Efek Rumah Kaca

Pengertian Efek Rumah Kaca dan Proses Terjadinya

Pengertian Efek Rumah Kaca – Efek rumah kaca adalah fenomena alam yang bertanggung jawab atas suhu yang relatif tinggi yang ada di permukaan bumi dan di atmosfernya. Istilah ini berasal dari proses dimana rumah kaca dianggap mengumpulkan dan menahan panas.

Terjadinya efek rumah kaca

Rumah kaca adalah bangunan tempat tanaman ditanam dan disimpan. Biasanya terdiri dari hamparan besar kaca jendela yang menghadap ke arah selatan. Sinar matahari yang menghantam jendela rumah kaca melewati jendela itu dan menyinari tanah di dalam rumah kaca. Proses ini dimungkinkan karena kaca transparan terhadap sinar matahari, yaitu memungkinkan sinar matahari melewatinya.

Rumah Kaca
Rumah Kaca

Sinar matahari yang menyinari tanah di dalam rumah kaca dapat dipantulkan atau diserap oleh tanah. Sinar matahari yang diserap oleh tanah kemudian dapat dipancarkan kembali dalam bentuk gelombang panas. Ketika memantul kembali ke jendela rumah kaca, ia tidak bisa melewati jendela. Dalam kedua contoh, sinar matahari mengalami perubahan bentuk begitu memasuki melalui jendela. Jendela tidak transparan, tetapi buram, terhadap energi yang dipantulkan dan diregenerasi. Energi yang terperangkap di dalam rumah kaca kemudian digunakan untuk menaikkan suhu di dalam rumah kaca. Efek inilah yang memungkinkan rumah kaca tetap hangat meskipun suhu di luar cukup dingin.

Efek rumah kaca di atmosfer bumi

Efek yang mirip dengan yang baru saja dijelaskan juga terjadi di atmosfer Bumi. Atmosfer tidak memiliki jendela kaca, meskipun gas-gas yang membentuk atmosfer bertindak seperti jendela.

Istilah

Jendela atmosfer: Kisaran dalam panjang gelombang radiasi, dari sekitar 350 hingga 750 nanometer, yang dapat melewati atmosfer bumi tanpa diserap.

Equilibrium: Suatu proses di mana berbagai perubahan terjadi saling menyeimbangkan, sehingga tidak ada perubahan keseluruhan.

Frekuensi: Jumlah gelombang yang melewati titik tertentu setiap detik.

Radiasi inframerah: Nama lain untuk panas; suatu bentuk radiasi dengan panjang gelombang berkisar antara sekitar 700 nanometer hingga 1 milimeter.

Nanometer: Sepersejuta meter.

RadiasiEnergi yang dipancarkan dalam bentuk gelombang atau partikel.

Cahaya tampak: Suatu bentuk radiasi dengan panjang gelombang berkisar dari sekitar 400 hingga sekitar 750 nanometer.

Panjang gelombang: Jarak antara dua puncak atau palung berturut-turut dalam gelombang.

Bayangkan ledakan energi matahari mencapai tepi luar atmosfer bumi. Energi matahari itu terdiri dari berbagai jenis radiasi, seperti cahaya tampak, radiasi ultraviolet, radiasi inframerah, sinar X, sinar gama, gelombang radio, dan gelombang mikro. Bentuk-bentuk radiasi ini berbeda satu sama lain karena mereka semua bergerak dengan panjang gelombang dan frekuensi yang berbeda. (Panjang gelombang suatu gelombang adalah jarak antara dua puncak atau palung yang berurutan dalam gelombang. Frekuensi radiasi adalah jumlah gelombang yang melewati titik tertentu setiap detik.)

Misalnya, sinar X memiliki sangat panjang gelombang (λ) pendek dan frekuensi sangat besar. Sebaliknya, gelombang radio memiliki panjang gelombang (λ) yang sangat panjang dan frekuensi yang sangat kecil. Semua bentuk radiasi, berapapun panjang gelombang dan frekuensinya, berjalan bersama dalam ledakan energi matahari.

Energi yang mencapai atmosfer bumi dapat mengalami satu dari tiga nasib, tergantung pada jenis radiasi dan jenis gas yang ada di atmosfer. Pertama, sekitar sepertiga dari semua energi matahari yang mencapai atmosfer bumi dipantulkan kembali ke ruang angkasa.

Sepertiga energi matahari diserap oleh gas di atmosfer bumi. Berbagai gas menyerap berbagai jenis radiasi. Oksigen dan ozon misalnya, cenderung menyerap radiasi dengan panjang gelombang pendek, seperti sinar ultraviolet. Sebaliknya, karbon dioksida dan air menyerap radiasi dengan panjang gelombang lebih panjang, seperti radiasi inframerah. Ketika gas-gas ini menyerap berbagai jenis radiasi, maka akan mengubah energi sinar matahari menjadi panas. Fenomena ini menyumbang sebagian panas yang tersimpan di atmosfer Bumi.

Efek Rumah Kaca
Efek Rumah Kaca

Namun sepertiga dari energi matahari yang mencapai atmosfer kita mampu melewati atmosfer dan menembus permukaan bumi. Proses ini mirip dengan cara sinar matahari ditransmisikan melalui jendela di rumah kaca. Energi matahari yang melewati atmosfer bumi melakukannya karena ada sangat sedikit gas yang menyerap radiasi.

Para ilmuwan kadang-kadang merujuk pada “jendela” di atmosfer Bumi (agak mirip dengan jendela rumah kaca) di mana radiasi dapat lewat. Jendela atmosfer itu bukan objek, seperti sepotong kaca, tetapi rentang radiasi di mana gas atmosfer transparan. Kisaran itu berkisar antara 350 hingga 750 nanometer (satu nanometer adalah sepersejuta meter). Sebagai perbandingan, panjang gelombang cahaya tampak berkisar dari sekitar 400 nanometer (untuk cahaya biru) hingga 750 nanometer (untuk cahaya merah).

Pemantulan dan penyerapan. Energi matahari yang mencapai permukaan bumi juga dapat mengalami sejumlah hal. Energi ini dapat menyebabkan es mencair dan air menguap; dapat digunakan untuk mengubah karbon dioksida dan air menjadi karbohidrat pada tanaman (fotosintesis); menyebabkan angin, ombak, dan arus dan bisa memanaskan permukaan Bumi. Sekitar setengah dari seluruh energi matahari yang melewati atmosfer diserap oleh tanah, batu, pasir, kotoran, dan benda-benda alami dan buatan manusia lainnya.

Semuanya untuk memberi tahu Anda sesuatu yang sudah Anda ketahui. Jika Anda meletakkan tangan Anda di sebidang tanah yang gelap pada akhir hari yang cerah, tanah itu terasa hangat. Bahkan, jika Anda meletakkan tangan tepat di atas tanah, Anda bisa merasakan panas yang dilepaskan oleh tanah. Alasannya adalah bahwa benda-benda yang dipanaskan oleh sinar matahari berperilaku dengan cara yang sama seperti tanah di rumah kaca. Tanah itu mengembalikan energi yang diambil dari sinar matahari, tetapi dalam bentuk yang berbeda. Bukannya mereradiasi energi dalam bentuk cahaya tampak, objek memberikan energi kembali dalam bentuk panas.

Tetapi apa yang terjadi ketika panas yang diradiasi ulang dari permukaan bumi bergerak kembali ke atmosfer?. Panas adalah bentuk radiasi infra merah. Seperti yang ditunjukkan sebelumnya, karbon dioksida dan air keduanya adalah penyerap radiasi inframerah yang baik. Jadi gas-gas yang memungkinkan cahaya tampak melewati atmosfer sekarang dapat menyerap (memerangkap) radiasi infra merah (panas) yang diradiasi ulang dari permukaan bumi.

Jumlah keseluruhan dari semua reaksi ini adalah bahwa energi dari Matahari ditangkap oleh permukaan bumi dan gas-gas di atmosfer. Akibatnya, suhu rata-rata tahunan planet bumi sekitar 30 °C.

Aktivitas manusia dan efek rumah kaca

Fenomena alam, seperti efek rumah kaca, mencapai keadaan keseimbangan alami selama ratusan atau ribuan tahun. (Keadaan keseimbangan adalah suatu proses di mana laju perubahan berbagai tempat terjadi secara seimbang satu sama lain.) Dua faktor yang mempengaruhi efek rumah kaca adalah bentuk orbit Bumi dan kemiringannya berkaitan dengan Matahari. Kedua faktor ini berubah perlahan selama ratusan ribu tahun. Ketika itu terjadi akan mengubah efek yang dihasilkan oleh efek rumah kaca. Sebagai contoh, misalkan orbit Bumi berubah sehingga planet kita mulai bergerak lebih dekat ke Matahari. Dalam hal itu, lebih banyak energi matahari akan mencapai atmosfer luar dan, pada akhirnya, suhu rata-rata tahunan planet bumi mungkin akan meningkat.

Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan telah mengeksplorasi kemungkinan bahwa berbagai aktivitas manusia juga dapat mempengaruhi efek rumah kaca. Yang paling penting dari kegiatan ini adalah pembakaran bahan bakar fosil, seperti batu bara, minyak, dan gas alam.

Tidak ada yang perlu diingatkan hari ini tentang peran penting bahan bakar fosil dalam masyarakat kita. Kita menggunakannya untuk memanaskan rumah dan kantor; untuk memberi tenaga pada mobil, truk, jalur kereta api, pesawat terbang, dan bentuk transportasi lainnya dan untuk mengoperasikan proses industri. Tetapi pembakaran bahan bakar fosil selalu menghasilkan pelepasan karbon dioksida dan air ke atmosfer. Menurut beberapa perkiraan, pelepasan karbon dioksida ke atmosfer dari pembakaran bahan bakar fosil mencapai hampir 2,5 miliar ton pada tahun 1999.

Hasil dari aktivitas manusia ini adalah bahwa atmosfer bumi mengandung konsentrasi karbon dioksida yang lebih tinggi saat ini daripada seabad yang lalu. Data ilmiah paling andal menunjukkan bahwa konsentrasi karbon dioksida di atmosfer telah meningkat dari sekitar 320 bagian per juta pada tahun 1960 menjadi hampir 360 bagian per juta saat ini.

Efek meningkatnya konsentrasi karbon dioksida

Banyak ilmuwan prihatin dengan meningkatnya kadar karbon dioksida di atmosfer bumi. Dengan lebih banyak karbon dioksida di atmosfer kata mereka, lebih banyak panas akan terperangkap. Suhu rata-rata tahunan bumi akan mulai naik. Pada awal tahun 2001, dalam sebuah laporan mengejutkan yang dikeluarkan oleh Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim (sebuah panel yang disponsori oleh ratusan ilmuwan PBB), para ilmuwan menyimpulkan bahwa jika emisi rumah kacatidak dibatasi, suhu permukaan global rata-rata bisa naik hampir 6 °C selama 100 tahun ke depan. Para ilmuwan juga menyatakan bahwa polusi buatan manusia telah “berkontribusi besar” terhadap pemanasan global dan bahwa Bumi cenderung menjadi jauh lebih panas dari yang diperkirakan sebelumnya.

Kenaikan suhu seperti itu bisa berdampak buruk bagi dunia. Salah satu akibatnya mungkin adalah mencairnya lapisan es Bumi di Kutub Utara dan Selatan, dengan hasil peningkatan volume air laut. Jika itu terjadi, banyak kota terbesar di dunia yang terletak di tepi lautan mungkin terendam banjir. Beberapa ahli memprediksi perubahan dramatis dalam iklim yang dapat mengubah lahan pertanian produktif saat ini menjadi gurun, dan gurun menjadi daerah pertanian produktif. Setengah dari semua gletser Alpine akan lenyap. Terumbu karang akan hancur, dan spesies tanaman dan hewan yang rentan akan punah.

Pada tahun 1997 di Kyoto, Jepang, perwakilan dari lebih dari 170 negara bertemu untuk mencoba menyetujui tindakan tegas untuk mengurangi emisi mereka.

Sebuah perjanjian yang disebut Protokol Kyoto, dirancang pada pertemuan yang mengusulkan bahwa 38 negara industri mengurangi emisi gas rumah kaca pada tahun 2012 menjadi 5,2 persen di bawah tingkat pada tahun 1990 (Amerika Serikat adalah produsen gas rumah kaca terbesar, menghasilkan sekitar 25 persen dari gas yang terkait dengan pemanasan global, sedangkan Jepang dan Rusia adalah produsen terbesar berikutnya). Lebih dari 150 negara menandatangani perjanjian itu, tetapi tidak ada negara industri yang meratifikasinya, dan perjanjian itu tidak dapat berlaku sampai sejumlah besar negara industri meratifikasinya.

Pada November tahun 2000 di Den Haag Belanda, para pejabat dari seluruh dunia bertemu untuk menulis aturan terperinci untuk melaksanakan Protokol Kyoto. Sayangnya, setelah kurang dari dua minggu, pembicaraan gagal karena tidak ada kesepakatan untuk menghentikan pemanasan global. Alasan utama keruntuhan ini adalah argumen antara Amerika Serikat dan negara-negara Eropa mengenai cara-cara untuk membersihkan atmosfer Bumi. Para pejabat yang menghadiri pertemuan itu sepakat untuk bertemu sekali lagi untuk mengatasi masalah pemanasan global.

Perbedaan pendapat. Seperti banyak masalah lingkungan, para ahli cenderung tidak setuju tentang satu atau lebih aspek dari perubahan iklim yang diantisipasi. Beberapa pihak berwenang tidak yakin bahwa penambahan karbon dioksida ke atmosfer akan memiliki efek jangka panjang yang signifikan terhadap suhu tahunan rata-rata Bumi. Yang lain mengakui bahwa suhu Bumi mungkin meningkat, tetapi perubahan yang diprediksi tidak mungkin terjadi. Mereka menunjukkan bahwa faktor-faktor lain seperti pembentukan awan mungkin menetralkan keberadaan karbon dioksida tambahan di atmosfer. Mereka memperingatkan bahwa negara-negara seharusnya tidak bertindak terlalu cepat untuk mengurangi pembakaran bahan bakar fosil karena itu akan menyebabkan masalah ekonomi yang serius di banyak bagian dunia.

Masalah dengan saran itu, tentu saja, adalah mungkin untuk menunggu terlalu lama. Misalkan pembakaran bahan bakar fosil menyebabkan perubahan signifikan dalam iklim. Mungkin butuh setengah abad atau lebih untuk memastikan hubungan antara pembakaran bahan bakar fosil dan suhu planet yang lebih hangat. Tetapi pada saat itu, mungkin sudah terlambat untuk menyelesaikan masalah dengan sangat mudah. Karbon dioksida sudah dilepaskan ke atmosfer, dan perubahan iklim sudah mulai terjadi. Sebagaimana dibuktikan oleh runtuhnya pembicaraan iklim dan kegagalan untuk meratifikasi Protokol Kyoto, tidak ada konsensus umum di antara para ilmuwan, politisi, pengusaha, dan masyarakat umum tentang itu.