebagai hal yang merugikan manusia, namun tidak demikian sebenarnya. Tanpa efek rumah kaca, bumi kita ini akan sangat dingin seberti bukit es. Efek rumah kacalah yang membuat bumi ini hangat dan laik huni. Hanya saja sebisa mungkin harus ditekan naiknya gas rumah kaca yang akan meningkatkan efek rumah kaca agar suhu bumi tidak semakin panas. Efek rumah kaca sudah banyak diman-faatkan di Eropa oleh para petani, terutama di musim dingin agar tanamannya tetap hangat. IPB pun melalui Pusat Pengembangan Ilmu Teknik untuk Pertanian Tropika (CREATA) sudah ikut memanfaatkan teknologi efek rumah kaca dengan membuat alat pengering berben-tuk limas segi enam yang diberi nama ELC-05.

Selain menyebabkan efek rumah kaca, beberapa gas polutan yang telah kita sebutkan di atas juga berpotensi menyebabkan penipisan lapisan ozon, yang akan menye-babkan semakin banyak sinar ultra violet masuk ke permukaan bumi yang diduga dapat menyebabkan kanker kulit, penyakit katarak, menurunnya kekebalan tubuh, bahkan menurunkan hasil panen. Salah satu yang sangat berperan dalam penipisan lapisan ozon adal kloroflo-rokarbon (CFC) yang masih banyak kita jumpai dipasang di AC, walaupun sudah dilarang pemerintah. (Gilbert Hutauruk – SBTI)

Iklan

Perdebatan penyebab Global Warming masih “seru”

 

Bencana Alam, Environment |
:
, ,

globalwarming.jpgKetika menuliskan Global warming ‘ngga bisa’ dicegah ! tentunya banyak yang heran dan menganggap aku ngga konsen dengan lingkungan. Sebenernya bukan itu maksud saya menuliskan mengapa Global Warwing takbisa dicergah. Yang lebih penting perlu diketahui adalah bahwa yang diperlukan adalah bagaimana persiapan dan kesiapan kita “menyambut” kedatangan perubahan iklim. Persiapan “menyambut” ini lebih penting dari mencoba mencegahnya.

Nah kali ini Pak Awang H Satyana kawan dari BPMIGAS berdiskusi tentang bagaimana Global Warming ini telah menjadi sebuah “perdebatan” seru antara yang mempercayai disebabkan oleh ulah manusia dan mereka yang percaya GW hanyalah proses alami. KEdua kubu tentunya saling “melempar” hasil penemuannya.

Kata Pak Awang akhir tahun lalu, telah mendiskusikan soal penyebab pemanasan global saat ini (current global warming) apakah disebabkan alam (natural) atau manusia (man-made). Pak Awang selanjutnya menceritakan baru saja selesai membaca buku Al Gore (2006) : An Inconvenient Truth : the Planetary Emergency of Global Warming and What We Can Do about It – Rodale, New York. Ini buku yang sangat bagus, ilmiah, sederhana dalam penjelasan, santun dalam mengelola perbedaan pendapat, dan mudah dipahami. Di dalamnya banyak sekali foto2 spektakular dan info grafis yang baik sekali. Tentu Gore punya akses luas selama delapan tahun (1992-2000) sebagai wakil presiden AS ke lembaga-lembaga ilmiah di Amerika dalam mengumpulkan data yang ditampilkan dalam buku setebal 327 halaman ini. Buku ini sekaligus juga menjadi semacam otobiografi Al Gore karena Gore menganalogikan kepeduliannya kepada lingkungan sebagaimana kepeduliannya kepada keluarganya.

Buku ini merupakan the 1st New York Times Bestseller. Buku ini juga merupakan pendamping (companion) film DVD berjudul sama yang diapresiasi dengan the Academy Award untuk the best documentary feature. Usaha pembelaan linkungan Al Gore selama ini pun diganjar dengan Hadiah Nobel untuk perdamaian.

Al Gore sangat memahami perbedaan pendapat soal penyebab gobal warming. Di bawah kepemimpinan George Bush-Dick Chenney semua yang diprakarsai soal lingkungan selama masa Clinton-Gore benar2 dibalikkan. Secara ringkas, bisa dikatakan bahwa Clinton-Gore berpendapat bahwa global warming adalah masalah serius akibat manusia, sementara Bush-Chenney memandang remeh global warming dan bukan karena manusia. Di dalam buku ini, diakomodasi perbedaan2 pendapat itu, ditampilkan fakta2nya, dengan pembahasan yang menurut saya : santun.

sunspot.gifSecara mudah perubahan iklim di bumi dapat dipikirkan adanya tiga penyebab, masing-masing berpikiran berdasarkan atas proses-proses yang terjadi bersamaan (korelasional) yaitu antara lain :

  • Akibat ulah manusia
  • Akibat perubahan sistem dari dalam bumi sendiri
  • Perubahan dari luar (astronomical) , misalnya perubahan sun-spot seperti disebelah kanan ini.

Pak Awang kali ini tak akan mengulas buku Al Gore terbaru itu, tetapi ingin “membenturkannya” dengan buku terbaru dari Sorokhtin et al. (2007) : Global Warming and Global Cooling : Evolution of Climate on Earth – Elsevier Amsterdam, yang ulasannya ditulis oleh Lee Gerhard di AAPG Bulletin edisi Desember 2007. Sorokhtin dkk menulis buku ini dengan prinsip “starting from first principles when examining a controversial topic is always a good approach“. Mereka mengakomodasi prinsip ini dengan ekstrim. Mereka memulai dengan teori komprehensif asal fisik dan atmosfer Bumi berdasarkan prinsip2 fisika dan geokimia. Mereka mengkuantifikasi proses2 ini dan memunculkan teori adiabatik evolusi Bumi. Perubahan iklim skala besar didekati oleh teori adiabatik evolusi atmosfer dan iklim, sementara perubahan skala kecilnya dikontrol oleh gerakan benua, daur Milankovitch, dan produk sinar Matahari.

Adiabatic Process

Sorokhtin dan kawan-kawannya menolak hipotesis bahwa global warming akibat manusia (anthropogenic). Menurut mereka, berdasarkan teori adiabatik ini, emisi gas CO2 dan gas rumah kaca lainnya yang luar biasa besarnya pun tak akan mengubah temperatur atmosfer global. Mereka juga menolak teori gas rumah kaca sebagai penyebab perubahan iklim. Menurut perhitungan berdasarkan teori adiabatik, mereka menyimpulkan bahwa di dalam waktu 600 juta tahun, kandungan oksigen di dalam atmosfer akan menyebabkan temperatur global meningkat menjadi 80 C, sehingga Bumi tak akan layak dihuni seperti sekarang.

( “Teori termodinamika tentang adiabatis udah lupa je pakdhe “

adiabatik.jpgTeori adiabatic ini mengacu pada teori termodinamika pada siklus kimiawi dari bumi itu sendiri. Rumitnya kandungan-kandungan gas didalam bumi sendirilah yang membuat perubahan siklus-siklus yang tidak sederhana. Proses adiabatis (no 3 dalam gambar disebelah ini) dahulu dipelajari ketiaka berbicara soal perubahan temperatur dan volume. Dalam proses adiabatik ini tidak ada kalor yang masuk maupun keluar, jadi teorinya bukan karena adnya penambahan kalor dari matahari seperti dalam gambar diatas. Proses adiabatis ini mestinya dipelajari sewaktu belajar teori thermodinamika kan ?

Sorokhtin dkk (2007) telah menantang teori gas rumah kaca sebagai penyebab perubahan iklim sebab menurut mereka teori ini masih belum cukup menjelaskan perubahan itu karena itu mereka menampilkan teori alternatif berupa teori adiabatik yang didasarkan kepada sistem dinamika Bumi.

Manakah yang benar antara Gore (2006) dan Sorokhtin et al. (2007) ? Kita bisa mengumpulkan informasi dan menganalisisnya sendiri serta menentukan pendapat pribadi. Pak Awang juga mengutipkan dua miskonsepsi dari Gore (2006) dari 10 miskonsepsi tentang global warming.

Misconception 1 “Scientists disagree about whether humans are causing the earth’s climate to change.” (hal. 308).
Komentar Al Gore : “In fact, there is strong scientific consensus that human activities are changing the Earth’s climate. Scientists overwhelmingly agree that the earth is getting warmer, that this trend is caused by people, and that if we continue to pump greenhouse gases into the atmosphere, the warming will be increasingly harmful.”

Misconception 3Climate naturally varies over time, so any change we’re seeing now is just part of a natural cycle.” (hal. 312).
Komentar Al Gore : “Climate does not naturally (extremely) change. By studying tree rings, lake sediments, ice cores, and other natural features that provide a record of past climates, scientists know that changes in climate, including abrupt changes, have occurred throughout history. But these changes all took place with natural variations in carbon dioxide levels that were smaller than the ones we are now causing. Cores taken from deep in the ice of Antarctica show that carbon dioxide levels are higher now than they have been at any time in the last 650,000 years, which means we are outside the realm of natural climate variation. More CO2 in the atmosphere means warming temperatures.

Di luar perdebatan itu, yang terbaik yang kita lakukan adalah mendukung dan melaksanakan secara pribadi dan keluarga usaha2 untuk menghemat energi. Sekecil apapun usaha ke arah itu akan tetap lebih baik dibandingkan ketidakpedulian. Hal2 kecil berikut adalah contoh usaha2 yang bisa kita lakukan : jangan boros menggunakan listrik di rumah, jangan boros menggunakan BBM, jangan boros menggunakan kertas. Usaha kecil yang akan berarti besar bila dilakukan konsisten dan masal.

PENYEBAB GLOBAL WARMING?

Efek rumah kaca

Segala sumber energi yang terdapat di Bumi berasal dari Matahari. Sebagian besar energi tersebut dalam bentuk radiasi gelombang pendek, termasuk cahaya tampak. Ketika energi ini mengenai permukaan Bumi, ia berubah dari cahaya menjadi panas yang menghangatkan Bumi. Permukaan Bumi, akan menyerap sebagian panas dan memantulkan kembali sisanya. Sebagian dari panas ini sebagai radiasi infra merah gelombang panjang ke angkasa luar. Namun sebagian panas tetap terperangkap di atmosfer bumi akibat menumpuknya jumlah gas rumah kaca antara lain uap air, karbon dioksida, dan metana yang menjadi perangkap gelombang radiasi ini. Gas-gas ini menyerap dan memantulkan kembali radiasi gelombang yang dipancarkan Bumi dan akibatnya panas tersebut akan tersimpan di permukaan Bumi. Hal tersebut terjadi berulang-ulang dan mengakibatkan suhu rata-rata tahunan bumi terus meningkat.

Gas-gas tersebut berfungsi sebagaimana kaca dalam rumah kaca. Dengan semakin meningkatnya konsentrasi gas-gas ini di atmosfer, semakin banyak panas yang terperangkap di bawahnya.

Sebenarnya, efek rumah kaca ini sangat dibutuhkan oleh segala makhluk hidup yang ada di bumi, karena tanpanya, planet ini akan menjadi sangat dingin. Dengan temperatur rata-rata sebesar 15 °C (59 °F), bumi sebenarnya telah lebih panas 33 °C (59 °F) dengan efek rumah kaca[3] (tanpanya suhu bumi hanya -18 °C sehingga es akan menutupi seluruh permukaan Bumi). Akan tetapi sebaliknya, akibat jumlah gas-gas tersebut telah berlebih di atmosfer, pemanasan global menjadi akibatnya

Efek umpan balik

Efek-efek dari agen penyebab pemanasan global juga dipengaruhi oleh berbagai proses umpan balik yang dihasilkannya. Sebagai contoh adalah pada penguapan air. Pada kasus pemanasan akibat bertambahnya gas-gas rumah kaca seperti CO2, pemanasan pada awalnya akan menyebabkan lebih banyaknya air yang menguap ke atmosfer. Karena uap air sendiri merupakan gas rumah kaca, pemanasan akan terus berlanjut dan menambah jumlah uap air di udara hingga tercapainya suatu kesetimbangan konsentrasi uap air. Efek rumah kaca yang dihasilkannya lebih besar bila dibandingkan oleh akibat gas CO2 sendiri. (Walaupun umpan balik ini meningkatkan kandungan air absolut di udara, kelembaban relatif udara hampir konstan atau bahkan agak menurun karena udara menjadi menghangat). Umpan balik ini hanya dapat dibalikkan secara perlahan-lahan karena CO2 memiliki usia yang panjang di atmosfer.

Efek-efek umpan balik karena pengaruh awan sedang menjadi objek penelitian saat ini. Bila dilihat dari bawah, awan akan memantulkan radiasi infra merah balik ke permukaan, sehingga akan meningkatkan efek pemanasan. Sebaliknya bila dilihat dari atas, awan tersebut akan memantulkan sinar Matahari dan radiasi infra merah ke angkasa, sehingga meningkatkan efek pendinginan. Apakah efek netto-nya pemanasan atau pendinginan tergantung pada beberapa detail-detail tertentu seperti tipe dan ketinggian awan tersebut. Detail-detail ini sulit direpresentasikan dalam model iklim, antara lain karena awan sangat kecil bila dibandingkan dengan jarak antara batas-batas komputasional dalam model iklim (sekitar 125 hingga 500 km untuk model yang digunakan dalam Laporan Pandangan IPCC ke Empat). Walaupun demikian, umpan balik awan berada pada peringkat dua bila dibandingkan dengan umpan balik uap air dan dianggap positif (menambah pemanasan) dalam semua model yang digunakan dalam Laporan Pandangan IPCC ke Empat.

Umpan balik penting lainnya adalah hilangnya kemampuan memantulkan cahaya (albedo) oleh es. Ketika temperatur global meningkat, es yang berada di dekat kutub mencair dengan kecepatan yang terus meningkat. Bersama dengan melelehnya es tersebut, daratan atau air dibawahnya akan terbuka. Baik daratan maupun air memiliki kemampuan memantulkan cahaya lebih sedikit bila dibandingkan dengan es, dan akibatnya akan menyerap lebih banyak radiasi Matahari. Hal ini akan menambah pemanasan dan menimbulkan lebih banyak lagi es yang mencair, menjadi suatu siklus yang berkelanjutan.

Umpan balik positif akibat terlepasnya CO2 dan CH4 dari melunaknya tanah beku (permafrost) adalah mekanisme lainnya yang berkontribusi terhadap pemanasan. Selain itu, es yang meleleh juga akan melepas CH4 yang juga menimbulkan umpan balik positif.

Kemampuan lautan untuk menyerap karbon juga akan berkurang bila ia menghangat, hal ini diakibatkan oleh menurunya tingkat nutrien pada zona mesopelagic sehingga membatasi pertumbuhan diatom daripada fitoplankton yang merupakan penyerap karbon yang rendah.

Variasi Matahari

Terdapat hipotesa yang menyatakan bahwa variasi dari Matahari, dengan kemungkinan diperkuat oleh umpan balik dari awan, dapat memberi kontribusi dalam pemanasan saat ini.] Perbedaan antara mekanisme ini dengan pemanasan akibat efek rumah kaca adalah meningkatnya aktivitas Matahari akan memanaskan stratosfer sebaliknya efek rumah kaca akan mendinginkan stratosfer. Pendinginan stratosfer bagian bawah paling tidak telah diamati sejak tahun 1960, yang tidak akan terjadi bila aktivitas Matahari menjadi kontributor utama pemanasan saat ini. (Penipisan lapisan ozon juga dapat memberikan efek pendinginan tersebut tetapi penipisan tersebut terjadi mulai akhir tahun 1970-an.) Fenomena variasi Matahari dikombinasikan dengan aktivitas gunung berapi mungkin telah memberikan efek pemanasan dari masa pra-industri hingga tahun 1950, serta efek pendinginan sejak tahun 1950.

Ada beberapa hasil penelitian yang menyatakan bahwa kontribusi Matahari mungkin telah diabaikan dalam pemanasan global. Dua ilmuan dari Duke University mengestimasikan bahwa Matahari mungkin telah berkontribusi terhadap 45-50% peningkatan temperatur rata-rata global selama periode 1900-2000, dan sekitar 25-35% antara tahun 1980 dan 2000.[ Stott dan rekannya mengemukakan bahwa model iklim yang dijadikan pedoman saat ini membuat estimasi berlebihan terhadap efek gas-gas rumah kaca dibandingkan dengan pengaruh Matahari; mereka juga mengemukakan bahwa efek pendinginan dari debu vulkanik dan aerosol sulfat juga telah dipandang remeh.] Walaupun demikian, mereka menyimpulkan bahwa bahkan dengan meningkatkan sensitivitas iklim terhadap pengaruh Matahari sekalipun, sebagian besar pemanasan yang terjadi pada dekade-dekade terakhir ini disebabkan oleh gas-gas rumah kaca.

Pada tahun 2006, sebuah tim ilmuan dari Amerika Serikat, Jerman dan Swiss menyatakan bahwa mereka tidak menemukan adanya peningkatan tingkat “keterangan” dari Matahari pada seribu tahun terakhir ini. Siklus Matahari hanya memberi peningkatan kecil sekitar 0,07% dalam tingkat “keterangannya” selama 30 tahun terakhir. Efek ini terlalu kecil untuk berkontribusi terhadap pemansan global.[] Sebuah penelitian oleh Lockwood dan Fröhlich menemukan bahwa tidak ada hubungan antara pemanasan global dengan variasi Matahari sejak tahun 1985, baik melalui variasi dari output Matahari maupun variasi dalam sinar kosmis.