Efek Rumah Kaca, Gas Rumah Kaca, dan Pemanasan Global
31 Akibatnya, molekul gas tersebut berpotensi untuk terus menyerap energi
radiasi di atmosfer. Akumulasi energi yang terserap itu lambat laun akan memberikan efek pemanasan global.
Dalam perdebatan dan negosiasi politis pemanasan global, negara maju dituding sebagai biang keladi terjadinya pemanasan global. Hal ini dapat dimaklumi karena mereka telah mengemisikan GRK sejak 1,5 abad silam ketika era industrialisasi menggerakkan roda perekonomiannya. Selama itu pula emisi beberapa jenis GRK terus melayang-layang di atmosfer.
3.2. Gas Rumah Kaca (GRK)
Secara alami, gas rumah kaca (GRK) merupakan bagian dari atmosfer Bumi. GRK adalah molekul gas yang memiliki lebih dari dua atom. Ikatan-ikatan atom itu tidak terlalu kuat sehingga mampu bergetar (vibrasi) saat terjadi penyerapan panas.
CO2 merupakan salah satu GRK. CO2 terdiri dari satu atom karbon dengan satu atom oksigen terikat pada kedua sisinya. Saat atom-atom tersebut terikat tidak cukup kuat, ikatan antarmolekul CO2 dapat menyerap radiasi inframerah dan molekul tersebut mulai bergetar (vibrasi).
Selanjutnya, molekul yang bergetar itu melepaskan radiasi. Radiasi yang dilepas tadi kemungkinan besar diserap lagi oleh molekul GRK lainnya. Siklus penyerapan, pelepasan, dan penyerapan tersebut mempertahankan panas di dekat permukaan Bumi dan secara efektif mengisolasi permukaan Bumi dari ruang angkasa yang dingin.
Ada banyak sumber GRK. GRK paling banyak di muka Bumi adalah uap air yang terbentuk secara alami. Selain itu, terdapat juga GRK yang terbentuk akibat aktivitas umat manusia (anthropogenik). Menurut Protokol Kyoto, GRK antropogenikterdiri dari enam jenis, yakni CO2, CH4 (methane), N2O (nitrous
oxide), HFCs (hydrofluorocarbons), PFCs (perfluorocarbons), dan SF6 (sulphur
hexafluoride).
Komponen utama atmosfer, yakni N2 dan O2, merupakan molekul yang ter-diri dari dua atom dan terikat sangat kuat. Akibatnya, N2 dan O2 tidak mampu menyerap panas sehingga tidak berkontribusi terhadap efek rumah kaca.
GRK yang berada di atmosfer berfungsi sebagai penyerap energi radiasi Matahari dan melepaskan energi yang terserap tersebut ke atmosfer. Proses penyerapan terjadi pada frekuensi atau panjang gelombang radiasi Matahari yang bersesuaian dengan panjang gelombang eksitasi antaratom pada molekul GRK. Untuk CO2 misalnya, proses tersebut terjadi pada beberapa
32
panjang gelombang tertentu.
Spektrum sinar Matahari memiliki interval panjang gelombang yang sangat lebar. Frekuensi yang sama tersebut akan membuat ikatan antaratom bereksitasi (bergetar) akibat menyerap energi radiasi yang terpancar. Semakin banyak jumlah molekul GRK yang terdapat di atmosfer maka kian kuat daya serap atmosfer karena jumlah energi radiasi yang masuk atmosfer Bumi relatif konstan dan hanya bervariasi pada jangka waktu lama.
Prinsip kerja molekul GRK dapat dianalogikan dengan peralatan micro
wave yang kerap dipakai oleh para ibu rumah tangga di dapur. Micro wave
berfungsi memanaskan makanan dengan cara molekul air yang terdapat di dalam makanan tersebut dipanaskan.
Alat micro wave akan memancarkan energi dengan panjang gelombang tertentu yang dapat membuat molekul air bergetar. Seperti halnya prinsip kerja GRK, maka yang terjadi di dalam micro wave, pancaran energi tersebut akan membuat energi tambahan pada molekul air dan mengubahnya dari fase padat (es) menjadi cair atau dari cair menjadi gas (uap). Akibatnya, energi tersebut turut memanaskan makanan yang terdapat di dalamnya.
Di atmosfer, usia GRK bervariasi tergantung jenis molekul gasnya (lihat Tabel 3.1). Pada jangka waktu tersebut, proses penyerapan energi oleh molekul GRK terus terjadi. Dalam perhitungan potensi daya serap energi, kemampuan serap masing-masing GRK dibandingkan dengan potensi daya serap CO2 sebagai satuan unit utama (CO2 equivalent).
Perhitungan daya rusak total diambil sebagai satuan unit tersebut dikalikan perbedaan berat jenis spesies yang dihitung dengan berat jenis CO2.
Tabel 3.1. Usia (life time) beberapa jenis gas rumah kaca (GRK) di atmosfer dan potensi daya rusak terhadap pemanasan global (Sumber: IPCC AR 4, 2007).
GRK (tahun)Usia Potensi daya rusak (100 tahun) Carbon Dioxide (CO2) ratusan 1
Methane (CH4) 12 25
Nitrous Oxide (N2O) 114 298
Hydrofluorocarbon-23 (CHF3) 264 14.800 Sulphur hexafluoride (SF6) 3.200 22.800
Efek Rumah Kaca, Gas Rumah Kaca, dan Pemanasan Global
33
3.3. Pemanasan Global
Pemanasan global adalah kenaikan suhu rata-rata udara di dekat permukaan Bumi dan lautan yang terjadi sejak pertengahan abad ke-19 dan diproyeksikan terus berlangsung. Menurut Laporan Kajian Ke-empat dari IPCC tahun 2007, suhu permukaan global meningkat sebesar 0,74 ± 0,32 oC (1,33 ± 0,32 oF) selama abad ke-20.
Mayoritas kenaikan suhu yang diamati sejak pertengahan abad ke-20 disebabkan konsentrasi gas rumah kaca (GRK) meningkat tajam. Peningkatan tersebut sebagai akibat dari aktivitas manusia seperti pembakaran bahan bakar fosil dan pengurangan lahan hutan.
Seperti diketahui, kendaraan bermotor, kapal laut, pesawat terbang, pabrik, perkantoran, dan industrialisasi membutuhkan bahan bakar fosil seperti minyak Bumi, solar, premium, dan lain-lain. Sisa dari pembakaran bahan bakar fosil tersebut menyemburkan CO2 ke atmosfer sehingga menambah konsentrasi GRK.
Selain faktor manusia, naiknya konsentrasi GRK juga dapat dipicu oleh faktor alami. Di antaranya, letusan gunung berapi, dinamika iklim di atmosfer dan lautan, serta pengaruh dari luar Bumi seperti gejala kosmis dan ledakan di Matahari.
Ketika konsentrasi GRK di atmosfer bertambah, suhu permukaan Bumi cenderung meningkat dari waktu ke waktu. Fenomena ini disebut sebagai pemanasan global.
Tanda-tanda utama pemanasan global tidak hanya sebatas pada peningkatan konsentrasi GRK. Lebih dari itu, tanda lainnya adalah terjadinya kenaikan suhu muka Bumi, peningkatan muka air laut, dan melelehnya lapisan es di kedua kutub Bumi.
Peningkatan konsentrasi GRK di atmosfer akan meningkatkan besaran energi yang terdapat di atmosfer. Menurut Hukum Kekekalan Energi, energi tidak dapat hilang melainkan berubah bentuk.
Berdasarkan pengetahuan ini, maka peningkatan energi di atmosfer tadi berubah bentuk menjadi energi panas. Dengan kata lain, peningkatan GRK akan menyebabkan terjadinya perubahan komposisi energi di atmosfer dalam berbagai bentuk, di antaranya berupa pemanasan di muka Bumi.
Kenaikan suhu muka Bumi, baik di darat maupun laut juga menyebabkan naiknya suhu udara muka Bumi. Salah satu akibat dari kenaikan suhu muka Bumi ditandai dengan melelehnya lapisan es di berbagai wilayah daratan. Mencairnya lapisan es di daratan –bukan di lautan—merupakan salah satu
34
faktor penting dalam penghitungan kenaikan muka air laut.
Melelehnya lapisan es tersebut akan menyebabkan kenaikan muka air laut. Ada dua hal yang menyebabkan kenaikan muka air laut. Pertama, bertambahnya volume air di laut akibat aliran lelehan es yang mencair di daratan. Kedua, adanya pemuaian molekul air sebagai akibat dari suhu muka laut yang meningkat.
Untuk wilayah pesisir, ancaman kenaikan muka air laut akibat pemanasan global dapat terjadi dalam jangka waktu yang sangat lama. Indonesia sebagai negara kepulauan sangat menderita akibat permukaan air laut yang meningkat.