Pemanasan Global dan Efek Rumah Kaca (Green House Effect)

WANIBESAKc - Salah satu sumber energi terbesar yaitu matahari. Cahaya matahari terdiri dari sinar ultraviolet (UV), sinar tampak (VIS), dan inframerah (IR).

Cahaya matahari yang sampai dipermukaan bumi hanya sebagian, sebagiannya lagi diserap atau dipantulkan kembali oleh partikel-partikel yang ada di atmosfer misalnya ozon dan awan.

Matahari sebagai sumber energi, membuat suhu bumi terus berubah secara global. Proses meningkatnya suhu rata-rata atmosfer, lautan, dan daratan bumi disebut global warming.

GAS RUMAH KACA DAN EFEK RUMAH KACA

Sinar ultraviolet dan sinar tampak dapat menembusi kaca sedangkan inframerah tidak. Karena hal inilah rumah-rumah kaca yang biasanya digunakan untuk mengembangbiakan tanaman, suhunya cepat meningkat. Hal ini disebabkan cahaya ultraviolet dan sinar tampak yang telah melewati kaca dipantulkan kembali oleh tanaman dan permukaan bumi dalam bentuk inframerah. Namun radiasi inframerah yang dipantulkan diserap oleh kaca kemudian dipantulkan lagi ke dalam rumah kaca. Akibatnya radiasi inframerah yang dipantulkan tetap terperangkap di dalam rumah kaca tersebut.

Hal inipun dapat terjadi pada permukaan bumi, jika di atmosfer terdapat gas-gas zat-zat yang tidak bisa lewati oleh inframerah. Beberapa contoh gas yang tidak dapat dilewati oleh radiasi inframerah yaitu:

- Uap air (H₂O)

- karbon dioksida (CO₂)

- metana (CH₄)

- kloro fluoro karbon (CFC)

- belerang dioksida (SO₂).

Gas-gas ini dapat bertindak layaknya rumah kaca bagi bumi sehingga disebut sebagai gas rumah kaca.

Sinar ultraviolet dan sinar tampak dari matahari yang sampai ke permukaan bumi dipantulkan kembali ke luar angkasa dalam bentuk inframerah. Namun karena gas-gas tersebut maka inframerah yang dipantulkan akan diserap kemudian dipantulkan kembali ke permukaan bumi. Akibatnya suhu permukaan bumi akan meningkat.

Gambar Proses terjadinya efek rumah kaca (greenhouse effect)
(Sumber gambar: astrocampschool.org)

Gas-gas rumah kaca, sebenarnya sangat dibutuhkan oleh bumi. Tanpa adanya gas-gas ini bumi akan sangat dingin yakni suhu bumi hanya -18 °C sehingga seluruh permukaan bumi akan ditutupi es. Namun demikian dalam jumlah yang berlebihan suhu permukaan bumi juga akan meningkat dengan cepat.

Meningkatnya suhu permukaan bumi menyebabkan es-es di kutub meleleh sehingga permukaan air laut cepat naik. Akibatnya beberapa pulau beserta kehidupan di dalamnya dapat hilang ditutupi air laut.

Di Tata Surya, atmosfir Venus, Mars, dan Titan juga mengandung gas yang menyebabkan efek rumah kaca.

Aktivitas manusia sejak awal Revolusi Industri (sekitar 1750) telah menghasilkan peningkatan konsentrasi karbondioksida (CO₂) sebesar 40% dari 280 ppm pada tahun 1750 sampai 406 ppm pada awal 2017.

Sebagian besar emisi karbon dioksida antropogenik (yaitu, emisi yang dihasilkan oleh aktivitas manusia) berasal dari pembakaran bahan bakar fosil, terutama batu bara, minyak, dan gas alam, dengan kontribusi tambahan yang relatif kecil yang berasal dari deforestasi, perubahan penggunaan lahan, erosi tanah, dan pertanian.

Diperkirakan bahwa jika emisi gas rumah kaca berlanjut pada tingkat saat ini, suhu permukaan bumi dapat melebihi nilai historis pada awal tahun 2047, dengan efek yang berpotensi berbahaya pada ekosistem, keanekaragaman hayati dan mata pencaharian orang di seluruh dunia.

Berdasarkan berbagai pengamatan ditemukan bahwa gas rumah kaca yang paling melimpah di atmosfer bumi adalah:

- Uap air (H₂O)

- Karbon dioksida (CO₂)

- Metana (CH₄)

- Nitrous oxide (N₂O)

- Ozon (O₃)

- Chlorofluorokarbon (CFC)

- Hydrofluorocarbons (termasuk HCFC dan HFC)

Konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer ditentukan oleh keseimbangan antara sumber (emisi gas dari aktivitas manusia dan sistem alam) dan tenggelam (penghilangan gas dari atmosfer dengan cara konversi ke senyawa kimia yang berbeda).

Konstituen atmosfer utama, nitrogen (N₂), oksigen (O₂), dan argon (Ar), bukanlah gas rumah kaca karena molekul-molekul tersebut mengandung dua atom dengan unsur yang sama seperti N₂ dan O₂ dan molekul monatomik seperti argon (Ar) tidak memiliki perubahan bersih dalam distribusi muatan listriknya saat mereka bergetar. Oleh karena itu mereka hampir sama sekali tidak terpengaruh oleh radiasi infra merah. 

Meskipun molekul yang mengandung dua atom dari unsur yang berbeda seperti karbon monoksida (CO) atau hidrogen klorida (HCl) menyerap radiasi inframerah, molekul ini berumur pendek di atmosfer karena reaktivitas dan kelarutannya. Oleh karena itu, mereka tidak berkontribusi secara signifikan terhadap efek rumah kaca dan seringkali diabaikan saat membahas gas rumah kaca.